本解決方案涉及物聯網技術領域，特別涉及一種物聯網智能冰箱。
背景技術：
物聯網是繼計算機、互聯網與移動通信網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網技術發(fā)展，已將傳感網列入重點研究領域。物聯網與新能源、綠色制造等并列為國家五大新興戰(zhàn)略性產業(yè)。目前物聯網相關技術研究已成為國內外的研究熱點。
冰箱早已成為每家每戶必備的家用電器，其能夠很好地存儲食品，方便快捷。但現實生活中，特別是對于上班族群體，在回家準備買菜或其他食品時，由于工作繁忙，往往忘記了家中冰箱內已存儲有哪些食品，這樣就會因為記錯而造成多買了記得沒有卻已有的食品或漏買了記得有卻沒有的食品，容易造成食品多買了而放久不新鮮或壞掉，或者少買了要買的食品而反復購買的情況。并且傳統(tǒng)的冰箱只具備冷藏和冷凍兩種功能，自冰箱面世以來其功能幾乎沒有發(fā)生根本變換，都是需要用戶自己購買好商品后放進冰箱內相應的空間，由自己決定什么時候增加放入和什么時候購買。正因如此，傳統(tǒng)的冰箱在使用過程中經常出現食品過期、食品短缺的情況，更不會根據用戶的個體喜好以及健康飲食的指導來控制冰箱內的食品品種和數量增減。
技術實現要素：
(一)解決的技術問題
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種物聯網智能冰箱，采用射頻識別(RFID)技術，結合互聯網和信息處理技術，建立智能冰箱食品監(jiān)管系統(tǒng)，實現對冰箱的食品記錄，冰箱內食品可通過冰箱的液晶屏實時顯示，也可通過移動終端發(fā)送短信到冰箱查詢家中冰箱內的食品。
(二)技術方案
一種物聯網智能冰箱，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、有線網卡單元和無線通信單元，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串口進行數據交互。
進一步的，所述核心板單元采用Intel XScale PXA270。
進一步的，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系列讀寫器。
進一步的，所述核心板單元通過所述有線網卡單元與Internet網絡進行數據交互。
進一步的，所述核心板單元通過所述無線通信單元與移動終端進行數據交互，所述無線通信單元采用DU600GPRS/GSM模塊。
進一步的，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式數字溫度傳感器DS18B20。
進一步的，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)明提供了一種物聯網智能冰箱，采用射頻識別(RFID)技術，結合互聯網和信息處理技術，建立智能冰箱食品監(jiān)管系統(tǒng)，實現對冰箱的食品記錄，冰箱內食品可通過冰箱的液晶屏實時顯示，也可通過移動終端發(fā)送短信到冰箱查詢家中冰箱內的食品，從而通過移動終端購買食品，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，減少了社會資源浪費，符合當代社會綠色環(huán)保的理念，滿足未來智能家居的需求。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明所涉及的實施例做進一步詳細說明。
結合圖1和圖5，一種物聯網智能冰箱，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、有線網卡單元和無線通信單元，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串口進行數據交互。
系統(tǒng)選用基于采用Intel XScale PXA270核心板的硬件開發(fā)平臺，該平臺是以Intel XScale架構的ARM處理器。嵌入式操作系統(tǒng)選用Windows CE 5.0。Windows CE是高度模塊化的嵌入式操作系統(tǒng)。
隨著物聯網的發(fā)展，物聯網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、持久和免維護著稱。
RFID讀卡器單元掃描食品標簽，RFID讀卡器單元采用ISO18000-6C I系列讀寫器。ISO18000-6C I系列讀寫器是新一代遠距離電子標簽讀寫器，讀寫器所支持的標簽主要遵從ISO18000-6C協議的無源電子標簽。用戶可使用讀寫器對6C電子標簽進行讀、寫、鎖定等功能操作。該讀寫器有主從、定時和觸發(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，也可以通過標準串行通信接口與控制器相連，進行數據通信與交換。當壓力傳感器單元檢測冰箱內食品重量發(fā)生變化時，觸發(fā)讀寫器掃描冰箱內的食品標簽，該讀寫器提供一次讀寫多個標簽。
核心板單元通過有線網卡單元與Internet網絡進行數據交互。預設冰箱能夠直接訪問的物聯網超市網站，從而進行對接。用戶通過LCD觸摸屏登錄購物網站實現下單操作，默認每臺冰箱都配有一個專用的賬號來綁定登錄，通過POST方式提交頁面。當冰箱登錄成功后，即可實現在線購買商品并下單。同時LCD觸摸屏實時顯示冰箱內食品信息和溫度參數。
核心板單元通過無線通信單元與移動終端進行數據交互，無線通信單元采用DU600GPRS/GSM模塊。DU600支持多種連接模式，可以實現與移動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核心板實現購買功能和查詢功能。若在預定時間內用戶尚未回復確認購買，則自動取消該次食品的購買并且斷開與GPRS連接;若在預定時間內客戶回復確認購買，則PXA270核心板返回一個確認購買的信息并且斷開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)生變化時才會發(fā)送信號到PXA270核心板，同時開啟RFID讀卡器進行食品標簽掃描。當冰箱打開的時候，PXA核心板對壓力傳感器通電，壓力傳感器第一次工作時會記錄初始時候冰箱內食品重量。當冰箱關閉的時候，測量壓力傳感器感應的食品重量，并對比初始時候冰箱內食品重量是否發(fā)生變化，若未變化則關閉壓力傳感器并斷開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采用單線式數字溫度傳感器DS18B20，其結構簡單不需要外接電路，僅用一根I/O數據線傳輸數據。每只DS18B20由獨立的序列號，實現多個DS18B20掛接在一根數據線上分別檢測多點溫度。DS18B20轉換后的代碼并不是實際的溫度值，需要進行計算轉換。溫度高字節(jié)中的前五位用來保存溫度的正負，高字節(jié)的后三位和低字節(jié)八位用來保存溫度值，其中低字節(jié)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RxD腳和TxD腳與PXA270核心板進行數據交互。
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核心板外接插口問題，溫度傳感器DS18B20基于51單片機U2操作，因而無需嵌入PXA270核心板上。溫度傳感器DS18B20隨著冰箱的啟動而啟動，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行比較，若高于設置的溫度值則開啟制冷片。若小于或者等于設置的溫度值，則關停制冷片。
本發(fā)明提供了一種物聯網智能冰箱，采用射頻識別(RFID)技術，結合互聯網和信息處理技術，建立智能冰箱食品監(jiān)管系統(tǒng)，實現對冰箱的食品記錄，冰箱內食品可通過冰箱的液晶屏實時顯示，也可通過移動終端發(fā)送短信到冰箱查詢家中冰箱內的食品，從而通過移動終端購買食品，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，減少了社會資源浪費，符合當代社會綠色環(huán)保的理念，滿足未來智能家居的需求。
上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構思和范圍進行限定。在不脫離本發(fā)明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發(fā)明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
