基于LabVIEW的智能烹飪輔助系統

劉宇杰 楊浩嶺 程世龍 師帥 赫健

摘 要：為了實現烹飪的便捷化、智能化，文章設計了智能烹飪輔助系統。利用DS18B20傳感器與STC89C51單片機采集數據，利用keil uVision平臺以C51語言編寫測溫系統程序，以LabVIEW2015虛擬平臺進行智能烹飪輔助系統操作和顯示界面開發設計，顯示界面顯示實時溫度、菜譜步驟、運行時間，實現了烹飪計時功能、語音報警功能、數據存儲功能、評價功能。本系統可以使烹飪簡單化，減少用戶學習烹飪的成本。

關鍵詞：溫度采集;虛擬儀器

中圖分類號：TH134 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2020）11-017-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2020.11.009

烹飪是人們生活中必不可少的一項技能，而在當今生活中，很多年輕人卻因為不會烹飪而對廚房望而卻步。但隨著科技的發展，人工智能正在逐漸融入人們生活的方方面面，而智能家居的出現便是這一現象的重要表現。結合當下研究的熱點，筆者提出了智能烹飪輔助系統。為實現這一系統，該系統利用單片機的數據收發與LabVIEW的虛擬仿真來設計智能烹飪輔助系統。

1 系統總體結構設計

本設計是由stc89C51單片機、labVIEW、花生殼與MySQL共同編寫設計的一個系統，分別負責數據采集、數據處理、數據傳輸、數據存儲等。

2 系統軟件設計

系統軟件設計采用labVIW2015虛擬平臺進行開發，軟件設計分為前面板設計和程序框設計。程序框設計中包括數據處理、數據顯示、數據存儲和數據傳輸模塊[1]。

2.1 系統軟件前面板設計

根據系統的功能，軟件前面板分為自定義模式與菜譜模式兩個部分。

2.1.1 自定義模式

該模式如圖1所示，前面板可以對系統參數進行設置。設置的參數包括溫度上限、溫度下限與計時時間。在運行過程中，前面板的“實時溫度”與“當前溫度狀況”小燈提示是否達到溫度的設定范圍。而“已用時間”與“時間到”小燈則提示在設定溫度范圍內是否達到規定時間。

2.1.2 菜譜模式

該模式如圖2所示，前面板配備數次“溫度監測”“菜譜步驟”“運行時間”與“實時溫度”。在運行菜譜模式時，會將系統中的菜譜數據與制作步驟導出，操作過程將根據菜譜內容依次進行。

2.2 系統軟件程序框圖設計

整個程序放置在“平鋪式順序結構”內部。菜譜選擇框模塊單獨放在首幀，其余所有模塊放在另一幀。除菜譜選擇框模塊外，其他模塊均嵌套“While循環”。并且與軟件中的其他技術相結合，構成一套完整的系統軟件，如圖3、圖4所示。

軟件開始時，有兩種模式可供選擇，而在選擇菜譜模式下，會將預先準備好的菜譜數據導入到軟件中。該模塊采用數字疊加的方法，對已做出選擇的選項數字進行相加，而相加的結果為對應的菜譜數據。

傳感器采集到溫度會傳入溫度判斷框中，對溫度是否在給定范圍內進行實時判斷。如果超出預定范圍，便會開啟語音報警模塊。語音報警模塊與選擇框模塊一樣，通過數字疊加的方法，選擇語音報警內容。通過自動化引用與節點調用實現語音播報。

溫度到達預定范圍內，會自動開啟計時模塊與語音播報步驟提示音模塊。當時間到達預定值后，會亮起“時間到”小燈、停止計時并語音播報下一步驟。程序運行過程中，會不斷將時間、實時溫度與溫度狀況等保存在TDMS文件中，直到程序結束，文件會通過花生殼傳輸到數據庫中。

每次完成烹飪后，自動彈出對所使用菜譜的評級和評價窗口。評級模塊采用5級評分制度，在1～5中進行選擇，之后用戶點擊提交，程序會將菜譜評分保存在TDMS文件中。用戶所評分數越高，代表對所使用的菜譜的滿意度越高。之后對菜譜評價次數進行判斷，若超過5次，則對評分取平均值，作為菜譜推薦等級。用戶再次烹飪時，系統優先推薦等級高的菜譜供用戶選擇。

在用戶進行評級之后，用戶可以選擇是否對菜譜進行建議，在建議菜譜中可以對烹飪溫度、烹飪時間提供建議的數值，將建議菜譜保存在TDMS文件中，之后對建議菜譜進行篩選，進行數值判斷，若數值超出合理數值區間，則剔除不合理菜譜;若數值合理，則將合理數值保存在TDMS文件中，并通過花生殼后續傳輸到由MySQL編寫的數據庫中[2]。

3 結語

文章運用LabVIEW強大的控制開發環境，實現數據實時監測與菜譜模式各個模塊的功能，構建出完整的廚用輔助系統。該軟件程序可靠性高，是在其他類型系統的基礎上進行的改進創新，對系統軟件進行了更加全面的延伸。但是在數據傳輸鏈與數據庫的建立等方面仍有缺陷，還需進一步的研究與制作。

參考文獻

[1] 鄭越，唐陽春，楊光.基于labVIEW的環境溫度采集系統的設計[J].現代計算機，2015（07）：74.

[2] 賀希，朱善華，秦斌，等.基于LabVIEW的遠程溫度采集系統設計[J].湖南工業大學學報，2013，27（6）：92.