应用于烹饪器具的脉冲式传感器数据采集方法及烹饪器具与流程

1.本申请涉及烹饪控制技术领域，尤其涉及应用于烹饪器具的脉冲式传感器 数据采集方法及烹饪器具。


背景技术：

2.目前，对于电饭锅、电压力锅等类似烹饪炊具，当其含有顶部温度传感器 并且上盖与锅体可拆分时，可以采用耦合对接方式，而为了提高耦合可靠性， 采用两线式对接，在这种对接方式下，复用通信线和供电线，控制芯片可以采 用供电载波通信方式与顶部温度传感器通讯，以采集顶部温度数据。
3.在现有技术中，耦合连接处产生接触电阻，接触电阻会使得经过耦合连接 处的模拟信号产生较大误差，基于此，供电载波通讯方式常使用脉冲计数，通 过脉冲计数将模拟信号转换为数字信号(具体为脉冲信号)以减少误差。但是， 在实际应用中，脉冲计数的方式又易受脉冲干扰，这对于可靠性要求较高的小 家电类产品不利，比如，在对采用上述现有技术的电压力锅做电快速瞬变脉冲 群(electrical fasttransient/burst，eft)实验时，由于实验脉冲的干扰，往往 导致脉冲计数的数量增加，使得测温不准，误判温度已经上升至预期温度，进 而，根据误判的温度提前执行了降压操作，导致烹饪不充分，影响烹饪效果。
4.基于此，在上述应用场景下，需要可靠性更好的测温方案。


技术实现要素：

5.本申请实施例提供应用于烹饪器具的脉冲式传感器数据采集方法及烹饪 器具，以及相应的计算机可读存储介质，用以解决现有技术中的如下技术问题： 对于背景技术中的应用场景，现有技术采用的通讯方式易受脉冲干扰，往往导 致脉冲计数的数量增加，使得测温不准，误判温度已经上升至预期温度，进而， 根据误判的温度提前执行了降压操作，导致烹饪不充分，影响烹饪效果。
6.本申请实施例采用下述技术方案：
7.一种应用于烹饪器具的脉冲式传感器数据采集方法，所述烹饪器具包括控 制芯片、温度传感器、上盖、锅体、耦合连接器，所述温度传感器设于所述上 盖，所述控制芯片设于所述锅体，所述上盖、所述锅体通过所述耦合连接器耦 合连接通讯，所述控制芯片通过基于脉冲计数的供电载波通讯方式与所述温度 传感器通讯，以采集温度数据，所述方法包括：
8.按照设定的采集周期，连续采集n帧温度数据，所述采集周期根据指定的 干扰脉冲周期和/或干扰脉冲宽度设定，n为不小于3的整数；
9.将所述n帧温度数据按照大小进行排序，得到排序队列；
10.根据所述排序队列内的一个或者多个中间数据，确定滤除干扰脉冲后的温 度数据。
11.可选地，所述采集周期设定为小于所述干扰脉冲周期的三分之一，且所述 采集周期设定为大于所述干扰脉冲宽度。
12.可选地，所述确定滤除干扰脉冲后的温度数据后，所述方法还包括：
13.继续连续采集m帧温度数据，m为小于n的整数；
14.用所述m帧温度数据，更新掉所述n帧温度数据中先采集的m帧温度数 据，得到更新后的n帧温度数据；
15.根据所述更新后的n帧温度数据，再次确定滤除干扰脉冲后的温度数据。
16.可选地，所述确定滤除干扰脉冲后的温度数据后，所述方法还包括：
17.继续连续采集n帧温度数据；
18.根据所述继续连续采集的n帧温度数据，再次确定滤除干扰脉冲后的温度 数据。
19.可选地，所述n帧温度数据按照采集时间顺序保存于先入先出的数据结构 中；
20.所述用所述m帧温度数据，更新掉所述n帧温度数据中先采集的m帧温 度数据，得到更新后的n帧温度数据，包括：
21.使所述n帧温度数据中先采集的m帧温度数据从所述先入先出的数据结 构中出来；
22.使所述m帧温度数据进入出来后的先入先出的数据结构。
23.可选地，所述根据所述排序队列内的一个或者多个中间数据，确定滤除干 扰脉冲后的温度数据，包括：
24.将所述排序队列内的一个中间数据，确定为滤除干扰脉冲后的温度数据； 或者，将所述排序队列内的多个中间数据的平均值，确定为滤除干扰脉冲后的 温度数据。
25.可选地，所述干扰脉冲周期为300ms；和/或，所述干扰脉冲宽度为15ms。
26.可选地，所述采集周期不小于32ms且不大于70ms。
27.可选地，n不大于6。
28.一种烹饪器具，包括控制芯片、温度传感器、上盖、锅体、耦合连接器， 所述温度传感器设于所述上盖，所述控制芯片设于所述锅体，所述上盖、所述 锅体通过所述耦合连接器耦合连接通讯，所述控制芯片包括存储器、处理器， 以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述控制芯 片通过基于脉冲计数的供电载波通讯方式与所述温度传感器通讯，以采集温度 数据，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的应用于烹饪器具的脉冲式 传感器数据采集方法。
29.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机 程序被处理器执行时实现上述的应用于烹饪器具的脉冲式传感器数据采集方 法。
30.本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：无需 增加电路，采用了软件滤波，能够有效地过滤指定的干扰脉冲，留下更可靠的 温度数据，有助于提高测温准确性，进而基于测温结果更可靠地控制烹饪过程 进行。
附图说明
31.此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部 分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不 当限定。在附图中：
32.图1为本申请的一些实施例提供的一种烹饪器具的结构示意图；
33.图2为本申请的一些实施例提供的一种应用场景下，本申请的方案的整体 思路框架示意图；
34.图3为本申请的一些实施例提供的eft实验所使用的一种典型干扰波形参 数；
35.图4为本申请的一些实施例提供的一种应用于烹饪器具的脉冲式传感器数 据采集方法的流程示意图；
36.图5为本申请的一些实例提供的通过脉冲计数得到的温度数据的波形示意 图；
37.图6为本申请的一些实施例提供的一种应用场景下，图4的方法的一种具 体实施方案的流程示意图；
38.图中，1上盖、2温度传感器、3耦合连接器、4锅体、41烹饪腔。
具体实施方式
39.为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实 施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的 实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施 例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本申请保护的范围。
40.图1为本申请的一些实施例提供的一种烹饪器具的结构示意图。图1中的 烹饪器具包括上盖1、温度传感器2、耦合连接器3、锅体4，耦合连接器3包 括设置于上盖1的上耦合件、设置于锅体4的下耦合件，锅体4包括烹饪腔41， 除此之外，锅体4还包括控制芯片、加热模块等部件，设于锅体4内部，温度 传感器2具体为顶部温度传感器，用于对烹饪腔41的顶部进行测温。上盖1、 锅体4通过耦合连接器3耦合连接通讯，控制芯片通过基于脉冲计数的供电载 波通讯方式与温度传感器2通讯，以采集温度数据。简明起见，下面省略部件 的标号，直接用部件名称称呼。
41.图2为本申请的一些实施例提供的一种应用场景下，本申请的方案的整体 思路框架示意图。在图2中，烹饪器具主要包括上盖、锅体，以及耦合连接上 盖和锅体的耦合连接器。上盖设置有测温模块，测温模块比如包括测温元件(比 如，上述的顶部温度传感器，在下面的实施例中，顶部温度传感器具体为脉冲 式的温度传感器)、转换电路等，锅体设置有控制芯片，控制芯片比如包括接 收模块和信号解码器，为了实施本申请的方案，控制芯片还可以包括软件滤波 模块，或者，软件滤波模块也可以独立于控制芯片而设置。图2的思路框架比 如在图1的烹饪器具上实现。
42.在图2的思路框架下，测温元件采集原始的温度传感数据，通过转换电路 转换为脉冲信号(称为原始测温信号，其包含可靠的温度数据，还可能包含干 扰数据)，脉冲信号通过耦合连接器向锅体传送，接收模块接收脉冲信号后， 通过软件滤波模块尝试过滤干扰数据，之后再通过信号解码器解码，得到所测 出的温度。本申请的方案重点在于：针对上盖与锅体耦合连接通讯的烹饪器具， 为了提高烹饪过程中对顶部测温结果的准确性，本申请对通过耦合通讯从上盖 发送向锅体的原始测温信号进行了软件滤波，以过滤干扰数据，保留可靠的温 度数据。
43.需要说明的是，对于信号解码器的不同解码方式，干扰数据带来的影响可 能也不同。假定采用如下一种解码方式：通过对测温信号包含的高电平数量进 行计数，解码为相应的模拟量；则当干扰数据为干扰脉冲时，很容易干扰测温 结果，得到不可靠的温度数据，
后面会结合附图进行说明。假定采用如下另一 种解码方式：通过对测温信号包含的高电平持续时间进行计数，解码为相应的 模拟量；则当干扰数据为干扰脉冲时，相比于解码方式，对测温结果的干扰一 般相对小。本申请的方案对于使用前一种解码方式的场景，适用性尤其好，下 面一些实施例主要基于这种场景进行说明。
44.背景技术中提到了在eft实验中，现有技术测温不准的问题。更直观地， 参见图3，图3为本申请的一些实施例提供的eft实验所使用的一种典型干扰 波形参数，这种波形参数一定程度模拟出实际应用中可能出现的干扰脉冲，在 图3中，干扰脉冲是按照指定的干扰脉冲周期，周期性发生的，该干扰脉冲周 期记作t1＝300ms，将每个周期内的干扰持续时间作为干扰脉冲宽度，记作 t2＝15ms，该干扰脉冲宽度包括了每个周期内密集发生的多个干扰脉冲的宽度 之和。为了便于描述，本申请的一些实施例针对图3所示的干扰，选择相应的 处理参数进行滤波处理，当然，若脉冲干扰周期或者干扰脉冲宽度发生变化， 对本申请的方案相应地调整具体的处理参数后同样也适用。
45.图4为本申请的一些实施例提供的一种应用于烹饪器具的脉冲式传感器数 据采集方法的流程示意图，该烹饪器具比如为图1中的烹饪器具。
46.图4的流程至少包括以下步骤：
47.s400：按照设定的采集周期，连续采集n帧温度数据，所述采集周期根据 指定的干扰脉冲周期和/或干扰脉冲宽度设定，n为不小于3的整数。
48.在本申请的一些实施例中，假定要过滤图3中的干扰，步骤s400中指定 的干扰脉冲周期为t1＝300ms，指定的干扰脉冲宽度为t2＝15ms。
49.根据指定的干扰脉冲周期和/或干扰脉冲宽度设定采集周期，其目的在于： 确保在n帧温度数据中存在可靠的温度数据，防止n帧温度数据都是干扰脉 冲。若采集周期相比于干扰脉冲周期足够小，则一定时间内采集次数增多，采 集到可靠的温度数据的概率提高，有助于实现该目的。若采集周期相比于干扰 脉冲宽度足够大，则更容易避开干扰脉冲的覆盖范围，采集到可靠的温度数据 的概率提高，有助于实现该目的。
50.在本申请的一些实施例中，温度数据可以为直接的温度值(比如，100摄 氏度)，或者以其他物理量间接表示温度的值(比如，表示了100摄氏度的某 电压值)。
51.每帧温度数据可以分别表示对温度的一次有效采样结果。其具体反映了对 温度采样一次的采样值；或者具体反映了短时间内对温度采样多次的综合采样 值，比如，这多次采样值的平均值，或者这多次采样值的中的最值等，该短时 间可以不大于指定的干扰脉冲宽度。
52.上述的采样值可以以脉冲数量进行表示，更直观地，结合图5进行说明， 图5为本申请的一些实例提供的通过脉冲计数得到的温度数据的波形示意图。 在图5中，示例性地示出了一帧温度数据的波形，即图中标示的脉冲计数总长 度，t2的时间内为高电平，表示单个脉冲，一帧温度数据则可以记作脉冲计 数总长度中的脉冲数量。起始信号t1用于识别本帧温度数据，将本帧温度数 据与上一帧温度数据区分开来。
53.由此可见，若根据脉冲计数解码测温，当在脉冲计数总长度内，产生了干 扰脉冲，则可能使脉冲数量增加，从而使温度数据产生误差。而若根据高电平 持续时间解码测温，由于干扰脉冲本身持续时间很短，则干扰脉冲带来的误差 会相对小。这也就是上面提到本申请的方案对于使用前一种解码方式的场景适 用性尤其好的原因所在。
54.s402：将所述n帧温度数据按照大小进行排序，得到排序队列。
55.在本申请的一些实施例中，一般地，干扰脉冲所带来的干扰是随机的，正 负干扰都有，在这种情况下，大小居中的温度数据可靠的概率较大，可以据此 过滤干扰。
56.s404：根据所述排序队列内的一个或者多个中间数据，确定滤除干扰脉冲 后的温度数据。
57.在本申请的一些实施例中，排除排序队列两端的极值，尝试从中间数据中 选取可靠的温度数据，提高了选取到可靠的温度数据的概率，选取过程即为滤 除干扰脉冲的过程。n为不小于3的整数，保证了排序队列内有至少一个中间 数据。
58.根据上面的说明，将图4的方法的原理归纳总结为：在干扰脉冲周期内， 有干扰脉冲的持续时长远比没有干扰脉冲的持续时长长，因此，在采集周期足 够小的情况下，如果有一帧温度数据受到干扰，那么其相邻的部分温度数据大 概率不会受到干扰，这一部分就是可靠的温度数据，基于此，在获取温度数据 时，尽量舍弃大概率被干扰的温度数据，等待下一帧或者下几帧大概率未被干 扰的温度数据的出现，作为当前的可靠的温度数据，有助于获得真实可靠的温 度数据，进而，对于背景技术中的场景，有助于保证电压力锅充分烹饪，得到 好的烹饪效果。
59.通过图4的方法，无需增加电路，采用了软件滤波，能够有效地过滤指定 的干扰脉冲，留下更可靠的温度数据，有助于提高测温准确性，进而基于测温 结果更可靠地控制烹饪过程进行。
60.基于图4的方法，本申请还提供了一些更具体的实施方案和扩展方案，下 面进行说明。
61.在本申请的一些实施例中，通过图4的方法，能够确定一定时间范围(主 要包括这n帧温度数据起始至结束之间的时间)内的滤除干扰脉冲后的温度数 据。而在实际应用中，随着时间继续变化，温度数据也可能继续变化，在一段 更长的时间内，测温过程往往需要持续进行，因此，可以按照同样的思路，继 续滤波测温。
62.继续滤波测温可以采用全新的温度数据，或者也可以之前使用过的一部分 温度数据。前一种方案的优点在于各次滤波后的测温结果之间不会相互影响， 不会出现累积误差，后一种方案的优点在于，若某次测温结果误差较大，可以 自动由邻近一次或者多次测温结果一定程度地修正该误差，提高可靠性，而且 有助于使得所确定的温度数据更平滑地变化。
63.具体地，在前一种方案下，在执行步骤s404后，可以进行一轮更新，比 如包括：继续连续采集m帧温度数据，m为小于n的整数；用m帧温度数据， 更新掉n帧温度数据中先采集的m帧温度数据，得到更新后的n帧温度数据， 若n等于6，则m比如取1，这种情况下是每轮更新1帧温度数据；根据更新 后的n帧温度数据，再次确定滤除干扰脉冲后的温度数据。类似地，可以进行 多轮更新。
64.具体地，在后一种方案下，在执行步骤s404后，同样可以进行一轮或者 多轮更新，不同之处在于每轮都是全量更新，比如包括：继续连续采集n帧温 度数据；根据继续连续采集的n帧温度数据，再次确定滤除干扰脉冲后的温度 数据。
65.在本申请的一些实施例中，上述的采集周期设定为大于指定的干扰脉冲宽 度，如此，能够更好地区分干扰脉冲和可靠的温度数据，否则，每次的干扰脉 冲会与一个或者多
个可靠的温度数据的持续时间重叠，难以区分。进一步地， n为不小于3的整数，假定在一个干扰脉冲周期内至少一次确定滤除干扰脉冲 后的温度数据，也即，在一个干扰脉冲周期内至少一次执行图3中的流程或者 至少一次执行一次上述更新流程(由于干扰脉冲周期往往很短，则这种处理方 式具有能够快速地可靠测温的优点)，那么，为了使在一个干扰脉冲周期相应 地采集不少于3帧的温度数据，可以将上述的采集周期设定为小于干扰脉冲周 期的三分之一。
66.以图3中发生的干扰脉冲为例，将采集周期记作t3，则可以设定t3＞t2， 且比如，取32ms≤t3≤70ms，假定n＝6，连续采集的6帧温度数据的 总时间记作t4，则在该例中，192ms≤t4≤420ms，显然，这6帧温度数据不会 全部被干扰脉冲所干扰，这6帧温度数据中存在可靠的温度数据。
67.在本申请的一些实施例中，上述的排序队列内可能包括多个中间数据，可 以将其中某个中间数据作为滤除干扰脉冲后的温度数据，该某个中间数据比如 为排序队列内居中的那个中间数据，若n为偶数，则居中的有两个中间数据， 可以取这两个中间数据的平均值，作为滤除干扰脉冲后的温度数据。
68.更直观地，基于图3的应用场景举例说明，假定n＝6，连续采集到的6帧 温度数据依次为：a1＝2、a2＝5、a3＝80、a4＝66、a5＝22、a6＝20，表示相应 的脉冲计数的数量，单位为个，更新时采用部分更新的方案。参见图6，图6 为本申请的一些实施例提供的该应用场景下，图4的方法的一种具体实施方案 的流程示意图，流程包括以下步骤：
69.采集6帧温度数据，并按采集顺序存入到数组a1内；之后，进入滤波流程；
70.获取数组a2，赋值a2＝a1，将a2内的数据由小到大排列得到新的排序： a1＝2、a2＝5、a6＝20、a5＝22、a4＝66、a3＝80，取排序后居中的两个数据：a6、 a5，对这两个数据做算术平均得到将c1作为当前的滤除干扰 脉冲后的温度数据；
71.开始进行一轮更新，继续采集到温度数据a7，将a7放入a1内的最后一个，a1内的最先进入的数据a1丢弃，其余数据顺序向前移动1个，a1内依次为a2、a3、 a4、a5、a6、a7，利用更新后的a1按照上面的操作再更新a2，继续计算本轮的 滤除干扰脉冲后的温度数据；
72.如此迭代进行，能够持续地确定当前的滤除干扰脉冲后的温度数据，从而 实现持续可靠的测温。
73.在上例中，为了更快地在数组中更新数据，a1、a2可以采用先进先出式的 堆栈数组实现，当然，除了数组这种数据结构之外，采用先进先出式的队列数 据结构代替数组数据结构也是可以的。
74.基于同样的思路，本申请的一些实施例还提供了一种计算机可读存储介 质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的应用 于烹饪器具的脉冲式传感器数据采集方法。
75.本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似 的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
76.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非 排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包 括那些要素，而且还包
括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、 方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括 一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设 备中还存在另外的相同要素。
77.以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技 术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所 作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。