本發(fā)明涉及咖啡豆?fàn)顟B(tài)監(jiān)測，特別涉及一種咖啡磨豆機控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、咖啡豆的保質(zhì)期取決于多種因素，包括保存條件、咖啡豆的種類、烘焙程度以及包裝方式。一般來說，咖啡豆可以在室溫下保存約兩年左右，但在高濕度、高溫或低溫環(huán)境下，保質(zhì)期可能會縮短。當(dāng)使用咖啡磨豆機時，由于大多數(shù)豆倉是透光的，且豆倉的開啟或者關(guān)閉狀態(tài)時密封狀態(tài)不良，導(dǎo)致咖啡豆存放在咖啡磨豆機的豆倉時受光照、溫濕度和氧氣的影響，可能加速變質(zhì)?？Х榷乖诮佑|氧氣后，會逐漸發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致咖啡豆口感變差，出現(xiàn)酸敗味和苦味等，嚴(yán)重影響飲用體驗；咖啡豆在高溫環(huán)境下，容易脫水變質(zhì)，導(dǎo)致口感下降；咖啡豆在濕度較高的環(huán)境中，容易發(fā)霉，導(dǎo)致味道變質(zhì)或口感下降。如果每次制作咖啡時都打開豆倉檢查咖啡豆是否變質(zhì)會十分麻煩，且可能判斷不準(zhǔn)確。

2、因此，現(xiàn)需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)咖啡豆?fàn)顟B(tài)檢測的咖啡磨豆機控制系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種咖啡磨豆機控制系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)咖啡豆?fàn)顟B(tài)檢測并發(fā)出預(yù)警信息。

2、本發(fā)明實施例一方面提供一種咖啡磨豆機控制系統(tǒng)，包括：用戶交互模塊，用于顯示咖啡磨豆機狀態(tài)信息，并獲取咖啡磨豆機的操作指令；所述狀態(tài)信息包括豆倉狀態(tài)預(yù)警信息和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間；豆倉狀態(tài)模塊，用于通過傳感器獲取豆倉環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量；所述豆倉環(huán)境數(shù)據(jù)包括氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)、光照強度、溫度和濕度；豆倉預(yù)警模塊，用于確定豆倉關(guān)閉一段時間后的豆倉內(nèi)的溫濕度、光照強度數(shù)據(jù)和氧氣濃度是否超出閾值，若是則發(fā)出豆倉狀態(tài)預(yù)警信息；模型建立模塊，用于基于一定時間間隔獲取在不同存儲環(huán)境下的不同規(guī)格豆倉內(nèi)存儲的不同種類不同重量的咖啡豆堆的存儲環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量，并確定咖啡豆堆的變質(zhì)程度；獲取達到變質(zhì)程度閾值前一段時間內(nèi)的咖啡豆堆的存儲環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量，基于咖啡豆種類、豆倉規(guī)格信息、所述存儲環(huán)境數(shù)據(jù)、咖啡豆重量和變質(zhì)發(fā)生時間構(gòu)建回歸樹，得到咖啡豆變質(zhì)預(yù)測模型；所述存儲環(huán)境數(shù)據(jù)包括氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)、光照強度、溫度和濕度；咖啡豆變質(zhì)預(yù)測模型以咖啡豆種類、豆倉規(guī)格信息、各時間間隔內(nèi)的豆倉環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量為輸入，以預(yù)測變質(zhì)時間為輸出；變質(zhì)預(yù)警模塊，用于基于操作指令和預(yù)設(shè)時間間隔獲取當(dāng)前豆倉內(nèi)的咖啡豆種類、豆倉環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量，基于咖啡豆變質(zhì)預(yù)測模型得到咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間；使用建議模塊，用于基于當(dāng)前咖啡豆重量和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間得到每日建議咖啡沖泡次數(shù)和每次咖啡沖泡使用咖啡豆重量。

3、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述模型建立模塊包括：樣本數(shù)據(jù)采集單元，用于設(shè)置規(guī)格不同、密閉程度不同、溫濕度不同和光照強度不同的豆倉裝置，豆倉裝置存儲不同種類不同重量的咖啡豆，基于預(yù)設(shè)時間間隔獲取豆倉裝置中存儲環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量，并采樣一定數(shù)量的咖啡豆通過咖啡豆變質(zhì)檢測模型單元檢測是否變質(zhì)，得到咖啡豆的變質(zhì)程度；所述變質(zhì)程度為變質(zhì)咖啡豆數(shù)量與采樣咖啡豆數(shù)量的比值；豆倉規(guī)格包括形狀和倉蓋直徑；咖啡豆變質(zhì)檢測單元，用于在預(yù)設(shè)顏色的操作臺上通過攝像裝置獲取單個咖啡豆的圖像，通過去除預(yù)設(shè)顏色和邊緣輪廓識別得到咖啡豆圖像，通過閾值分割得到分割圖像，并通過分割圖像像素數(shù)是否大于閾值確定咖啡豆是否變質(zhì)。

4、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述模型建立模塊包括：樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，用于對采集的氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)、咖啡豆重量數(shù)據(jù)、光照強度和溫濕度以及對應(yīng)的時間點進行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)清洗、去噪和歸一化操作，并且將咖啡豆種類和豆倉規(guī)格信息進行編號處理。

5、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述模型建立模塊包括：樣本數(shù)據(jù)構(gòu)建單元，用于根據(jù)咖啡豆種類、豆倉規(guī)格信息、若干時間點的氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)、咖啡豆重量、光照強度、溫濕度和變質(zhì)發(fā)生時間構(gòu)建樣本數(shù)據(jù)集，樣本數(shù)據(jù)集包括影響預(yù)測結(jié)果的若干特征和預(yù)測變質(zhì)發(fā)生時間；其中，氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)包括氮氣、氧氣和從正?；蜃冑|(zhì)咖啡豆采集的氣味成分；特征選擇單元，用于基于隨機森林的特征選擇方法對影響預(yù)測結(jié)果的特征和預(yù)測變質(zhì)發(fā)生時間進行特征重要性度量，得到每個特征與預(yù)測變質(zhì)發(fā)生時間之間的相關(guān)度，并根據(jù)相關(guān)度得到第二樣本數(shù)據(jù)集，所述第二樣本數(shù)據(jù)集用于創(chuàng)建回歸樹；數(shù)據(jù)回歸預(yù)測單元，用于基于第二樣本數(shù)據(jù)集構(gòu)創(chuàng)建回歸樹，得到回歸預(yù)測模型。

6、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述豆倉狀態(tài)模塊包括：豆倉氣體感應(yīng)單元，用于通過電子鼻采集豆倉內(nèi)的咖啡豆氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)；豆倉重量稱量單元，用于采集豆倉內(nèi)的咖啡豆重量數(shù)據(jù)；豆倉溫濕度感應(yīng)單元，用于采集豆倉內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)；豆倉光照強度感應(yīng)單元，用于采集豆倉內(nèi)的光照強度數(shù)據(jù)。

7、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述豆倉狀態(tài)模塊包括：豆倉開啟感應(yīng)單元，用于通過傳感器獲取豆倉開啟和關(guān)閉信號；重量數(shù)據(jù)重置單元，用于在獲取到豆倉開啟或關(guān)閉信號，或者根據(jù)操作指令將一定重量的咖啡豆下料進行研磨操作后，對豆倉內(nèi)的咖啡豆重量數(shù)據(jù)進行重置操作。

8、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述使用建議模塊包括：歷史信息分析單元，用于獲取用戶使用歷史記錄，所述用戶使用歷史記錄包括使用時間段和對應(yīng)的咖啡豆使用量，將用戶使用歷史記錄按照使用時間段和對應(yīng)的咖啡豆使用量分類，根據(jù)每個類別的用戶使用歷史記錄個數(shù)多少得到若干常用時間段和對應(yīng)的常用咖啡豆使用量；個性化互動單元，用于根據(jù)當(dāng)前咖啡豆重量和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間生成個性化定制信息，所述個性化定制信息包括：每日的咖啡沖泡次數(shù)、沖泡咖啡時間段和每次咖啡豆使用量。

9、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述用戶交互模塊包括：預(yù)警提示單元，用于根據(jù)豆倉狀態(tài)預(yù)警信息和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信息，所述預(yù)警信息包括聲音提示信息或燈光提示信息。

10、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述系統(tǒng)包括：磨豆操作模塊，用于基于操作指令和設(shè)置在豆倉的稱量單元將一定重量的咖啡豆下料進行研磨操作；咖啡沖泡模塊，用于將研磨操作結(jié)束后得到的咖啡粉進行沖泡。

11、本發(fā)明實施例的一種咖啡磨豆機控制系統(tǒng)至少包括以下有益效果：本發(fā)明實施例通過用戶交互界面顯示出豆倉狀態(tài)預(yù)警信息和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間，實現(xiàn)對豆倉的狀態(tài)監(jiān)測和咖啡豆使用時間預(yù)測，避免用戶無法及時在咖啡豆變質(zhì)前使用完咖啡豆，使用變質(zhì)咖啡豆影響口感或浪費咖啡豆。通過獲取咖啡豆種類和豆倉規(guī)格信息，采集咖啡豆一段時間前后的咖啡豆重量、氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)、光照強度、溫度和濕度，構(gòu)建回歸樹，得到以咖啡豆種類、豆倉規(guī)格信息、各時間間隔內(nèi)的豆倉環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量為輸入，以預(yù)測變質(zhì)時間為輸出咖啡豆變質(zhì)預(yù)測模型，根據(jù)咖啡豆變質(zhì)預(yù)測模型得到咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間，實現(xiàn)咖啡豆使用時間的預(yù)測；并通過當(dāng)前咖啡豆重量和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間得到每日建議咖啡沖泡次數(shù)和每次咖啡沖泡使用咖啡豆重量，方便用戶及時使用完豆倉內(nèi)咖啡豆以免變質(zhì)浪費。

12、本發(fā)明實施例另一方面提供一種咖啡磨豆機控制方法，包括以下步驟：s100、顯示咖啡磨豆機狀態(tài)信息，并獲取咖啡磨豆機的操作指令；所述狀態(tài)信息包括豆倉狀態(tài)預(yù)警信息和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間；s200、通過傳感器獲取豆倉環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量；所述豆倉環(huán)境數(shù)據(jù)包括氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)、光照強度、溫度和濕度；s300、確定豆倉關(guān)閉一段時間后的豆倉內(nèi)的溫濕度、光照強度數(shù)據(jù)和氧氣濃度是否超出閾值，若是則發(fā)出豆倉狀態(tài)預(yù)警信息；s400、基于一定時間間隔獲取在不同存儲環(huán)境下的不同規(guī)格豆倉內(nèi)存儲的不同種類不同重量的咖啡豆堆的存儲環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量，并確定咖啡豆堆的變質(zhì)程度；獲取達到變質(zhì)程度閾值前一段時間內(nèi)的咖啡豆堆的存儲環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量，基于咖啡豆種類、豆倉規(guī)格信息、所述存儲環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量構(gòu)建回歸樹，得到咖啡豆變質(zhì)預(yù)測模型；所述存儲環(huán)境數(shù)據(jù)包括氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)、光照強度、溫度和濕度；s500、基于操作指令和預(yù)設(shè)時間間隔獲取當(dāng)前豆倉內(nèi)的咖啡豆種類、豆倉環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量，基于咖啡豆變質(zhì)預(yù)測模型得到咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間；s600、基于當(dāng)前咖啡豆重量和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間得到每日建議咖啡沖泡次數(shù)和每次咖啡沖泡使用咖啡豆重量。

13、本發(fā)明實施例的一種咖啡磨豆機控制方法至少包括以下有益效果：本發(fā)明實施例通過用戶交互界面顯示出豆倉狀態(tài)預(yù)警信息和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間，實現(xiàn)對豆倉的狀態(tài)監(jiān)測和咖啡豆使用時間預(yù)測，避免用戶無法及時在咖啡豆變質(zhì)前使用完咖啡豆，使用變質(zhì)咖啡豆影響口感或浪費咖啡豆。通過獲取咖啡豆種類和豆倉規(guī)格信息，采集咖啡豆一段時間前后的咖啡豆重量、氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)、光照強度、溫度和濕度，構(gòu)建回歸樹，得到以咖啡豆種類、豆倉規(guī)格信息、各時間間隔內(nèi)的豆倉環(huán)境數(shù)據(jù)和咖啡豆重量為輸入，以預(yù)測變質(zhì)時間為輸出咖啡豆變質(zhì)預(yù)測模型，根據(jù)咖啡豆變質(zhì)預(yù)測模型得到咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間，實現(xiàn)咖啡豆使用時間的預(yù)測；并通過當(dāng)前咖啡豆重量和咖啡豆預(yù)測變質(zhì)時間得到每日建議咖啡沖泡次數(shù)和每次咖啡沖泡使用咖啡豆重量，方便用戶及時使用完豆倉內(nèi)咖啡豆以免變質(zhì)浪費。

14、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。