基于神经网络的智能加热与温控系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术属于电子控制技术领域，提供了基于神经网络的智能加热与温控系统及其操作方法，包括：壳体和舱体，在壳体外部安装有显示屏和购物按钮，控制器与显示屏、购物按钮相连接；舱体包括储藏装置、加热装置和恒温装置；储藏装置包括储藏舱、第一温度传感器、第一压力传感器和制冷器；加热装置包括加热舱、第二压力传感器和第一加热单元，储藏舱、第一温度传感器、第一压力传感器、制冷器、加热舱、第二压力传感器、第一加热单元都与控制器相连接，在储藏舱和加热舱之间连通有食品通道；恒温装置与储藏装置的内部结构相同。本发明专利技术对整体控制进行集成操作，箱体内温度均匀，既能保证食品新鲜程度，降低变质率，又能随时供应加热的食品，隔热效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子控制
，特别涉及一种结合自动售卖机一起使用、基于神经网络在不同情况下对商品进行智能加热与温度控制的系统及其操作方法。
技术介绍
随着生活节奏的加快，人们对食品的要求也随之提升。不再是单纯的追求食品的味道与营养，同时需要饮食的快捷与方便，所以现在速食产品行业快速发展。但是单单只靠便利商店提供速食产品根本满足不了现代人的生活需求，特别是当人群在特定时间需求大量食品，比如：早餐、午餐。因此针对速食产品而出现的自动售卖机进入市场，人们通过手机APP对售卖机进行购买业务，或直接对售卖机进行按键操作，售卖机对商品进行加热操作。而在不同的天气情况下对商品进行恒温储藏，保证商品不会变质。例如：夏天在储藏舱将温度保持在5至6摄氏度，而在冬天需要将加热过的食品在隔离舱保持在相对较高的温度。然而由于天气情况多变，商品购买实际情况也不相同，温度控制相对较为复杂，同时恒温控制能耗损失较大；同时商品的新鲜问题、设备本身的能耗问题也会影响售卖机的使用。因此，电子控制
急需基于神经网络的智能加热与温控系统和操作方法，对整体的控制进行集成操作，箱体内温度更加均匀，既能保证食品新鲜程度，降低变质率，又能随时供应加热的食品，隔热效果好。
技术实现思路
本专利技术提供了基于神经网络的智能加热与温控系统及其操作方法，技术方案如下：基于神经网络的智能加热与温控系统，包括：壳体和舱体，并且舱体安装于壳体内部，在壳体外部安装有显示屏和购物按钮，控制器安装于壳体和舱体之间，控制器与显示屏、购物按钮相连接；舱体包括储藏装置、加热装置和恒温装置，并且加热装置顶部安装有储藏装置，底部安装于恒温装置上，在储藏装置与加热装置之间，加热装置与恒温装置之间都设置有食品通道，食品通道上方设置有开关门，内部设置有红外传感器，用于食品的传输；储藏装置，包括储藏舱、第一温度传感器、第一压力传感器和制冷器，并且第一温度传感器安装于储藏舱内，第一压力传感器安装于储藏舱底部，制冷器镶嵌于储藏舱侧壁上，第一温度传感器、第一压力传感器、制冷器都与控制器相连接；加热装置，包括加热舱、第二压力传感器和第一加热单元，并且第二压力传感器安装于加热舱底部，第一加热单元安装于加热舱内部，第二压力传感器、第一加热单元都与控制器相连接，在储藏舱和加热舱之间连通有食品通道；恒温装置，包括恒温舱、第二温度传感器、第三压力传感器和第二加热单元，并且第二温度传感器安装于恒温舱内，第三压力传感器安装于恒温舱底部，第二加热单元镶嵌于恒温舱侧壁上，第二温度传感器、第三压力传感器、第二加热单元都与控制器相连接，在加热舱和恒温舱之间连通有食品通道，出货口位于恒温舱侧面，在出货口与恒温舱连接处设置有挡板，用于外部和恒温舱的隔离。优选的，在上述的基于神经网络的智能加热与温控系统中，还包括：隔热层，分别设置于储藏舱、加热舱之间，加热舱、恒温舱之间。优选的，在上述的基于神经网络的智能加热与温控系统中，隔热层还包括：2层树脂层和空气层，空气层夹于2层树脂层之间。优选的，在上述的基于神经网络的智能加热与温控系统中，制冷器为TEC半导体制冷制热装置。优选的，在上述的基于神经网络的智能加热与温控系统中，第二加热单元为TEC半导体制冷制热装置或者加热灯丝装置。优选的，在上述的基于神经网络的智能加热与温控系统中，还包括：热量扩散装置，安装于TEC半导体制冷制热装置的两侧。优选的，在上述的基于神经网络的智能加热与温控系统中，第一温度传感器为多个，分别设置在储藏舱内和制冷器的2侧。优选的，在上述的基于神经网络的智能加热与温控系统中，控制器为STM32芯片，第一温度传感器、第二温度传感器的型号都为DS18B20；第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器的型号都为LC302-1K。优选的，在上述的基于神经网络的智能加热与温控系统中，第一加热单元为微波加热单元。基于神经网络的智能加热与温控系统的操作方法，包括如下步骤：步骤一，通过储藏舱内的第一温度传感器测量储藏舱内的实际温度，同时通过设置在制冷设备2侧的第一温度传感器采集外界温度、制冷设备实际温度；通过第一压力传感器采集设备中的食品压力信息，如果只考虑食品储存量，压力越大说明舱内食品储存越多，控制器发出信号，从而使制冷器的功率也相应提高，反之亦然，食品储藏少，制冷器功率下降，保证食品的储藏安全同时节约能源，通过食品压力信息判断储藏舱内的食品储存情况，即判断重量信息(压力信息)。第一温度传感器将储藏舱内的实际温度、外界温度、制冷设备实际温度值，以及第一压力传感器将储藏舱内剩余商品储藏信息(压力信息)传递给控制器，控制器通过神经网络算法控制制冷器降温，维持舱内温度，保持商品新鲜；步骤二，由于顾客购买的食品种类、数量不同，因此固定电压等级和固定加热时间无法保证实际情况下的食品加热要求；为保证食品的加热充足，每位顾客等待食品加热的时间相同，预先为控制器设置多电压等级加热模式；若重量大，则相应的电压等级越高，若重量小，则电压等级降低，从而满足不同种类、数量食品的加热要求，不会产生食品加热不足或过热的情况；第二电压传感器将电压信号提供给交流调压电路，控制器根据不同重量信号，产生不同的控制信号来控制调压电路产生不同等级电压；购买的商品数量储藏在控制器内，以数字显示的方式显示在显示屏上，进行人机交互提醒顾客；在顾客购买结束后，按下确定按键，控制器发出信号打开食品通道的开关门，相应食品通过食品通道从储藏舱落入加热舱内，置于食品通道内的红外传感器检测落入的食品数量，传入控制器进行累加计数，当数量达到控制器内原来记入的顾客食品购买数量时控制器发出信号使开关口关闭，组织热量传递，完成食品传输，通过第一加热单元进行加热；步骤三，加热完成后的信息显示在显示屏上，食品通过食品通道进入恒温舱，恒温舱通过的第二温度传感器测量恒温舱内的实际温度，同时通过设置在第二加热单元2侧的第二温度传感器采集外界温度、第二加热单元实际温度；通过第三压力传感器采集设备中的食品压力信息，通过食品压力信息确定恒温舱内的商品重量信息；然后第二温度传感器将恒温舱内的实际温度、外界温度、第二加热单元实际温度值，以及第三压力传感器将恒温舱内商品重量信息传递给控制器，控制器通过神经网络算法控制第二加热单元实现加热，保证食品的温度处于恒温，便于顾客随时取走、食用；步骤四，当顾客通过壳体上的购物按钮购买食品后，出货口位于恒温舱侧面，通过挡板隔绝恒温舱与外部，在无外力情况下，重力作用使挡板挡住出货口，当顾客从显示屏获得加热完成信息后，用手推动挡板即可取得恒温舱内食品。优选的，在上述基于神经网络的智能加热与温控系统的操作方法中，步骤二中等级电压设置有3级，当低于0.5kg时设置为一级电压，位于0.5-1kg时设置为二级压力，高于1kg时设置为3级压力。优选的，在上述基于神经网络的智能加热与温控系统的操作方法中，在储藏舱、加热舱之间，以及加热舱、恒温舱之间设置有由2层树脂中间夹有空气层构成的隔热层，隔热层如此设置的原理为：假设储藏舱、加热舱、恒温舱的舱底厚度都为d的均匀介质，两侧温度差为ΔT＝T1-T2，则单位时间内温度由高的一侧向温度低的一侧传导的热量Q为：其中k为导热常数；设树脂层的导热常数为k1，空气层的导热常数为k2；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于神经网络的智能加热与温控系统，其特征在于，包括：壳体和舱体，并且所述舱体安装于壳体内部，在所述壳体外部安装有显示屏和购物按钮，控制器安装于壳体和舱体之间，所述控制器与显示屏、购物按钮相连接；所述舱体包括储藏装置、加热装置和恒温装置，并且所述加热装置顶部安装有储藏装置，底部安装于所述恒温装置上，在所述储藏装置与加热装置之间，所述加热装置与恒温装置之间都设置有食品通道，所述食品通道上方设置有开关门，内部设置有红外传感器，用于食品的传输；所述储藏装置，包括储藏舱、第一温度传感器、第一压力传感器和制冷器，并且所述第一温度传感器安装于储藏舱内，所述第一压力传感器安装于储藏舱底部，所述制冷器镶嵌于储藏舱侧壁上，所述储藏舱、第一温度传感器、第一压力传感器、制冷器都与控制器相连接；所述加热装置，包括加热舱、第二压力传感器和第一加热单元，并且所述第二压力传感器安装于加热舱底部，所述第一加热单元安装于加热舱内部，所述加热舱、第二压力传感器、第一加热单元都与控制器相连接，在所述储藏舱和加热舱之间连通有食品通道；所述恒温装置，包括恒温舱、第二温度传感器、第三压力传感器和第二加热单元，并且所述第二温度传感器安装于恒温舱内，所述第三压力传感器安装于恒温舱底部，所述第二加热单元镶嵌于恒温舱侧壁上，所述恒温舱、第二温度传感器、第三压力传感器、第二加热单元都与控制器相连接，在所述加热舱和恒温舱之间连通有食品通道，出货口位于所述恒温舱侧面，在所述出货口与恒温舱连接处设置有挡板，用于外部和所述恒温舱的隔离。...

【技术特征摘要】
1.基于神经网络的智能加热与温控系统，其特征在于，包括：壳体和舱体，并且所述舱体安装于壳体内部，在所述壳体外部安装有显示屏和购物按钮，控制器安装于壳体和舱体之间，所述控制器与显示屏、购物按钮相连接；所述舱体包括储藏装置、加热装置和恒温装置，并且所述加热装置顶部安装有储藏装置，底部安装于所述恒温装置上，在所述储藏装置与加热装置之间，所述加热装置与恒温装置之间都设置有食品通道，所述食品通道上方设置有开关门，内部设置有红外传感器，用于食品的传输；所述储藏装置，包括储藏舱、第一温度传感器、第一压力传感器和制冷器，并且所述第一温度传感器安装于储藏舱内，所述第一压力传感器安装于储藏舱底部，所述制冷器镶嵌于储藏舱侧壁上，所述储藏舱、第一温度传感器、第一压力传感器、制冷器都与控制器相连接；所述加热装置，包括加热舱、第二压力传感器和第一加热单元，并且所述第二压力传感器安装于加热舱底部，所述第一加热单元安装于加热舱内部，所述加热舱、第二压力传感器、第一加热单元都与控制器相连接，在所述储藏舱和加热舱之间连通有食品通道；所述恒温装置，包括恒温舱、第二温度传感器、第三压力传感器和第二加热单元，并且所述第二温度传感器安装于恒温舱内，所述第三压力传感器安装于恒温舱底部，所述第二加热单元镶嵌于恒温舱侧壁上，所述恒温舱、第二温度传感器、第三压力传感器、第二加热单元都与控制器相连接，在所述加热舱和恒温舱之间连通有食品通道，出货口位于所述恒温舱侧面，在所述出货口与恒温舱连接处设置有挡板，用于外部和所述恒温舱的隔离。2.根据权利要求1所述的基于神经网络的智能加热与温控系统，其特征在于，还包括：隔热层，分别设置于所述储藏舱、加热舱之间，所述加热舱、恒温舱之间。3.根据权利要求2所述的基于神经网络的智能加热与温控系统，其特征在于，所述隔热层还包括：2层树脂层和空气层，所述空气层夹于2层树脂层之间。4.根据权利要求1所述的基于神经网络的智能加热与温控系统，其特征在于，所述制冷器为TEC半导体制冷制热装置；所述第二加热单元为TEC半导体制冷制热装置或者灯丝。5.根据权利要求4所述的基于神经网络的智能加热与温控系统，其特征在于，还包括：热量扩散装置，安装于所述TEC半导体制冷制热装置的两侧。6.根据权利要求1所述的基于神经网络的智能加热与温控系统，其特征在于，所述第一温度传感器为多个，分别设置在所述储藏舱内和制冷器的2侧。7.根据权利要求1所述的基于神经网络的智能加热与温控系统，其特征在于，所述控制器为STM32芯片，所述第一温度传感器、第二温度传感器的型号都为DS18B20；所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器的型号都为LC302-1K；所述第一加热单元为微波加热单元。8.基于神经网络的智能加热与温控系统的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，通过储藏舱内的第一温度传感器测量储藏舱内的实际温度，同时通过设置在制冷设备2侧的第一温度传感器采集外界温度、制冷设备实际温度；通过第一压力传感器采集设备中的食品压力信息，如果只考虑食品储存量，压力越大说明舱内食品储存越多，控制器发出信号，从而使制冷器的功率也相应提高，反之亦然，食品储藏少，制冷器功率下降，保证食品的储藏安全同时节约能源，通过食品压力信息判断储藏舱内的食品储存情况，即判断重量信息(压力信息)。第一温度传感器将储藏舱内的实际温度、外界温度、制冷设备实际温度值，以及第一压力传感器将储藏舱内剩余商品储藏信息(压力信息)传递给控制器，控制器通过神经网络算法控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜文彬，曾国辉，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31