CN102645083A - 一种基于射频识别技术的智能冰箱及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于射频识别技术的智能冰箱及其工作方法，***主要包括冰箱、RFID阅读器、阅读器天线、RFID标签、交互终端和无线AP。在冰箱中嵌入RFID阅读器和天线，食品上贴有RFID标签，阅读器可以读取食品的标签信息并通过WiFi传输到交互终端，用户通过交互终端便能有效获取冰箱中的食品信息。在此基础上，智能冰箱提供了一系列的智能应用：可以对食品进行管理，根据冰箱中食品的库存信息以及用户的偏爱喜好等信息智能推荐菜谱；根据冰箱的库存情况、网上折扣信息以及用户使用习惯等推荐需要购买的食品等，为用户提供了个性化的定制服务。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能冰箱***，具体是一种基于射频识别技术，智能冰箱及其工作方法。
背景技术
随着“物联网”、“智能家居”概念的提出以及射频识别、无线WiFi通信技术的发展，基于射频识别（RFID）技术的智能家居应用备受关注。借助于非接触式的自动识别能力，RFID***能够实现信息的自动抽取、集成与管理，为终端用户带来便捷、智能的服务。作为智能家居领域中一个重要组成，冰箱在应用RFID方面能有那些实际作为一直是本领域中的关注的焦点之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是面向智能冰箱应用，提供了一种基于射频识别技术的智能冰箱***，通过自动读取冰箱中的食品信息，实时监控库存情况；通过模式匹配智能推荐菜谱，为用户带来更人性化的服务；同时还能实现网上订购，让用户足不出户就可以享受智能、便捷的服务。
本发明所述的一种基于射频识别技术的智能冰箱，包括冰箱， 以及：
RFID阅读器：嵌入在冰箱内部，接收阅读器天线读取的RFID标签信息，并能通过WiFi形式将获得的信息经无线AP传输到交互终端；
阅读器天线：设置在冰箱内部的顶壁和底壁上，发射RFID阅读器的命令，并接收RFID标签返回的信号；
RFID标签：在冰箱内部的食品上贴有RFID标签，标签中存放食品基本信息；
交互终端：运行智能冰箱的应用程序；
无线AP：无线设备的网关，接收RFID阅读器的信息并通过Internet传输到交互终端。
作为本发明的改进，所述RFID阅读器及其RFID标签为超高频RFID标签读取模块及超高频RFID标签，超高频RFID标签读取模块通过EPC Global C1 G2协议读写超高频RFID标签。
所述交互终端为：运行Android***的平板电脑。
所述RFID阅读器带有无线WiFi模块：该模块通过802.11协议连接至无线AP访问Internet。
此外，本发明还提供了一种基于射频识别技术的智能冰箱的工作方法，其包括以下步骤：
1）RFID阅读器通过阅读器天线发送860-960MHz频率的信号，扫描冰箱中食品上的RFID标签，读取标签的用户区数据，获取食品的基本信息；
2）RFID阅读器利用WiFi模块通过无线AP将获得食品的基本信息传输给交互终端；
3）交互终端将接收到的信息进行集成、应用：
所述步骤3）中集成、应用包括：管理冰箱中食品，包括生产日期、保质期、食品热量等；并根据基本的信息和用户的喜好智能推荐菜谱及其具体做法；同时能够合理推荐食品订购信息。
本发明提供了一套自动化、智能化、人性化的智能冰箱***，该***可根据用户的定制需求，全面地向用户展示冰箱中的食品信息，智能地推荐菜谱以及需要购买的食品，为用户提供个性化、便捷化的服务。该智能冰箱以RFID标签作为信息存储媒介，通过射频识别技术方便快捷地读取信息，通过WiFi技术实现与移动终端（嵌于冰箱表面的交互终端）的连接，为用户提供随时随地、个性化定制的服务体验。具体有益效果为：
1、实现简单：只要食品上贴有RFID标签即可被识别并进行信息处理。
2、高度智能：能够根据冰箱中的食品、用户的使用习惯及偏爱喜好来智能推荐菜谱以及需要购买的食品，冰箱可以自动提醒用户哪些食品过期需要清理或是重新购买，实现个性化定制功能。
3、方便快捷：可以随时上网查看最新菜谱，同时还能查看商家信息，了解部分食品折扣情况并能轻松实现网上订购。
4、定位功能：冰箱提供基本的定位功能，用户可以直接查看某一食品在哪一区间（上区间或下区间），减少实际查找食品的时间等。
附图说明
图1 ***场景结构图，
图2***数据流图，
图3射频识别***工作原理图，
图4 智能冰箱结构图，
图5 智能冰箱***定位图。
具体实施方式
1、***场景
图1是***场景结构图，主要由智能冰箱展示端（交互终端）与射频识别***两部分组成。智能冰箱展示端就是一个交互终端，***平台为Android，运行着智能冰箱应用程序。射频识别***主要由以下部分组成：RFID阅读器、阅读器天线、RFID标签、无线AP。各组成部分功能如下：
RFID阅读器：通过天线读取RFID标签（最大距离可达5~6米）信息，并能通过WiFi将获得的信息传输到计算机***。
阅读器天线：发射阅读器信号，并接收RFID标签返回的信号，有效读取范围是扇形区域。
RFID标签：在食品上贴有RFID标签，标签用户区的存储空间为512比特，用来存放食品基本信息。
交互终端：运行智能冰箱的应用程序。
无线AP：无线设备的网关，提供Internet无线接入；
图2是***数据流图。智能冰箱中的食品上贴有RFID标签，标签的用户区存储了食品的基本信息，包括食品名称、产地、生产日期、保质期等。RFID阅读器通过阅读器天线发送读取RFID标签信号的命令，标签反射的信号再由阅读器天线传输到RFID阅读器，阅读器将读取的信息通过WiFi传输给应用终端（交互终端），这样智能冰箱的应用程序就能获取冰箱中的食品信息。获得食品的基本信息后，智能冰箱***能够对食品进行基本的管理（食品管理），包括食品分类、食品日期、食品属性、查找设置；并能结合冰箱中的食品和用户的喜好推荐菜谱（烹饪指南），包括智能推荐、选材荐菜、菜谱模式、查找设置；还能及时了解冰箱库存推荐购买需求（网上订购），包括历史推荐、过期重购、商家信息、查找设置。
下面描述各部分功能：食品管理部分的四个功能如下：食品分类是指将食品分类(肉类、蔬菜、水果、冷饮、其他)供用户查看，点击可以查看某一个食品的具体信息；食品日期用于管理食品的生产日期、保质期、以及对过期的食品进行统计并提醒用户哪些食品已过期；食品属性是提供用户通过食品的基本属性（能量、脂肪、蛋白质含量、含铁量、含钙量）查看使用对应食品；查找设置用于查找食品当前在冰箱的某一个区间（上区间、下区间），并可以设置提醒（闹钟），提醒主人相应的处理事件。烹饪指南部分的四个功能如下：智能推荐可以根据选择的条件（菜系、口味、类别、工艺、烹饪时间）并结合冰箱现有的食品推荐食谱，并可实现精确推荐和模糊推荐;选材荐菜功能是根据指定的食品推荐菜谱；菜谱模式提供用户根据自身需要选择想要的菜谱类型（健康模式、减肥模式、美容模式、家庭模式）；查找设置用于查找相应的食品、菜谱,并可以设置提醒（闹钟），提醒主人相应的处理事件。网上订购部分的四个功能如下：历史推荐是根据冰箱的历史记录和当前的库存情况推荐需要购买的食品，用户可以根据推荐信息增加购物清单，并向超市发出购买请求；过期重购是对冰箱中过期的食品进行统计并提醒用户重新购买；商家信息是根据链接的商家网站查看折扣、促销等信息，自行选择购买相关食品；查找设置用于查找用户购物情况，了解购物清单；并可以设置提醒（闹钟），提醒主人相应的处理事件。
2、射频识别***的工作原理
图3是射频识别***工作原理图。RFID***由分为RFID阅读器、阅读器天线和RFID标签三大组件。其中，RFID阅读器是RFID***最重要的一个组件，其工作模式一般是主动向标签询问标识信息或发出读写信息；阅读器天线与阅读器相连，用于在标签和阅读器之间传递射频信号；RFID标签是由耦合元件、芯片及微型天线组成的，每个RFID标签内部存有唯一的电子编码，当标签进入RFID阅读器扫描场以后，接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能量发送出存储在芯片中的电子编码。
整个工作过程如下：RFID阅读器以广播方式连续向周围发送携带能量的基准信号，感应到能量的RFID标签通过调制电路信号，以反射的方式立即向RFID阅读器返回自身携带的数据，RFID阅读器对接收到的数据进行解码，并传给主机进行处理.
3、智能冰箱的结构和定位方法
图4是智能冰箱的结构图。RFID标签事先写入食品的名称、生产日期、保质期等信息，加贴在食品外包装上，放入冰箱中。冰箱内嵌入RFID阅读器和天线，能够对标签进行扫描。交互终端与RFID阅读器之间通过WiFi进行通信：阅读器获得冰箱中食品信息后通过WiFi传递给镶嵌在冰箱外部的交互终端，冰箱即可通过获得的食品信息进行相应的管理工作。
图5是智能冰箱的定位方案图示，冰箱的定位方法是基于空间划分的原理。此处，所采用的冰箱为两层隔间，实验中只需定位出食品处于哪一层隔间即可，方便用户取出食品。其中，上面的天线用于定位上层空间，下面的天线用于定位下层空间。通过调节阅读器在指定天线上的功率来改变有效读取范围（如图中扇形区域所示），从而实现了上下隔间的定位。
Claims (5)
1.一种基于射频识别技术的智能冰箱，包括冰箱，其特征在于还包括：
RFID阅读器：嵌入在冰箱内部，接收阅读器天线读取的RFID标签信息，并能通过WiFi形式将获得的信息经无线AP传输到交互终端；
阅读器天线：设置在冰箱内部的顶壁和底壁上，发射RFID阅读器的命令，并接收RFID标签返回的信号；
RFID标签：在冰箱内部的食品上贴有RFID标签，标签中存放食品基本信息；
交互终端：运行智能冰箱的应用程序；
无线AP：无线设备的网关，接收RFID阅读器的信息并通过Internet传输到交互终端。
2.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的智能冰箱，其特征在于，所述RFID阅读器及其RFID标签为超高频RFID标签读取模块及超高频RFID标签，超高频RFID标签读取模块通过EPC Global C1 G2协议读写超高频RFID标签。
3.根据权利要求1或2所述的基于射频识别技术的智能冰箱，其特征在于，所述交互终端为：运行Android***的平板电脑。
4.根据权利要求1或2所述的基于射频识别技术的智能冰箱，其特征在于，RFID阅读器带有无线WiFi模块：该模块通过802.11协议连接至无线AP访问Internet。
5.一种基于射频识别技术的智能冰箱的工作方法，其特征在于包括以下步骤：
1）RFID阅读器通过阅读器天线发送860-960MHz频率的信号，扫描冰箱中食品上的RFID标签，读取标签的用户区数据，获取食品的基本信息；
2）RFID阅读器利用WiFi模块通过无线AP将获得食品的基本信息传输给交互终端；
3）交互终端将接收到的信息进行集成、应用：
根据权利要求5所述的基于射频识别技术的智能冰箱的工作方法，其特征在于，所述步骤3）中集成、应用包括：管理冰箱中食品，包括生产日期、保质期、食品热量等；并根据基本的信息和用户的喜好智能推荐菜谱及其具体做法；同时能够合理推荐食品订购信息。
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