專利名稱：計算機點菜、配菜及菜肴加工過程的輔助系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及計算機應用領域的一種用計算機控制的點菜、配菜及菜肴加工過程的輔助系統。
本發明的技術方案是由計算機，灶臺子系統，配料子系統，音像輸入、輸出裝置組合而成的點菜、配菜及菜肴加工輔助系統。由分布于灶臺子系統和配料子系統的各種傳感器、音像輸入裝置實時采集有經驗廚師的組菜和菜肴加工過程中的各種關鍵信息，計算機(CPU)按一定的程序對采集到的信息進行處理后建立和修改數據庫，在使用時，通過檢索、利用數據庫進行點菜，根據不同需求對配菜與佐料的種類、數量進行選擇、調整，并提出火候要求，形成配菜、配佐料過程數據流和菜肴加工過程數據流，灶臺子系統、配料子系統在這些數據流的控制下完成配菜、配佐料及菜肴加工過程的輔助控制，音像輸入、輸出裝置給出輔助操作的提示。
灶臺子系統包括灶臺、灶臺CPU、火力控制裝置(用流體燃料時為燃料流量控制裝置，用電時為功率輸出控制裝置)、溫度傳感器、AD轉換器、控制鍵和功能選擇鍵。燃料流量控制裝置安裝在灶臺燃料進口管道上，用于燃料流量控制。溫度傳感器安裝在鍋支架上，用于測量鍋的溫度。燃料流量信息和溫度信息通過AD轉換器變成數字信號輸入灶臺CPU。控制鍵用于控制流程的啟動、人機對話、音像錄制，火候調整及燃料閥門的角度調整，功能選擇鍵用于灶臺子系統功能的選擇，控制鍵和功能選擇鍵的數量可根據需要設置，上述各鍵通過解碼器向灶臺CPU發中斷。
配料子系統包括配料CPU、秤(重量傳感器)、AD轉換器、控制鍵、溫度傳感器。秤在控制鍵控制下對配菜、佐料進行秤重，秤重信息通過重量傳感器及AD轉換器變成數字信號輸入配料CPU。控制鍵可根據需要設置一個或多個，溫度傳感器用于測量配料、水和操作間的溫度，溫度傳感器的數量可因需要設置。在輔助過程中，可把重量折合成體積進行計量。
語音輸入、輸出裝置用于錄音和語音提示。語音可由計算機后處理輸入。如需錄像和用圖像、文字提示操作，則需設置圖像、文字的輸入、輸出裝置。
本發明還可設置物料傳輸裝置，物料傳輸裝置包括傳輸CPU和傳輸機構，按照菜肴加工程序及時準確地把配菜、佐料傳送到適當的位置。物料傳輸裝置可分設為配菜傳輸裝置與佐料傳輸裝置。
計算機用于建立數據庫，點菜，形成配菜、配佐料過程數據流及菜肴加工過程數據流，經過通訊接口與各個CPU進行信息交換。灶臺CPU、配料CPU、傳輸CPU可組合共用。
本發明的運行可分為兩個主要過程學習過程和輔助過程。
學習過程就是獲得配料及菜肴加工過程中的所需信息，主要有1.配菜、佐料的名稱(種類特征)，為文字和語音(或圖像)。文字(包括數字)與所對應的語音能相互調用。
2.配菜、佐料的數量，為數字及與數字相對應的語音。文字(包括數字)與所對應的語音能相互調用。
3.配菜、佐料、水及操作間的溫度。
4.配菜、佐料的提供順序。
5.加工過程中的動作信息，為語音及語音對應的文字。文字(包括數字)與所對應的語音能相互調用。
6.加工過程中的動作的準確時刻信息或區段時間信息(在灶臺加工過程中，操作者認為某時刻點應該做某動作，本文稱此時刻為火候或火候點，兩火候點的間隔時間稱為區段時間。)7.火候點的火力信息用電時是電功率、用流體燃料是燃料壓力、在燃料壓力大小一定時是燃料閥門角度、鍋的溫度。
8.區段時間內的火力信息。用電時是指電功率對時間的積分；用流體燃料是燃料壓力對時間的積分(區段時間內的流量)；在流體燃料壓力大小一定時，燃料閥門角度對時間的積分；鍋的溫度對時間的積分。
9.在多種方法判定同一火候時，各種火候判定法在區段時間內的優先級。如果優先級采用計分制，還應有CPU判定火候到的優先級累加分值；優先級和累加分值，由人工輸入或由計算機在檢索同類數據庫的基礎上得出。
計算機對采集到的信息加工成的規格化數據庫，并按要求存儲在硬盤中。
學習過程的信息輸入方法主要有四種①由系統通過各種傳感器采用中斷方式采集信息，計算機記錄實時信息；②操作中的對原始記錄的在線修正，需要時進行存儲；③音像信息在錄音、錄像或記憶的基礎上通過計算機進行后處理并存儲于數據庫，其它信息實時記錄；④移植其它系統的適用的數據庫內容。系統間的差別由人工在線修正，或在對比的基礎上由計算機計算修正。
輔助過程是指通過檢索數據庫，在統計分析的基礎上，形成配菜、配佐料過程數據流和加工過程數據流，利用這些數據流實現點菜、配菜、配佐料及菜肴加工過程的輔助控制。
點菜是指使用者和計算機進行的人機對話，通過檢索數據庫由菜肴分類得出菜的列表，使用者由此得到所需的菜肴名，計算機進一步檢索數據庫給出此菜肴的配菜、佐料種類的選擇以及量的選擇范圍，以及該菜肴加工過程的可調整范圍，使用者根據自己的要求作出應答。計算機根據使用者的應答在檢索、統計分析的基礎上，得出最符合使用者要求的配菜、配佐料過程數據流及菜肴加工過程數據流。
配菜、配佐料過程數據流包括配菜、佐料所需順序，配菜、佐料名稱、種類特征、數量的語音、圖像、文字的提示信息，也可包括加工方法的提示信息。
加工過程數據流包括各火候點傳感器的狀態鍋的溫度，燃料輸入壓力、控制燃料流量的閥門角度；計時/定時器的值及溫度、壓力、角度對時間的積分值；人機對話火候判定法的有無；采用多種方法共同判定同一火候時，各火候判定法的優先級，如果優先級采用計分制，還應有CPU判定火候到的優先級累加分值；火候點的閥門角度的動作量；語音提示內容。上述內容可因火候判定法的增減而增減。
配料是指根據配菜、配佐料過程數據流，按序準備所需量的配菜、佐料。輔助是以人機對話的方式給出所需配菜、配佐料的名稱、種類特征、數量的語音、圖像、文字提示，也可給出加工方法的提示。物料的傳輸要實現當灶臺操作需要時，配菜和佐料能及時取到。
加工過程的輔助是火候判定、給出提示、火力調整。“火候判定”的方法有(1)定時/計時，(2)鍋的溫度，(3)人機對話，(4)區段時間內的流體燃料流量，為流體壓力與時間的積分或閥門角度與時間的積分(若用電則是用電量)，(5)鍋的溫度與時間的積分。以上判定方法可單獨或組合對火候進行判定，一種判定法認為火候到，即向灶臺CPU發中斷，在組合判定火候，即冗余判定火候時，火候點的最終確定由所到中斷的數量及相應的優先級決定。“給出提示”是指根據火候點所到時刻給出該火候點下的提示信息，提示信息包括操作方法的語音內容，火候點到達的聲光提示，手動控制火力時的閥門角度指示。操作方法的語音提示應在火候點到達前給出，使操作者有所準備。“火力調整”是指在自動控制火力時，火候點到，火力即調整到該火候點下的指定值。
本發明系統的優點是1.通過程序化運作，幫助組菜，減少人工組菜的失誤，提高菜肴配制加工的科學性。
2.做到菜肴加工規范化、菜肴質量一致性，有助于廚師減少失誤，提高做菜水平。
3.幫助非專業廚師或一般人提高做菜的質量。
4.增加菜肴的花式品種，有助于滿足顧客的多樣化需求。
5.能很方便地完成配菜、佐料用量的統計和準備。
6.本發明系統可適用于飯店、賓館、家庭。
圖6為本發明一個實施例的灶臺控制部分原理框圖；圖7為本發明一個實施例的配料控制部分原理框圖；圖8為本發明一個實施例中燃料流量控制裝置的旋鈕角度控制示意圖；圖9為本發明一個實施例中燃料流量控制裝置的閥門角度傳感器結構示意圖；

圖10為本發明一個實施例的配料過程學習流程圖；圖11為本發明一個實施例的加工過程學習流程圖；圖12為本發明一個實施例的配料過程流程圖；圖13為本發明一個實施例的加工過程流程圖；圖14為本發明一個實施例的點菜過程流程圖；
圖2所示的本發明系統由計算機1、灶臺部分2、灶臺功能選擇板3、秤及秤控部分4、語音輸入輸出裝置5和6、溫度傳感器7和8、配菜傳輸裝置9和配佐料傳輸裝置10等組成。
計算機1作為系統主控機，在學習過程中建立有經驗廚師的組菜及菜肴加工的數據庫；在輔助過程中進行點菜并與配料CPU、灶臺CPU進行數據通訊和計算。
灶臺2和灶臺功能選擇板3構成灶臺子系統。灶臺2上設有三個控制鍵，包括啟動鍵11、火候調整鍵12、燃氣(油)閥門角度調整鍵13。啟動鍵11作為操作啟動和第一火候點的計時點；在錄音時，記錄火候點時刻的各種必須信息以及錄音開始與結束的時刻點；在人機對話法確定火候時，作為人通知CPU火候點到達的按鍵。火候調整鍵12，可調整火候的快/慢，每按鍵一次，自動調整火候區段時間加快/減慢一個設定時間，或加快/減慢一個火候點。灶臺2的燃料進氣管道上安裝有燃料流量控制裝置，該裝置有壓力傳感器14、燃料管道閥門15、步進電機16組成，該裝置與燃氣(油)閥門角度調整鍵13、灶臺CPU共同完成對管內燃氣(油)的流量控制。燃氣(油)閥門角度調整鍵13的調整結果通過灶臺CPU控制步進電機16改變閥門角度。溫度傳感器17裝在灶臺2的鍋支架上，用于測量鍋的溫度。
灶臺功能選擇板3上設有功能選擇鍵18，指示燈24，功能選擇鍵與指示燈一一對應。功能選擇鍵分別是數據保留鍵、人機對話方式/自動確定火候鍵、語音提示鍵、學習/正常操作鍵。其中數據保留鍵在灶臺操作過程中，操作者對提供的火候判定有改動時，灶臺CPU在原有數據記錄的基礎上對相應數據作相應的更改，當操作者認為更改得正確則在灶臺操作結束后按此鍵，將此更改內容送計算機存儲，學習過程結束后也通過此鍵將學習結果送計算機保存。語音提示鍵用于動作節奏和操作方法提示的有無。學習/正常操作鍵用于進行學習和輔助的選擇。若配料子系統與灶臺子系統共用一個CPU時，須增加兩個功能選擇鍵，用于分時或并行控制灶臺、配料的學習或輔助過程。
秤及秤控部分4與溫度傳感器7、8構成配料子系統。秤及秤控部分4用于秤量配菜或佐料的重量，秤上設置配料CPU、重量傳感器、顯示屏及控制鍵。控制鍵包括配料鍵19、語音重復鍵20、自定重量鍵21、錄音鍵22。配料鍵19控制提示配料語音信息，包括重量、種類、名稱等。語音重復鍵20，重復播放配料語音提示，此鍵的功能也可以由程序設定重播次數代替。有時秤上的配菜重量不在所要求的范圍內，通過自定重量鍵21，把配菜的實際重量送配料CPU，然后送計算機，由計算機給出佐料的相應量并對加工過程的火候等作相應的調整。錄音鍵22為錄音的開始和結束鍵，在錄音的同時記錄配菜、佐料的重量，此鍵也可不設，其功能由程序設定的其它鍵完成(如配料鍵19)。溫度傳感器7用于測量室溫，溫度傳感器8裝在水管上用于測量自來水的溫度。
語音輸入、輸出裝置5和語音輸入、輸出裝置6組成相同，均包括話筒、放大與AD、語音處理模塊、D/A與放大、揚聲器(見圖6、圖7)。語音輸入、輸出裝置5位于灶臺近處，語音輸入、輸出裝置6位于配料處，它們均供系統輸入輸出提示語音用。
配菜傳輸裝置9用于配菜的傳輸和放置，佐料傳輸裝置10用于佐料的傳輸和放置。
灶臺2支架上所用溫度傳感器17可采用熱電偶或紅外溫度傳感器，熱電偶的安裝方式如圖3熱電偶26固定于彈簧27上，置于隔熱中空小體25中央，當放上鍋時，熱電偶(在彈簧的作用下)緊貼鍋底，與火焰隔絕。當采用紅外溫度傳感器測溫時，安裝方式如圖4所示，紅外溫度傳感器28通過隔熱中空小管29對鍋底進行實時測溫，其一開口端能與鍋底全面接觸，隔絕火焰。
圖5為灶臺面板灶臺面板剖面示意圖，灶臺面板30下置隔熱層31，用于隔離電子元件和高溫區，其下是隔熱導管32，用于放置導線。
圖6中灶臺CPU33對溫度傳感器17、壓力傳感器14、語音處理模塊34進行控制與通訊。定時\計時器35用于記錄火候中斷點的時刻或區段時間，步進電機16在灶臺CPU33控制下調整燃氣(油)閥門。中斷按鍵36用于向灶臺CPU33發中斷，解碼器37作為灶臺CPU33中斷口擴展。通訊接口38供灶臺CPU33和計算機1通訊，根據實際需要選用并行、串行、無線或有線的通訊方式。
圖7中配料CPU39對重量傳感器4，語音處理模塊40實行控制，中斷按鍵41用于向配料CPU39發中斷，解碼器42作為配料CPU39中斷口擴展。中斷按鍵也可用語音識別中斷代替。通訊接口43供配料CPU與計算機1通訊，通訊方式與灶臺CPU采用的通訊方式相同。
本發明實施例中的燃料流量控制裝置還有另一種形式，見圖8、圖9。圖8中指針44和發光二極管45，若干個發光二極管均勻分布于旋扭有效轉動角度的圓周上。
在學習階段，旋鈕調整到的位置通過圖9所示的角度傳感器送灶臺CPU，CPU通過譯碼器點亮旋鈕周圍的某發光二極管，表示旋鈕指針指向的位置。
在輔助階段，火力大小的要求由系統以語音告知操作者，同時旋鈕角度的大小由灶臺CPU通過譯碼器點亮旋鈕周圍的某發光二極管，操作者只要把閥門旋鈕的指針調到被點亮的發光二極管位置上；當灶臺CPU測試到旋鈕旋到準確位置后即啟動輔助程序，代替啟動鍵的啟動功能。
圖9是火力控制部分燃料流量閥門角度控制機構示意圖。其中燃氣(油)閥門的主動輪(旋鈕)46，從動輪47，光柵48，主光耦49、從光耦50。其工作過程為傳感頭→光電轉換→CPU→譯碼器→發光二極管。其中傳感頭為一機械裝置，由主動輪(旋鈕)，從動輪，光柵組成，主動輪帶動從動輪使光柵轉動，傳動比按需設定。光柵是在從動輪上開的窗口，以便光通過，光柵均勻分布在圓上。光電轉換部分由光耦組成。光柵控制光耦的光通斷，將光柵轉動轉換為相應的電信號。CPU對光耦輸出的電信號進行計數。譯碼器決定點亮哪一個發光二極管。主動輪在轉動時會有正反兩個方向的轉動。檢測位于輪子上的相對角度一定的兩個光耦的輸出信號，依據該信號的變化判斷輪子轉動方向。
本實施例的運行流程見圖10、圖11、圖12、圖13、圖14。
圖10、圖11是系統的配料過程學習流程和加工過程學習流程，通過中斷記錄配料的信息和火候點的信息，其中錄音部分，可在計算機對信息進行后處理階段輸入，虛線部分表示可有可無。
圖12是配料過程的流程，通過中斷按序給出配菜、佐料的語音提示，將室溫、水溫送配料CPU，對自定重量的處理，配料結束后將配菜、佐料的信息送計算機。圖中虛線表示室溫水溫也可直接送計算機。
圖13是加工過程的流程，灶臺CPU根據計算機給出的加工過程數據流，寫中斷參數和根據中斷優先級判定火候，火候到時根據數據流進行語音提示或火力大小的調整(或閥門角度調整量的提示)。圖中的人機對話判定火候法與其它判定火候的方法共同使用時，其它方法判定火候到，只給出提示，而不啟動下一火候判定和有關動作，只有人機對話中斷到時才啟動下一步；雙虛線框部分是解釋左框內容“按序取下一記錄參數寫中斷寄存器或軟中斷參數開中斷”。人機對話判定火候可以將其它火候判定法屏蔽。
圖14是點菜過程的流程，點菜者根據自己的要求從計算機數據庫中選擇目標菜肴；如果對目標菜肴不滿意，可通過人機對話界面對配菜、佐料和加工過程提出相應的修改，計算機根據這些修改內容，計算出配菜、配佐料過程數據流，送配料CPU。配料情況、室溫與水溫送計算機，計算機由以上信息檢索、計算得出加工過程數據流，送灶臺CPU。
權利要求
1.一種涉及計算機應用領域的計算機點菜、配菜及菜肴加工過程的輔助系統，其特征在于由計算機、灶臺子系統、配料子系統、音像輸入輸出裝置組成。在計算機的控制下，完成(1)對組菜、配料及灶臺操作的信息采集，建立和修改菜肴加工技術數據庫，(2)通過檢索數據庫進行點菜，根據不同需求能對配料的種類進行選擇，對數量進行調整，并根據選擇調整結果對火候進行調整，形成配菜、配佐料過程數據流和加工過程數據流，利用這些數據流實現配料過程及菜肴加工過程的輔助控制，配料過程輔助包括給出配菜、佐料的名稱、種類特征、數量的提示，也可給出加工方法的提示，加工過程的輔助包括火候判定、給出提示、火力調整。
2.根據權利要求1所述的計算機點菜、配菜及菜肴加工過程的輔助系統，其特征在于灶臺子系統由灶臺、灶臺CPU、燃料流量控制裝置、溫度傳感器、AD轉換器、控制鍵和功能選擇鍵組成，燃料流量控制裝置安裝在灶臺的燃料進口管道上，溫度傳感器置于灶臺的鍋支架上，燃料流量信息和鍋的溫度信息通過AD轉換器變成數字信號輸入灶臺CPU，控制鍵用于控制流程的啟動、人機對話、音像錄制，火候調整及燃料閥門的角度調整，功能選擇鍵用于灶臺子系統功能的選擇，控制鍵和功能選擇鍵的數量根據需要設置。
3.根據權利要求1所述的計算機點菜、配菜及菜肴加工過程的輔助系統，其特征在于配料子系統包括配料CPU、含重量傳感器的秤、AD轉換器、控制鍵、溫度傳感器，秤在控制鍵的控制下實施配料秤重，秤重信息通過重量傳感器及AD轉換器變成數字信號輸入配料CPU，控制鍵可根據需要設置一個或多個，溫度傳感器用于測量配料、水和操作間的溫度，溫度傳感器的數量根據需要設置。
4.根據權利要求1、2、3所述的計算機點菜、配菜及菜肴加工過程的輔助系統，其特征在于灶臺子系統、配料子系統可共用CPU。
5.根據權利要求1或2所述的計算機點菜、配菜及菜肴加工過程的輔助系統，其特征在于燃料流量控制裝置由閥門、步進電機、壓力傳感器和AD轉換器構成，在閥門角度調整鍵的控制下，由灶臺CPU完成對燃料的流量控制。
6.根據權利要求1或2所述的計算機點菜、配菜及菜肴加工過程的輔助系統，其特征在于燃料流量控制裝置由中央帶有指針的旋鈕、傳感頭、光電轉換器、CPU、譯碼器、發光二極管構成，傳感頭包括主動輪、從動輪和光柵，主動輪帶動從動輪和光柵并通過光電轉換器采集燃料流量信息，送CPU處理并存儲，在旋鈕有效轉動角度內的圓周上均勻分布有發光二極管，指明指針的位置和需調整到的位置。
全文摘要
一種涉及計算機應用領域的計算機點菜、配菜及菜肴加工過程的輔助系統，由計算機，灶臺子系統，配料子系統，音像輸入、輸出裝置組成。本發明系統具有學習功能，建立和修改菜肴加工技術數據庫，通過對該數據庫的檢索和分析利用，使用者可在給定的范圍內選擇或調整所點菜肴的配菜與佐料的種類、數量及菜肴加工的方法，由計算機分析計算形成配菜、配佐料過程數據流和菜肴加工過程數據流，灶臺子系統、配料子系統在這些數據流的控制下完成配菜、配佐料、火候判定和音像提示的輔助控制，便于操作者按序科學加工，提高操作水平，增加菜肴花式品種，保證菜肴質量，能最大限度地滿足顧客要求。本發明系統可適用于飯店、賓館、家庭。
文檔編號G06F17/50GK1467660SQ02135168
公開日2004年1月14日 申請日期2002年7月8日 優先權日2002年7月8日
發明者洪明, 洪 明 申請人:洪明, 洪 明