从智能厨房角度浅析计算机技术在厨房智能化方面的应用

李文楷

摘 要：近年，计算机技术和和互联网远程控制的快速发展，使得智能应用不断融入到人们的生活中，尤其是智能家居对人类的生存和生活方式产生了巨大的影响。其中，智能厨房是智能家居的重要部分。而计算机技术的应用是厨房智能化实现的重要基础。在一方面，计算机技术使得厨房更加自动化，实现厨房的一体化管理，从而使人们摆脱了繁琐的烹饪劳作。另一方方面，智能化厨房顺应了时代的要求，计算机技术使低碳绿色环保成为智能化厨房的一项重要指标，同时人们饮食也更健康。此外，应用计算机实时监测技术进一步提升厨房的安全性，从而避免厨房意外事故的发生。本文以智能厨房为切入点，分析了计算机技术在厨房智能化过程中的具体实现以及未来发展趋势。

关键词：智能厨房;计算机技术;智能化应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）03-0028-02

0 引言

最开始的智能化家居并不真正是一个系统，而仅仅停留在产品设计阶段，比如智能冰箱，智能炉灶，智能的系统概念最早是在21世纪初提出，并开始在发达城市进行研发试营。然而当时的硬件技术和软件开发并不完善，家庭网络也并没有普及，相对而言开发成本较高，并没有在普通用户家庭广泛实施，也使得智能系统的发展受到严重阻碍。随着计算机技术日趋成熟，尤其是在单片机更加集成化和小型化，通信领域软件APP开发蓬勃发展的背景下，智能产业逐渐系统化和信息化，进入到智能产品家电的远程管理。然而，智能系统并没有受到热捧，主要是网络传输限制的约束。直到2010年，国内外的主要通讯运营商开始投资建设4G。并在2014年底，移动4G网络已经覆盖了全国大部分地区。4G网络的健全和普及，使得任何一个小型终端都可以像一台小型电脑一样具备远程控制和传输的功能，为智能家居系统真正上线提供了可能。

而智能系统爆发式的发展除了得到互联网的支撑外，计算机技术成为了更重要的基础。搭载云计算和大数据的顺风车，计算机技术不再局限在局部和本地应用开发，而是在集成设备上实现远程的数据传输协议。因此计算机技术的发展重心从原始电路接口等技术方面转移到了网络技术和数据处理技术方面。其中网络技术必然是网络数据通讯和计算机技术的结合体，主要功能是按照不同的网络布局按照特定的网络传输协议实现数据的无失真传输和资源分配。而数据处理技术包括了数据提取，数据挖掘和数据解析等内容，其主要功能是实现远程对话。

目前，尽管计算机技术在智能厨房系统发挥了重要的作用，然而，何为智能？这个问题才是更重要的，关系到未来智能城市的主导方向。只有建立良好的导向，计算机技术才能有可持续的发展空间，智能系统才能引领未来健康绿色的生活。

1 计算机技术和智能厨房

1.1 计算机技术

计算机技术可以大致分为硬件集成技术，系统操作技术和软件平台技术。任何一个终端应用都离不开这三者的结合。其中硬件集成技术是推动计算机技术不断革新的物质基础，没有稳定可靠的逻辑器件的运行，一切只能是纸上谈兵。系统操作技术是连接硬件集成电路和软件平台的纽带，通过系统指令的执行，控制硬件逻辑器件，并在软件平台进行响应和显示。因此系统操作技术提供了人机交互的接口按钮，此外操作系统能够合理高效得利用计算机资源来最大限度得提高器件的数据吞吐容量，和数据分析效率。软件平台技术是在操作系统的基础上进行开发，主要功能是集成某一个或某些特定功能的程序设计，针对不同的操作系统，所开发的软件平台也略有不同。下面分别简单介绍硬件集成技术，系统操作技术和软件平台技术的内容。

所有的计算机技术都是以集成的单片机为基本工作单元的，而单片机是“与”“或”“非”逻辑门排列而成的部件和中央处理器结合。中央处理单元通过时序脉冲信号控制各个部件的工作方式。目前，电子元器件不断向着小型化和集成化的方向发展，从独立的元件到集成的大规模阵列，这种高度集成化可以将小型处理模块嵌入到家用电器上，而不影响电器的整体架构。系统操作技术一般用于智能终端，主流的操作系统有Android、iOS、Linux、Mac OS、Windows等等。软件平台技术主要针对具体应用进行特定的算法设计以可视化的图形界面显示，主要方便用户操作。

1.2 計算机技术在厨房智能化的切入点

近年，智能这一话题一度成为工程研究热点，并在各个应用中展现了卓越的性能。比如语音识别，人脸识别和继电器开关模块的综合可以进一步提高门禁系统安全性和智能性。然而并非所有的智能化设定都可以无缝衔接到智能厨房应用中，比如给冰箱嵌入语音交互功能，但却并不被市场消费者买单。因为这些看似很高级的设计只能算作一种“伪智能”。任何一种不能实现使用价值的设计都没有意义。所以更多的注意力要投入到如何让冰箱自动调节温控，这样更有利于食物保鲜，而不需要人为去设定一个定值温度。油烟机可以根据空气中的油烟颗粒物浓度判断油烟机最合适的风向和风力大小。所以厨房智能化的设计初衷应该建立在挖掘更多使用价值的基础上，并以提高生活质量和效率、减少人为失误、实现可持续发展为宗旨，这样才能使计算机技术以更合理的切入点实现真正的厨房智能化。

2 计算机技术在厨房智能化的具体应用

厨房智能化的不断推进进一步改变了人们的生活理念和思维方式。本文将从智能远程控制，智能安全，智能节能，智能净化和智能健康食谱5个方面进行阐述计算机技术在智能厨房的具体应用。

2.1 智能远程控制

远程控制的实现主要有以下模块组成，继电器模块，自动化功能模块，网络传输模块，中央处理器和智能控制终端。继电器模块和网络传输模块一般都会集成在一个统一的小型中央处理器单片机上才能协同工作，例如STM32，89C51系列等等。继电器模块可以用作一个动作开关以响应控制终端的指令。自动化模块是最终功能实现的最后一步，比如打开或闭合窗户，它有自己独立的电路系统，只受继电器控制。网络传输模块是实现远程的关键，必须和控制终端配合使用，并且两者必须工作在同一个局域网中。该局域网络提供了两者对话的通道，此外必须定义一套类似语法的对话协议才能对传输的数据进行解析。控制终端一般都会以集成在一个手机或pad移动设备的APP上。实际应用场景下，我们只需要在出门前把食材准备好，然后通过手机控制APP，在适当的时机开启电饭煲工作，同时，当油烟机检测到空气中的湿度达到一定值时，开始排气，而当检测空气湿度小于一定值时，则油烟机自动关闭。通过这样的远程控制，使得工作和煲饭同时进行，互不干扰。智能远程是智能厨房化的。

2.2 智能安全

在家居系統中，因为水，电，火等高危险性的因素和可燃物的存在，厨房的安全一直属于高度关注的问题。在智能厨房系统中，同样是不可忽视。目前厨房中使用的主要燃料是天然气或煤气，众所周知，这些可燃物一旦泄露与明火会发生爆炸，一氧化碳也会使人中毒窒息。为进一步提高安全防范，避免意外发生。智能安全系统从以下几方面着手：（1）智能检测：在排气扇内置甲烷检测仪和传感器，移动终端每间隔一段时间，会向中央处理器发送一次询问指令，然后检测仪开始测定空气中的浓度，并把这个测定信号通过网络传输模块发送到移动终端显示。当测定浓度达到上限阈值，向终端发出预警信号，同时天然气或煤气的总闸自动闭合，换气扇自动开启。类似的也可以实时测定厨房的空气温湿度，照明度等;（2）智能限流：随着高科技电器不断涌入厨房，必然会使电路总线的功率不断提高，这样必然存在线路发热老化的问题，因此存在着漏电的危险。智能限流就是在总线上嵌入限流模块，当总线功率大于所承受的范围时，向中央处理单元发送信号，从而关闭一些不重要的电器消耗或者降低某些用电器的输出功率以保护线路安全。

2.3 智能节能

在能源消耗和浪费日益严重的时代，绿色节能，低碳生活，可持续发展已经成为一种生活理念。在智能厨房系统中，主要从以下两方面进行调节。电机智能变频装置，普通冰箱电机处于间歇的工作模式，当箱内温度高于设定是，电机启动，进行制冷一段时间后，电机便停止运转，这种多次启动的工作模式在不仅浪费电能而且对零部件的磨损较大。智能变频电机与普通电机的区别在于，当箱内温度达标后，它不会停止工作而是处于低频运作状态，采用微控制器将高电压转化成适合当前负载的低压模式，从而降低能耗并且避免频繁启动出现的冲击电压对电机部件造成的损伤。此外照明系统同样可以结合计算机技术，运用压控理论对采集的电压进行智能分析，在保证照明舒适度不变的情况下，自动调节输出功率从而达到节能环保的目的。

2.4 智能净化

智能净化包括三个方面，空气智能进化，水智能进化和电器的自动除尘。厨房不可避免会受到油烟，残留食材和排水管道衍生的细菌，人长期处于这样的空间对健康非常不利。因此智能空气和水净化必不可少。一方面采用物理吸附方式去除大颗粒物，另一方面采用化学反应去除细菌病毒等微生物。活性炭吸附和明矾胶体吸附不需要智能控制。而化学去菌过程常用的有通氯气或次氯酸钠，其原理是氧化除菌。首先在水中装置细菌浓度检测仪，比如生物电化学检测仪，通过微生物的代谢繁衍引起电解质液电流或电阻的变化，这些电信号被采集系统统计分析从而判定不同类细菌的浓度和比例，接着由计算机中央处理器依据此数据投入适量的抑菌化学物质实现水源智能净化。同样，在日常餐饮中的水果蔬菜也不同程度的残留一些有害菌，所以，智能净化功能应用于洗菜槽可进一步保障食用者的健康安全。

2.5 智能健康食谱

互联网迅速发展的时代，人类的生活脚步也越来越快，使得快餐文化盛行，而不健康的快餐饮食习惯和生活压力，导致了我国约有70%甚至更多的人处于亚健康状态，据中商情报网报道亚健康已然成为人类的隐形杀手。而智能厨房的引进既迎合了人们快速的生活步伐，又能提供健康的饮食，是未来智能化家居的必然选择。根据不同人体的体脂率，各项健康指标，搭配合理膳食。例如，对于有糖尿病史的体质，健康食谱会依据不同食物的糖分含量，排除那些糖分高易分解吸收的食物，如红薯和淀粉等等，而推荐一些粗粮食品，如玉米荞麦等富含蛋白质的食物。而这都依赖于计算机技术能够根据不同使用者建立个人数据库，该数据库包含了个人饮食习惯，各项机能指标以及病史等等，通过对个人数据库分析创建个人的膳食计划。智能健康食谱系统在一定程度上降低了现代人三高（高血压，高血脂，高血糖）的发病率，具有较高的现实意义。

3 结语

“智能”已经成为这个时代的标签，依赖于计算机技术的蓬勃发展，融合物联网技术，电子工程技术和自动化技术，厨房智能化的不断升级，必将引领未来更健康便捷的生活。

参考文献

[1] 陆欣云，卢松玉，赵家城，杨莉.基于ZigBee网络的智能家居监控系统设计与实现[J].现代信息科技，2018，2（12）：193-195.

[2] 杨乐.智能家居在未来居住室内空间设计中的发展初探[J].山西建筑，2018（35）：9-10.