本解決方案涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能冰箱。

　　背景技術(shù)：

　　物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后又一次全球信息化浪潮，是全球信息化發(fā)展的新階段。我國政府高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，已將傳感網(wǎng)列入重點(diǎn)研究領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)與新能源、綠色制造等并列為國家五大新興戰略性產(chǎn)業(yè)。目前物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)研究已成為國內外的研究熱點(diǎn)。

　　冰箱早已成為每家每戶(hù)必備的家用電器，其能夠很好地存儲食品，方便快捷。但現實(shí)生活中，特別是對于上班族群體，在回家準備買(mǎi)菜或其他食品時(shí)，由于工作繁忙，往往忘記了家中冰箱內已存儲有哪些食品，這樣就會(huì )因為記錯而造成多買(mǎi)了記得沒(méi)有卻已有的食品或漏買(mǎi)了記得有卻沒(méi)有的食品，容易造成食品多買(mǎi)了而放久不新鮮或壞掉，或者少買(mǎi)了要買(mǎi)的食品而反復購買(mǎi)的情況。并且傳統的冰箱只具備冷藏和冷凍兩種功能，自冰箱面世以來(lái)其功能幾乎沒(méi)有發(fā)生根本變換，都是需要用戶(hù)自己購買(mǎi)好商品后放進(jìn)冰箱內相應的空間，由自己決定什么時(shí)候增加放入和什么時(shí)候購買(mǎi)。正因如此，傳統的冰箱在使用過(guò)程中經(jīng)常出現食品過(guò)期、食品短缺的情況，更不會(huì )根據用戶(hù)的個(gè)體喜好以及健康飲食的指導來(lái)控制冰箱內的食品品種和數量增減。
 

 

　　技術(shù)實(shí)現要素：

　　(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

　　為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)智能冰箱，采用射頻識別(RFID)技術(shù)，結合互聯(lián)網(wǎng)和信息處理技術(shù)，建立智能冰箱食品監管系統，實(shí)現對冰箱的食品記錄，冰箱內食品可通過(guò)冰箱的液晶屏實(shí)時(shí)顯示，也可通過(guò)移動(dòng)終端發(fā)送短信到冰箱查詢(xún)家中冰箱內的食品。

　　(二)技術(shù)方案

　　一種物聯(lián)網(wǎng)智能冰箱，包括主控制模塊和從控制模塊，所述主控制模塊包括核心板單元、RFID讀卡器單元、LCD觸摸屏單元、有線(xiàn)網(wǎng)卡單元和無(wú)線(xiàn)通信單元，所述從控制模塊包括51單片機單元、壓力傳感器單元、溫度傳感器單元和冰箱制冷片單元，所述主控制模塊與所述從控制模塊通過(guò)串口進(jìn)行數據交互。

　　進(jìn)一步的，所述核心板單元采用Intel XScale PXA270。

　　進(jìn)一步的，所述RFID讀卡器單元掃描食品標簽，所述RFID讀卡器單元采用ISO18000-6C I系列讀寫(xiě)器。

　　進(jìn)一步的，所述核心板單元通過(guò)所述有線(xiàn)網(wǎng)卡單元與Internet網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據交互。

　　進(jìn)一步的，所述核心板單元通過(guò)所述無(wú)線(xiàn)通信單元與移動(dòng)終端進(jìn)行數據交互，所述無(wú)線(xiàn)通信單元采用DU600GPRS/GSM模塊。

　　進(jìn)一步的，所述壓力傳感器單元采集冰箱內食品重量，所述壓力傳感器單元采用HX711壓力傳感器。

　　進(jìn)一步的，所述溫度傳感器單元包括溫度傳感器和第一電阻，所述溫度傳感器采用單線(xiàn)式數字溫度傳感器DS18B20。

　　進(jìn)一步的，所述51單片機單元包括51單片機芯片、石英晶振、第一～第三電容和第二電阻，所述51單片機芯片為40pin 89C51單片機，所述第一電容為電解電容。

　　進(jìn)一步的，所述冰箱制冷片單元包括制冷片、繼電器、三極管、二極管和第三電阻，所述制冷片為半導體制冷片。

　　(三)有益效果

　　本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)智能冰箱，采用射頻識別(RFID)技術(shù)，結合互聯(lián)網(wǎng)和信息處理技術(shù)，建立智能冰箱食品監管系統，實(shí)現對冰箱的食品記錄，冰箱內食品可通過(guò)冰箱的液晶屏實(shí)時(shí)顯示，也可通過(guò)移動(dòng)終端發(fā)送短信到冰箱查詢(xún)家中冰箱內的食品，從而通過(guò)移動(dòng)終端購買(mǎi)食品，給人們的日常生活提供了極大的便利，為現代家庭的健康生活提供保障，減少了社會(huì )資源浪費，符合當代社會(huì )綠色環(huán)保的理念，滿(mǎn)足未來(lái)智能家居的需求。

　　具體實(shí)施方式

　　下面結合附圖對本發(fā)明所涉及的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細說(shuō)明。

　　結合圖1和圖5，一種物聯(lián)網(wǎng)智能冰箱，包括主控制模塊和從控制模塊，主控制模塊包括核心板單元、RFID讀卡器單元、LCD觸摸屏單元、有線(xiàn)網(wǎng)卡單元和無(wú)線(xiàn)通信單元，從控制模塊包括51單片機單元、壓力傳感器單元、溫度傳感器單元和冰箱制冷片單元，主控制模塊與從控制模塊通過(guò)串口進(jìn)行數據交互。

　　系統選用基于采用Intel XScale PXA270核心板的硬件開(kāi)發(fā)平臺，該平臺是以Intel XScale架構的ARM處理器。嵌入式操作系統選用Windows CE 5.0。Windows CE是高度模塊化的嵌入式操作系統。

　　隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)方向智能家居的投入也在迅速擴大，RFID標簽的成本也不斷地降低，極大可能取代條形碼成為食品外包。而且RFID標簽以其耐用、持久和免維護著(zhù)稱(chēng)。

　　RFID讀卡器單元掃描食品標簽，RFID讀卡器單元采用ISO18000-6C I系列讀寫(xiě)器。ISO18000-6C I系列讀寫(xiě)器是新一代遠距離電子標簽讀寫(xiě)器，讀寫(xiě)器所支持的標簽主要遵從ISO18000-6C協(xié)議的無(wú)源電子標簽。用戶(hù)可使用讀寫(xiě)器對6C電子標簽進(jìn)行讀、寫(xiě)、鎖定等功能操作。該讀寫(xiě)器有主從、定時(shí)和觸發(fā)三種讀電子標簽的工作方式，連接控制器的通信接口有RS-232、RS-485和Wiegand接口，可以直接與具有標準韋根W26或W34接口的控制設備連接，也可以通過(guò)標準串行通信接口與控制器相連，進(jìn)行數據通信與交換。當壓力傳感器單元檢測冰箱內食品重量發(fā)生變化時(shí)，觸發(fā)讀寫(xiě)器掃描冰箱內的食品標簽，該讀寫(xiě)器提供一次讀寫(xiě)多個(gè)標簽。

　　核心板單元通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)卡單元與Internet網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據交互。預設冰箱能夠直接訪(fǎng)問(wèn)的物聯(lián)網(wǎng)超市網(wǎng)站，從而進(jìn)行對接。用戶(hù)通過(guò)LCD觸摸屏登錄購物網(wǎng)站實(shí)現下單操作，默認每臺冰箱都配有一個(gè)專(zhuān)用的賬號來(lái)綁定登錄，通過(guò)POST方式提交頁(yè)面。當冰箱登錄成功后，即可實(shí)現在線(xiàn)購買(mǎi)商品并下單。同時(shí)LCD觸摸屏實(shí)時(shí)顯示冰箱內食品信息和溫度參數。

　　核心板單元通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信單元與移動(dòng)終端進(jìn)行數據交互，無(wú)線(xiàn)通信單元采用DU600GPRS/GSM模塊。DU600支持多種連接模式，可以實(shí)現與移動(dòng)終端通信的基本功能。智能冰箱的GPRS/GSM模塊只需要短信收發(fā)并且解譯收到的短信信息，通過(guò)DU600選擇喚醒模式等待接收短信并且解譯短信后得到指令，并將該控制指令發(fā)送給PXA270核心板實(shí)現購買(mǎi)功能和查詢(xún)功能。若在預定時(shí)間內用戶(hù)尚未回復確認購買(mǎi)，則自動(dòng)取消該次食品的購買(mǎi)并且斷開(kāi)與GPRS連接;若在預定時(shí)間內客戶(hù)回復確認購買(mǎi)，則PXA270核心板返回一個(gè)確認購買(mǎi)的信息并且斷開(kāi)GPRS連接。

　　壓力傳感器單元采集冰箱內食品重量，壓力傳感器單元采用HX711壓力傳感器。HX711是一款專(zhuān)為高精度電子秤而設計的24位A/D轉換器芯片。當壓力傳感器感應冰箱內食品重量發(fā)生變化時(shí)才會(huì )發(fā)送信號到PXA270核心板，同時(shí)開(kāi)啟RFID讀卡器進(jìn)行食品標簽掃描。當冰箱打開(kāi)的時(shí)候，PXA核心板對壓力傳感器通電，壓力傳感器第一次工作時(shí)會(huì )記錄初始時(shí)候冰箱內食品重量。當冰箱關(guān)閉的時(shí)候，測量壓力傳感器感應的食品重量，并對比初始時(shí)候冰箱內食品重量是否發(fā)生變化，若未變化則關(guān)閉壓力傳感器并斷開(kāi)RFID讀卡器。

　　如圖2所示，溫度傳感器單元包括溫度傳感器U1和電阻R1，溫度傳感器U1采用單線(xiàn)式數字溫度傳感器DS18B20，其結構簡(jiǎn)單不需要外接電路，僅用一根I/O數據線(xiàn)傳輸數據。每只DS18B20由獨立的序列號，實(shí)現多個(gè)DS18B20掛接在一根數據線(xiàn)上分別檢測多點(diǎn)溫度。DS18B20轉換后的代碼并不是實(shí)際的溫度值，需要進(jìn)行計算轉換。溫度高字節中的前五位用來(lái)保存溫度的正負，高字節的后三位和低字節八位用來(lái)保存溫度值，其中低字節的低四位保存溫度的小數位。

　　如圖3所示，51單片機單元包括51單片機芯片U2、石英晶振X1、電容C1～C3和電阻R2，51單片機芯片U2為40pin 89C51單片機，電容C1為電解電容。51單片機芯片U2通過(guò)RxD腳和TxD腳與PXA270核心板進(jìn)行數據交互。

　　如圖4所示，冰箱制冷片單元包括制冷片U3、繼電器K1、三極管Q1、二極管D1和電阻R3，制冷片U3為半導體制冷片，最低可達-10℃。

　　由于PXA270核心板外接插口問(wèn)題，溫度傳感器DS18B20基于51單片機U2操作，因而無(wú)需嵌入PXA270核心板上。溫度傳感器DS18B20隨著(zhù)冰箱的啟動(dòng)而啟動(dòng)，將采集的冰箱內溫度發(fā)送給51單片機U2，51單片機U2將采集的溫度與設置的溫度值進(jìn)行比較，若高于設置的溫度值則開(kāi)啟制冷片。若小于或者等于設置的溫度值，則關(guān)停制冷片。

　　本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)智能冰箱，采用射頻識別(RFID)技術(shù)，結合互聯(lián)網(wǎng)和信息處理技術(shù)，建立智能冰箱食品監管系統，實(shí)現對冰箱的食品記錄，冰箱內食品可通過(guò)冰箱的液晶屏實(shí)時(shí)顯示，也可通過(guò)移動(dòng)終端發(fā)送短信到冰箱查詢(xún)家中冰箱內的食品，從而通過(guò)移動(dòng)終端購買(mǎi)食品，給人們的日常生活提供了極大的便利，為現代家庭的健康生活提供保障，減少了社會(huì )資源浪費，符合當代社會(huì )綠色環(huán)保的理念，滿(mǎn)足未來(lái)智能家居的需求。

　　上面所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設計構思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應落入到本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術(shù)內容，已經(jīng)全部記載在權利要求書(shū)中。