本发明涉及智能厨具技术领域，尤其涉及一种灶具监测调节方法及系统。
背景技术：
随着物联网技术的发展，智能家居的功能变得越来越丰富，家电在原有传统功能的基础上，集成传感器，从而实现智能功能。目前市场上已有部分自动监测汤锅内水位高度的产品，能够在锅内水烧干或者溢锅等情况时，发出提醒。
现有自动识别烹饪容器内液面高度的方案，多数采用增加传感器的方法，然而，由于烹饪方式和用户喜好的不同，烹饪容器的种类琳琅满目，在所有容器上添加传感器，无疑会增加用户的使用成本，难以实现；同时，烹饪容器与火源接触，温度极高，对电子设备的耐高温要求苛刻，极大限制了传感器的布署。现有技术中，有通过简单的摄像头和图像识别的方式，判断溢锅、干锅等情况，其缺点在于容易受室内光线和油烟遮挡的影响。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种灶具监测调节方法及系统，能够通过雷达模块实时监测烹饪容器的液面状态，并将液面状态的信息反馈至灶具，灶具做出相应的操作，避免出现溢出或干锅等现象。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种灶具监测调节方法，包括下述步骤：
实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
根据液面状态信息调节灶具的加热功率。
优选的，根据液面状态信息调节灶具的加热功率具体为，判断是否发生溢出或干锅，若是，则调低灶具的加热功率或将灶具的加热功率调为零。
优选的，根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息，具体为：
提取出目标的信息，对多个目标进行聚类，根据聚类的信息特征判断烹饪容器内液面的液面聚类，液面聚类的信息变化即为液面状态信息的变化，实时跟踪液面状态信息的变化，根据液面状态信息的变化，判断是否发生溢出或干锅，若是，则调节灶具的加热功率。
优选的，提取出目标的信息，包括提取目标距离雷达的距离信息l，具体为：
根据雷达发射信号发出的时间和反射信号的反馈时间，获得时延δt，根据时延δt计算获得距离信息l。
优选的，距离信息l的计算公式为：l＝c*△f/2k；
其中c为信号在空气中的传播速度，k为频率差△f与反射信号相对发射信号的时延△t的正比系数。
优选的，提取出目标的信息，包括提取液面高度信息h，具体为：
读取反射信号和同周期的雷达发射信号的固定的频率差△f，根据频率差△f计算出液面高度信息h。
优选的，将频率差△f代入下列公式计算出液面高度信息h：
h＝lt-c*△f/2k；
其中lt为雷达与的烹饪容器的底部的固定距离，c为信号在空气中的传播速度，k为频率差△f与反射信号相对发射信号的时延△t的正比系数。
优选的，提取出目标的信息，包括提取到达角θ，具体为：
根据目标反射在不同天线单元的反射信号，计算获得到达角θ。
优选的，根据下列公式计算出到达角θ：
θ＝arcsin(λ*△ф/d0)；
其中λ为信号的波长，△ф为两路接收天线接收的反射信号的相位差，d0为接收反射信号的两个接收天线单元的间距。
优选的，对多个目标进行聚类具体为：根据所有目标点的距离信息l划分出若干个聚类。
优选的，所述聚类的信息特征包括聚类的区域边缘、面积大小、距离信息平稳度和历史记录。
优选的，实时跟踪液面状态信息的变化，根据液面状态信息的变化调节灶具的加热功率，判断是否发生溢出或干锅，具体为：
判断是否发生溢出：将液面聚类的历史记录进行对比，判断是否发生原液面聚类内距离信息快速减小、距离信息或聚类面积不稳定的状况，若是，输出溢出信号，调低灶具的加热功率。
优选的，判断是否发生原液面聚类内距离信息快速减小、距离信息或聚类面积不稳定的状况，若否，则进一步判断是否发生干锅，具体为：将液面聚类的历史记录进行对比，判断是否发生液面聚类距离逐渐变大接近临界值或聚类面积逐渐缩小状况，若是，则判断为干锅信号，将灶具的加热功率调至为零。
优选的，判断是否发生液面聚类距离逐渐变大接近临界值或聚类面积逐渐缩小状况，若否，记录当前的液面聚类信息至历史记录。
优选的，还包括绘制点图步骤，沿液面平面建立x、y坐标轴，根据目标的信息和聚类的划分，绘制点图，作为液面状态信息。
一种灶具监测调节系统，包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具的加热功率；
反馈调节模块，用于发出调节灶具的加热功率的调节信号。
一种灶具监测调节系统，包括吸油烟机和智能终端，所述吸油烟机与所述智能终端通信连接；
所述吸油烟机包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具的加热功率；
反馈调节模块，用于发出调节灶具的加热功率的调节信号；
所述智能终端，用于接收调节信号，并发出提醒信息。
一种灶具监测调节系统，包括吸油烟机和灶具，所述吸油烟机与所述灶具通信连接；
所述吸油烟机包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具的加热功率；
反馈调节模块，用于发出调节灶具的加热功率的调节信号；
所述灶具包括：
接收调节模块，用于接收调节信号，并按调节信号调节灶具的加热功率。
一种灶具监测调节系统，包括吸油烟机、灶具和智能终端，所述吸油烟机与所述智能终端通信连接，所述智能终端与所述灶具通信连接；
所述吸油烟机包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具的加热功率；
反馈调节模块，用于向智能终端发出调节灶具的加热功率的调节信号；
所述智能终端，用于接收调节信号和发出提醒信息，且用于接收用户对灶具的调节执行信号，向灶具发出调节执行信号；
所述灶具包括：
接收调节模块，用于接收调节执行信号，并按调节执行信号调节灶具的加热功率。
优选的，所述雷达发射模块包括信号源、线路切换开关、功率放大器和发射天线单元，所述功率放大器和发射天线单元均设置有多个；所述信号源用于提供源信号；所述线路切换开关用于在多个所述功率放大器之间切换；所述功率放大器用于放大源信号，所述发射天线单元用于将放大的源信号转换为发射信号并发射；所述反射接收模块包括多个接收天线单元。
优选的，所述反射接收模块与所述雷达发射模块的中心间距大于发射信号的二倍波长，各个所述发射天线单元之间的间距为0.4-0.6倍波长；各个所述接收天线单元之间的间距为0.4-0.6倍波长。
优选的，所述信号处理模块包括低噪声放大器、混频器、adc采样电路和数字信号前端，所述低噪声放大器用于对接收的反射信号进行放大；所述混频器用于将接收的反射信号与所述信号源发出的源信号进行混频，得到中频信号；所述adc采样电路用于对中频信号进行采样，得到采样信号；所述数字信号前端用于接收采样信号，并输出采样信号的频率值。
优选的，所述反馈调节模块包括第一rf模块和第一天线，所述第一rf模块用于发射或接收执行信号；所述第一天线用于将执行信号转换为电磁波形式并进行传输。
优选的，所述接收调节模块包括微控制单元、第二rf模块和第二天线，所述第二天线用于接收并将电磁波信号转换为执行信号；所述第二rf模块发射或接收执行信号；所述微控制单元用于接收执行信号并根据执行信号执行相应的功能。
本发明采用上述结构，通过灶具监测调节系统对烹饪容器的液面状态进行监测，计算出烹饪容器的液面状态的信息，并将液面状态的信息发送至灶具或/和智能终端，灶具和智能终端根据接收的液面状态信息进行相应的操作或提醒，避免操作不及时而发生溢出或干锅现象。
本系统能够实时且精确地识别烹饪容器的液面状态，避免受到炊烟、温度、湿度和光线等干扰，不需要额外设置传感器，能够适用于不同的烹饪容器。
附图说明
附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1的系统架构示意图；
图3是本发明实施例1的接收天线单元和发射天线单元的布局示意图；
图4是本发明实施例1的雷达模块测距原理示意图；
图5是本发明实施例1的雷达模块测角原理示意图；
图6是本发明实施例1的目标点及坐标的示意图；
图7是本发明实施例1的目标聚类示意图；
图8是本发明实施例1判断是否干锅或溢出的逻辑示意图。
图9是本发明实施例2的系统架构示意图；
图10是本发明实施例3的系统架构示意图；
图11是本发明实施例4的系统架构示意图。
其中：烟机1、灶具2、短程无线网络3、智能终端4、信号源5、线路切换开关6、功率放大器7、发射天线单元8、接收天线单元9、低噪声放大器10、混频器11、adc采样电路12、数字信号前端13、第一rf模块14、第一天线15、微控制单元16、第二rf模块17、第二天线18、数据处理模块19。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
参阅图1至图8所示，本实施例的一种灶具监测调节方法，包括下述步骤：
实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
根据液面状态信息调节灶具的加热功率。
优选的，根据液面状态信息调节灶具的加热功率具体为，判断是否发生溢出或干锅，若是，则调低灶具的加热功率或将灶具的加热功率调为零。
优选的，根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息，具体为：
提取出目标的信息，对多个目标进行聚类，根据聚类的信息特征判断烹饪容器内液面的液面聚类，液面聚类的信息变化即为液面状态信息的变化，实时跟踪液面状态信息的变化，根据液面状态信息的变化，判断是否发生溢出或干锅，若是，则调节灶具的加热功率。
目标的信息可以为距离信息和角度信息等。
优选的，提取前，还包括对接收到的反射信号进行过滤。
优选的，提取出目标的信息，包括提取目标距离雷达的距离信息l，具体为：
根据雷达发射信号发出的时间和反射信号的反馈时间，获得时延δt，根据时延δt计算获得距离信息l。
对于任意一个反射信号，反射信号在任意时刻与同周期下的发射信号存在固定的频率差δf，且频率差δf的数值正比于反射信号相对发射信号的时延δt。
距离信息l的计算公式为：l＝c*△f/2k；
其中c为信号在空气中的传播速度，k为频率差△f与反射信号相对发射信号的时延△t的正比系数。
优选的，提取出目标的信息，包括提取液面高度信息h，具体为：
读取反射信号和同周期的雷达发射信号的固定的频率差△f，根据频率差△f计算出液面高度信息h。
反射信号由于发射至目标再返回，与发射信号之间存在延迟，其频率即为延迟导致的发射信号与反射信号之间的频率差δf，读取发射信号的频率与反射信号的频率差δf。
将频率差△f代入下列公式计算出液面高度信息h：
h＝lt-c*△f/2k；
其中lt为雷达与的烹饪容器的底部的固定距离，c为信号在空气中的传播速度，k为频率差△f与反射信号相对发射信号的时延△t的正比系数。
优选的，提取出目标的信息，包括提取到达角θ，具体为：
根据目标反射在不同天线单元的反射信号，计算获得到达角θ。
根据下列公式计算出到达角θ：
θ＝arcsin(λ*△ф/d0)；
其中λ为信号的波长，△ф为两路接收天线接收的反射信号的相位差，d0为接收反射信号的两个接收天线单元的间距。
θ的读取步骤为：接收反射信号，当反射信号不是沿着法向到达时，到达每一个接收天线的路径长度不同，由于雷达发射位置与烹饪容器的液面距离较大，由几何关系可知，接收的反射信号的到达角是近乎一样的。由几何关系得知反射信号到达两个接收天线单元的距离差为δl＝d0*sinθ，另外，δl＝λ*δф，λ为信号的波长，δф为两个接收天线单元的反射信号的相位差，即θ＝arcsin(λ*δф/d0)可以被计算出。
根据下列公式计算出目标点的坐标信息a：
a(x，y)＝a(l*tanθx，l*tanθy)；
其中l为目标点的距离信息，θx为到达角θ按坐标系的x坐标轴的矢量分解，θy为到达角θ按坐标系的y坐标轴的矢量分解。同时，沿液面平面建立x、y坐标轴，将θ按矢量分解为θx与θy，实际的天线阵列布局中，接收天线单元为x轴和y轴上的二元阵列，即实际上雷达能探测到的目标点的到达角θ为直角坐标轴上的θx与θy，加上目标距离信息l，则可以绘制出目标点在与液面平行的坐标系上坐标a，以及距离信息l。则液面上任意一点，根据其距离信息l、θx与θy信息，即可以判断出其位于坐标轴的位置，为后续做绘制聚类图形提供基础。
优选的，对多个目标进行聚类具体为：根据所有目标点的距离信息l划分出若干个聚类。
目标点一般指的是为锅体及其他外环境、液面、和若干不同食材等这些目标的分点，具体的，假设灶具上的锅体内包括食材甲、食材乙、食材丙和液体，按距离信息l划分，一般会分为5个距离聚类，分为是距离聚类a(锅体及其他外环境)、距离聚类b(液面)、距离聚类c(食材甲)、距离聚类d(食材乙)和距离聚类e(食材丙)。
优选的，所述聚类的信息特征包括聚类的区域边缘、面积大小、距离信息平稳度和历史记录。
优选的，实时跟踪液面状态信息的变化，根据液面状态信息的变化调节灶具的加热功率，判断是否发生溢出或干锅，具体为：
判断是否发生溢出：将液面聚类的历史记录进行对比，判断是否发生原液面聚类内距离信息快速减小、距离信息或聚类面积不稳定的状况，若是，输出溢出信号，调低灶具的加热功率。
原液面聚类内距离信息快速减小是系统内预先存储的判断标准，该判断标准为实际生活中液面冒泡溢出时的测试数据。
优选的，判断是否发生原液面聚类内距离信息快速减小、距离信息或聚类面积不稳定的状况，若否，则进一步判断是否发生干锅，具体为：将液面聚类的历史记录进行对比，判断是否发生液面聚类距离逐渐变大接近临界值或聚类面积逐渐缩小状况，若是，则判断为干锅信号，将灶具的加热功率调至为零。
临界值是系统内预先存储的判断标准，该判断标准为实际生活中即将发生干锅时的测试数据。
优选的，判断是否发生液面聚类距离逐渐变大接近临界值或聚类面积逐渐缩小状况，若否，记录当前的液面聚类信息至历史记录。
优选的，还包括绘制点图步骤，沿液面平面建立x、y坐标轴，根据目标的信息和聚类的划分，绘制点图，作为液面状态信息。
将目标的信息及各聚类的划分，将液面状态信息通过聚类点图呈现出来，以便实时液面状态信息的记录及判断。具体的，如判断某一聚类的区域边缘或面积大小时，可直接将在先记录的液面状态信息与实时的液面状态信息的点图直接进行对比。此外，点图的信息还可外发到智能终端，通过雷达信号反馈绘制的点图，与现有的摄像头相比，可避免烟雾的干扰，使用户也可直观的观察到液面状态的变化。
一种灶具监测调节系统，包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具2上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具2的加热功率；
反馈调节模块，用于发出调节灶具2的加热功率的调节信号。
上述系统的雷达发射模块、反射接收模块、信号处理模块、数据处理模块19和反馈调节模块可集成于现有的吸油烟机1中，使得吸油烟机1具有对灶具2上的烹饪容器防止发生溢出或干锅的自动监测及调节功能。
具体的，一种集成有灶具监测调节系统的吸油烟机，包括雷达发射模块、反射接收模块、信号处理模块、数据处理模块19和反馈调节模块。
优选的，所述雷达发射模块包括信号源5、线路切换开关6、功率放大器7和发射天线单元8，所述功率放大器7和发射天线单元8均设置有多个；所述信号源5用于提供源信号；所述线路切换开关6用于在多个所述功率放大器7之间切换；所述功率放大器7用于放大源信号，所述发射天线单元8用于将放大的源信号转换为发射信号并发射；所述反射接收模块包括多个接收天线单元9。
具体地，由发射天线单元8发出的发射信号优选为60ghz-67ghz的信号。反射接收模块与雷达发射模块的中心间距大于发射信号的二倍波长，各个发射天线单元8之间的间距为0.4-0.6倍波长；各个接收天线单元9之间的间距为0.4-0.6倍波长。发射天线单元8优选设置有三个，接收天线单元9优选设置有四个。反射接收模块与雷达发射模块的中心间距指的是，四个接收天线单元9的中部与三个发射天线单元8的中部之间的间距。
优选的，所述信号处理模块包括低噪声放大器10、混频器11、adc采样电路12和数字信号前端13，所述低噪声放大器10用于对接收的反射信号进行放大；所述混频器11用于将接收的反射信号与所述信号源5发出的源信号进行混频，得到中频信号；所述adc采样电路12用于对中频信号进行采样，得到采样信号；所述数字信号前端13用于接收采样信号，并输出采样信号的频率值。
优选的，所述反馈调节模块包括第一rf模块14和第一天线15，所述第一rf模块14用于发射或接收执行信号；所述第一天线15用于将执行信号转换为电磁波形式并进行传输。
优选的，所述接收调节模块包括微控制单元16、第二rf模块17和第二天线18，所述第二天线18用于接收并将电磁波信号转换为执行信号；所述第二rf模块17发射或接收执行信号；所述微控制单元16用于接收执行信号并根据执行信号执行相应的功能。
优选的，雷达发射模块的雷达可视角的中心线与灶具2的炉台的中心线重合，雷达可视角为正立的圆锥形结构。所述雷达可视角的锥角为15°-20°。
优选的，吸油烟机1与灶具2或智能终端4通过短程无线网络3通信连接，短程无线网络3采用iot通信网络，本发明的灶具监测调节系统可以通过iot通信模块与其它联网设备进行交互。iot通信网络将接收到的电磁波转发给离用户最近的智能终端4，通知用户烹饪溢锅或干锅警告；同时发送指令至灶具2，灶具2进行关火或降低火力。
实施例2
参阅图9所示，一种灶具监测调节系统，包括吸油烟机1和智能终端4，所述吸油烟机1与所述智能终端4通信连接；
所述吸油烟机1包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具2上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具2的加热功率；
反馈调节模块，用于发出调节灶具2的加热功率的调节信号；
所述智能终端4，用于接收调节信号，并发出提醒信息。
通过集成有灶具监测调节系统的吸油烟机1与智能终端4的通信连接，使得吸油烟机1对灶具2上烹饪容器进行监测时，当监测到发生溢出或干锅时，会发出调节信号至智能终端4，由智能终端4对用户进行提醒，避免用户忘记正在煮食，避免火灾事故的发生。
具体的，智能终端4可以是手机之外，还可以是具有通信模块的智能家居设备，例如智能电视、智能音箱、智能洗衣机或智能灯具等。使在家里的人可以收到提醒信息，及时去到厨房调节灶具2的加热功率或者关闭灶具2的加热功能。
实施例3
参阅图10所示，一种灶具监测调节系统，包括吸油烟机1和灶具2，所述吸油烟机1与所述灶具2通信连接；
所述吸油烟机1包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具2上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具2的加热功率；
反馈调节模块，用于发出调节灶具2的加热功率的调节信号；
所述灶具2包括：
接收调节模块，用于接收调节信号，并按调节信号调节灶具2的加热功率。
通过集成有灶具监测调节系统的吸油烟机与灶具2的通信连接，使得吸油烟机1对灶具2上烹饪容器进行监测时，当监测到发生溢出或干锅时，会发出调节信号至灶具2，灶具2根据调节信号来调节自身的加热功率，全智能化监测及调节，无需用户参与，避免用户忘记正在煮食，避免火灾事故的发生。
实施例4
参阅图11所示，一种灶具监测调节系统，包括吸油烟机1、灶具2和智能终端4，所述吸油烟机1与所述智能终端4通信连接，所述智能终端4与所述灶具2通信连接；
所述吸油烟机1包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具2上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具2的加热功率；
反馈调节模块，用于向智能终端4发出调节灶具2的加热功率的调节信号；
所述智能终端4，用于接收调节信号和发出提醒信息，且用于接收用户对灶具2的调节执行信号，向灶具2发出调节执行信号；
所述灶具2包括：
接收调节模块，用于接收调节执行信号，并按调节执行信号调节灶具2的加热功率。
通过集成有灶具监测调节系统的吸油烟机与智能终端4、智能终端4与灶具2的通信连接，使得吸油烟机1对灶具2上烹饪容器进行监测时，当监测到发生溢出或干锅时，会发出调节信号至智能终端4，由智能终端4对用户进行提醒，用户可通过智能终端4向灶具2发出调节执行信号，远程对灶具2进行加热功率的调节或关闭的操作，通过用户的参与，可避免系统智能化判断时可能出现误判的现象，由用户确定调节执行信号。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
1.一种灶具监测调节方法，其特征在于，包括下述步骤：
实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
根据液面状态信息调节灶具的加热功率。
2.根据权利要求1所述的灶具监测调节方法，其特征在于，根据液面状态信息调节灶具的加热功率具体为，判断是否发生溢出或干锅，若是，则调低灶具的加热功率或将灶具的加热功率调为零。
3.根据权利要求2所述的灶具监测调节方法，其特征在于，根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息，具体为：
提取出目标的信息，对多个目标进行聚类，根据聚类的信息特征判断烹饪容器内液面的液面聚类，液面聚类的信息变化即为液面状态信息的变化，实时跟踪液面状态信息的变化，根据液面状态信息的变化，判断是否发生溢出或干锅，若是，则调节灶具的加热功率。
4.根据权利要求3所述的灶具监测调节方法，其特征在于，提取出目标的信息，包括提取目标距离雷达的距离信息l，具体为：
根据雷达发射信号发出的时间和反射信号的反馈时间，获得时延δt，根据时延δt计算获得距离信息l。
5.根据权利要求4所述的灶具监测调节方法，其特征在于，距离信息l的计算公式为：l＝c*△f/2k；
其中c为信号在空气中的传播速度，k为频率差△f与反射信号相对发射信号的时延△t的正比系数。
6.根据权利要求4所述的灶具监测调节方法，其特征在于，提取出目标的信息，包括提取液面高度信息h，具体为：
读取反射信号和同周期的雷达发射信号的固定的频率差△f，根据频率差△f计算出液面高度信息h。
7.根据权利要求6所述的灶具监测调节方法，其特征在于，将频率差△f代入下列公式计算出液面高度信息h：
h＝lt-c*△f/2k；
其中lt为雷达与的烹饪容器的底部的固定距离，c为信号在空气中的传播速度，k为频率差△f与反射信号相对发射信号的时延△t的正比系数。
8.根据权利要求4所述的灶具监测调节方法，其特征在于，提取出目标的信息，包括提取到达角θ，具体为：
根据目标反射在不同天线单元的反射信号，计算获得到达角θ。
9.根据权利要求8所述的灶具监测调节方法，其特征在于，根据下列公式计算出到达角θ：
θ＝arcsin(λ*△ф/d0)；
其中λ为信号的波长，△ф为两路接收天线接收的反射信号的相位差，d0为接收反射信号的两个接收天线单元的间距。
10.根据权利要求8所述的灶具监测调节方法，其特征在于，对多个目标进行聚类具体为：根据所有目标点的距离信息l划分出若干个聚类。
11.根据权利要求3所述的灶具监测调节方法，其特征在于，所述聚类的信息特征包括聚类的区域边缘、面积大小、距离信息平稳度和历史记录。
12.根据权利要求11所述的灶具监测调节方法，其特征在于，实时跟踪液面状态信息的变化，根据液面状态信息的变化调节灶具的加热功率，判断是否发生溢出或干锅，具体为：
判断是否发生溢出：将液面聚类的历史记录进行对比，判断是否发生原液面聚类内距离信息快速减小、距离信息或聚类面积不稳定的状况，若是，输出溢出信号，调低灶具的加热功率。
13.根据权利要求12所述的灶具监测调节方法，其特征在于，判断是否发生原液面聚类内距离信息快速减小、距离信息或聚类面积不稳定的状况，若否，则进一步判断是否发生干锅，具体为：将液面聚类的历史记录进行对比，判断是否发生液面聚类距离逐渐变大接近临界值或聚类面积逐渐缩小状况，若是，则判断为干锅信号，将灶具的加热功率调至为零。
14.根据权利要求13所述的灶具监测调节方法，其特征在于，判断是否发生液面聚类的距离逐渐变大接近临界值或聚类面积逐渐缩小状况，若否，记录当前的液面聚类信息至历史记录。
15.根据权利要求3所述的灶具监测调节方法，其特征在于，还包括绘制点图步骤，沿液面平面建立x、y坐标轴，根据目标的信息和聚类的划分，绘制点图，作为液面状态信息。
16.一种灶具监测调节系统，其特征在于，包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具的加热功率；
反馈调节模块，用于发出调节灶具的加热功率的调节信号。
17.一种灶具监测调节系统，其特征在于，包括吸油烟机和智能终端，所述吸油烟机与所述智能终端通信连接；
所述吸油烟机包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具的加热功率；
反馈调节模块，用于发出调节灶具的加热功率的调节信号；
所述智能终端，用于接收调节信号，并发出提醒信息。
18.一种灶具监测调节系统，其特征在于，包括吸油烟机和灶具，所述吸油烟机与所述灶具通信连接；
所述吸油烟机包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具的加热功率；
反馈调节模块，用于发出调节灶具的加热功率的调节信号；
所述灶具包括：
接收调节模块，用于接收调节信号，并按调节信号调节灶具的加热功率。
19.一种灶具监测调节系统，其特征在于，包括吸油烟机、灶具和智能终端，所述吸油烟机与所述智能终端通信连接，所述智能终端与所述灶具通信连接；
所述吸油烟机包括：
雷达发射模块，用于实时向灶具上的烹饪容器发出雷达发射信号；
反射接收模块，用于实时接收被烹饪容器、液面或/和食材反射的反射信号；
信号处理模块，用于根据反射信号获取烹饪容器的液面状态信息；
数据处理模块，用于根据液面状态信息判断是否需要调节灶具的加热功率；
反馈调节模块，用于向智能终端发出调节灶具的加热功率的调节信号；
所述智能终端，用于接收调节信号和发出提醒信息，且用于接收用户对灶具的调节执行信号，向灶具发出调节执行信号；
所述灶具包括：
接收调节模块，用于接收调节执行信号，并按调节执行信号调节灶具的加热功率。
20.根据权利要求16至19任意一项所述的一种灶具监测调节系统，其特征在于，所述雷达发射模块包括信号源、线路切换开关、功率放大器和发射天线单元，所述功率放大器和发射天线单元均设置有多个；所述信号源用于提供源信号；所述线路切换开关用于在多个所述功率放大器之间切换；所述功率放大器用于放大源信号，所述发射天线单元用于将放大的源信号转换为发射信号并发射；所述反射接收模块包括多个接收天线单元。
21.根据权利要求20所述的一种灶具监测调节系统，其特征在于，所述反射接收模块与所述雷达发射模块的中心间距大于发射信号的二倍波长，各个所述发射天线单元之间的间距为0.4-0.6倍波长；各个所述接收天线单元之间的间距为0.4-0.6倍波长。
22.根据权利要求20所述的一种灶具监测调节系统，其特征在于，所述信号处理模块包括低噪声放大器、混频器、adc采样电路和数字信号前端，所述低噪声放大器用于对接收的反射信号进行放大；所述混频器用于将接收的反射信号与所述信号源发出的源信号进行混频，得到中频信号；所述adc采样电路用于对中频信号进行采样，得到采样信号；所述数字信号前端用于接收采样信号，并输出采样信号的频率值。
23.根据权利要求20所述的一种灶具监测调节系统，其特征在于，所述反馈调节模块包括第一rf模块和第一天线，所述第一rf模块用于发射或接收执行信号；所述第一天线用于将执行信号转换为电磁波形式并进行传输。
24.根据权利要求18所述的一种灶具监测调节系统，其特征在于，所述接收调节模块包括微控制单元、第二rf模块和第二天线，所述第二天线用于接收并将电磁波信号转换为执行信号；所述第二rf模块发射或接收执行信号；所述微控制单元用于接收执行信号并根据执行信号执行相应的功能。
技术总结