CN104110937B - 基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置，所述冰箱监控装置包括多个接触式位置传感器、湿度检测器和主控制器，每一个接触式位置传感器位于一个冰箱门内侧，用于检测对应冰箱门的开关状态，所述湿度检测器用于检测冰箱内部湿度，所述主控制器分别连接所述湿度检测器和所述多个接触式位置传感器，根据接收到的冰箱内部湿度和多个冰箱门的开关状态，确定是否启动冰箱结霜检测和自动除霜处理。通过本发明，能够在冰箱门开启过久或冰箱内湿度过高的情况下，及时进行冰箱结霜检测和自动除霜处理，提高冰箱除霜的效率。

Description

基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置

技术领域

本发明涉及冰箱监控领域，尤其涉及一种基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置。

背景技术

冰箱的应用，历史悠久。随着人们生活水平的提高和科学技术的进步，人们对冰箱的需求不仅仅停留在制冷，智能化、多功能冰箱成为冰箱发展的趋势之一。

在冰箱的使用中，在冰箱内部靠近制冷设备位置的面板上，存在结霜的现象。结霜的原因有很多，冰箱门不关严会导致冰箱结霜，平时清洗干净的蔬菜、水果放在冰箱里，这些食品中的水分蒸发，遇冷后也会凝结成霜，开冰箱门时也不要让其与外界流通的时间太长。冰箱结霜为人们的使用带来了不便，一方面，霜层过厚会占据冰箱内部本来有限的空间，另一方面，霜层会降低制冷设备的制冷效率，提高了冰箱的能耗。

现有技术中对冰箱除霜的方法为，聘请专业人士，定时打开冰箱内部后壁面板，进行人工除霜，或者定时启动加温设备，对霜层加热，从而减少霜层厚度。但是人工除霜的方式费时费力，需要一定的维护费用，加温除霜的方式不考虑冰箱的具体使用情况，简单地进行定时加温，会导致有时霜层过厚的时候未到预定时间而无法加温的情况发生，也会导致有时无霜时到达预定时间而盲目加温的情况发生，除霜效率低下。

因此，需要一种自适应冰箱除霜的技术方案，基于对冰箱门开启状态和冰箱内部湿度的检测结果，确定是否启动霜层检测盒除霜处理，避免盲目除霜，在保证除霜效果的同时，提高了除霜的效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置，引入湿度检测器对冰箱内部湿度进行检测，引入分别设置在多个冰箱门上的多个接触式位置传感器对每一个冰箱门的开关状态进行检测，从而便于控制设备基于上述检测结果确定除霜策略，保证在可能结霜的情况下及时进行除霜，提高了冰箱除霜的自动化水平。

根据本发明的一方面，提供了一种基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置，所述冰箱监控装置包括湿度检测器、主控制器和多个接触式位置传感器，每一个接触式位置传感器位于一个冰箱门内侧，用于检测对应冰箱门的开关状态，所述湿度检测器用于检测冰箱内部湿度，所述主控制器分别连接所述湿度检测器和所述多个接触式位置传感器，根据接收到的冰箱内部湿度和多个冰箱门的开关状态，确定是否启动冰箱结霜检测和自动除霜处理。

更具体地，在所述基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置中，所述冰箱监控装置还包括，多个接触式位置传感器，每一个接触式位置传感器包括一个触头，用于基于对应冰箱门和冰箱主体是否接触挤压来确定对应冰箱门的开启和关闭；湿度检测器，包括电阻式湿敏元件和感湿膜，感湿膜覆盖在电阻式湿敏元件上，当冰箱内部空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，基于电阻式湿敏元件的电阻率和电阻值的变化检测冰箱内部湿度；结霜检测设备，包括按照预设距离水平嵌入在冰箱内部的结霜探测面上的红外光发射二极管和红外光接收二极管，红外光发射二极管用于将红外光发射到结霜探测面上，当结霜探测面无结霜时，发射的红外光将在空气中传播，红外光接收二极管检测不到红外光，当结霜探测面存在结霜时，发射的红外光将在结霜层内散射和反射，红外光接收二极管将接收到的红外光进行光电转换，将红外光信号转换为电压信号并输出；加热设备，设置在结霜探测面的背面，用于对结霜探测面加热以实现除霜功能；摄像设备，设置在结霜探测面的对立面，用于对结霜探测面的结霜情况进行实时拍摄，并输出结霜图像；主控制器，包括定时器和存储器，主控制器分别连接多个接触式位置传感器、湿度检测器、结霜检测设备、加热设备和摄像设备，基于多个接触式位置传感器的检测结果，当存在一个冰箱门开启超过预设开启最长时间或冰箱内部湿度超过第一湿度阈值时，进入冰箱结霜检测和自动除霜处理模式，当所有冰箱门关闭超过预设关闭最长时间且冰箱内部湿度低于第二湿度阈值，退出冰箱结霜检测和自动除霜处理模式，第一湿度阈值大于第二湿度阈值；用户输入设备，连接所述主控制器以根据用户的输入，修改主控制器内置存储器中存储的预设开启最长时间、预设关闭最长时间、第一湿度阈值、第二湿度阈值、第一预设电压幅值和第二预设电压幅值；显示设备，连接所述主控制器以实时显示每一个冰箱门的开启时间，实时显示冰箱内部湿度，在接收到结霜过厚信号时实时显示与结霜过厚信号对应的文字提示信息，并在所述主控制器进入冰箱结霜检测和自动除霜处理模式时，实时显示摄像设备拍摄的结霜图像；无线通信设备，连接所述主控制器，在接收到结霜过厚信号时将与结霜过厚信号对应的文字提示信息通过无线通信网络实时发送给冰箱用户的无线通信终端；其中，在冰箱结霜检测和自动除霜处理模式中，主控制器启动摄像设备进行实时拍摄，同时主控制器接收结霜检测设备输出的电压信号，在电压信号大于等于第一预设电压幅值时，启动加热设备进行除霜，在电压信号大于等于第二预设电压幅值时，启动加热设备进行除霜并发出结霜过厚信号，在电压信号小于第一预设电压幅值时，关闭加热设备，第二预设电压幅值大于第一预设电压幅值；其中，主控制器内置存储器中存储的预设开启最长时间、预设关闭最长时间、第一湿度阈值、第二湿度阈值、第一预设电压幅值和第二预设电压幅值在冰箱出厂时由冰箱厂商设置默认值；其中，所述湿度检测器位于冰箱内部侧面上，所述主控制器、所述用户输入设备、所述显示设备和所述无线通信设备都位于冰箱外部正面上端。

更具体地，在所述基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置中，将所述主控制器、所述用户输入设备、所述显示设备和所述无线通信设备集成在一块集成电路板上。

更具体地，在所述基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置中，所述主控制器为凌阳公司的16位的SPCE061A单片机。

更具体地，在所述基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置中，所述显示设备根据所述主控制器转发的多个冰箱门的开关状态，对多个冰箱门进行动态模拟显示。

更具体地，在所述基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置中，所述冰箱监控装置还包括供电设备，与所述主控制器连接，以在所述主控制器的控制下，对所述冰箱监控装置进行供电管理。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置的结霜检测设备的结构方框图。

图3为根据本发明实施方案示出的基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置的主控制器的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置的实施方案进行详细说明。

居家过日子，冰箱少不了。冰箱内壁结霜，水汽从那里来？据了解，大部分水汽来自空气中，人们存放食品打开冰箱时，室内空气和冰箱内气体自由交换，室内的湿空气悄悄地进入冰箱里。还有一部分水汽来自冰箱里存放的食品，如清洗干净的蔬菜、水果放在保鲜盒里，蔬菜等食品中的水分蒸发，遇冷后凝结成霜。特别在夏天，室内的气温高，湿度大，室温与冰箱内的温度差大。当打开冰箱时，一股凉气从里向外流，而室内空气往冰箱里钻。少许时间，冰箱面壁上就出现一层白霜。人们还发现，即使冰箱里不放任何东西，经常打开的冰箱里面也会结起厚厚一层霜，可见冰箱中的水汽有很大一部分来自空气中的水汽。

当前采用的冰箱除霜方案为，方案一，聘请专业人员人工除霜；方案二，通过加温设备定时自动除霜。两种方案都存在一定的缺陷，方案一过于原始，自动化水平低下，方案二应用较多，例如，所谓的无霜冰箱，即指箱中所有间室均为自动化霜和具有自动处理化霜水装置，并至少有一个间室由一无霜系统来制冷，而无霜系统规定除霜系统自动定时除霜工作，以防止在所有制冷表面上形成持久性霜层，而不是保证箱体内不结霜，由此看来，方案二不考虑冰箱内部的结霜的具体情况，除霜针对性不高，效率低下。

因此，需要一种基于冰箱使用情况进行除霜的方案，根据冰箱结霜的原因可以看出，冰箱结霜主要发生在两种情况下，第一种情况，冰箱门的开启过久导致冰箱内外空气的交换频繁，第二种情况，含有水分的蔬菜水果放置在冰箱内，导致冰箱内湿度过高。为了使得冰箱除霜有的放矢，可以通过检查这两种情况发生时，开始启动冰箱霜层检测和除霜处理，在检查到这两种情况都没有发生时，结束冰箱霜层检测和除霜处理，从而提高了冰箱除霜的效率。

本发明的基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置，能够基于冰箱门开启状态的检测结果以及冰箱内湿度的检测结果，确定除霜策略，在实现自动除霜的同时避免了盲目除霜。

图1为根据本发明实施方案示出的基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置的结构方框图，所述冰箱监控装置包括n个接触式位置传感器1，n为冰箱门的数量，所述冰箱监控装置还包括湿度检测器2、结霜检测设备3、加热设备4、摄像设备5、主控制器6、用户输入设备7、显示设备8和无线通信设备9，主控制器6分别与n个接触式位置传感器1、湿度检测器2、结霜检测设备3、加热设备4、摄像设备5、用户输入设备7、显示设备8和无线通信设备9连接。

接着，对所述冰箱监控装置的结构进行进一步地描述。

其中，每一个接触式位置传感器1位于一个冰箱门内侧，用于检测对应冰箱门的开关状态，每一个接触式位置传感器1包括一个触头，用于基于对应冰箱门和冰箱主体是否接触挤压来确定对应冰箱门的开启和关闭。

湿度检测器2，包括电阻式湿敏元件和感湿膜，感湿膜覆盖在电阻式湿敏元件上，当冰箱内部空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，基于电阻式湿敏元件的电阻率和电阻值的变化检测冰箱内部湿度。

参照图2，结霜检测设3包括按照预设距离水平嵌入在冰箱内部的结霜探测面上的红外光发射二极管31和红外光接收二极管32，红外光发射二极管31用于将红外光发射到结霜探测面上，当结霜探测面无结霜时，发射的红外光将在空气中传播，红外光接收二极管32检测不到红外光，当结霜探测面存在结霜时，发射的红外光将在结霜层内散射和反射，红外光接收二极管32将接收到的红外光进行光电转换，将红外光信号转换为电压信号并输出。

加热设备4，设置在结霜探测面的背面，用于对结霜探测面加热以实现除霜功能。

摄像设备5，设置在结霜探测面的对立面，用于对结霜探测面的结霜情况进行实时拍摄，并输出结霜图像。

参照图3，主控制器6包括定时器61、存储器62和处理器63，处理器63分别与定时器61和存储器62连接，主控制器6分别连接多个接触式位置传感器1、湿度检测器2、结霜检测设备3、加热设备4和摄像设备5，基于多个接触式位置传感器1的检测结果，当存在一个冰箱门开启超过预设开启最长时间或冰箱内部湿度超过第一湿度阈值时，进入冰箱结霜检测和自动除霜处理模式，当所有冰箱门关闭超过预设关闭最长时间且冰箱内部湿度低于第二湿度阈值，退出冰箱结霜检测和自动除霜处理模式，第一湿度阈值大于第二湿度阈值。

用户输入设备7，连接主控制器6以根据用户的输入，修改主控制器6内置存储器62中存储的预设开启最长时间、预设关闭最长时间、第一湿度阈值、第二湿度阈值、第一预设电压幅值和第二预设电压幅值。

显示设备8，连接主控制器6以实时显示每一个冰箱门的开启时间，实时显示冰箱内部湿度，在接收到结霜过厚信号时实时显示与结霜过厚信号对应的文字提示信息，并在所述主控制器6进入冰箱结霜检测和自动除霜处理模式时，实时显示摄像设备5拍摄的结霜图像。

无线通信设备9，连接所述主控制器6，在接收到结霜过厚信号时将与结霜过厚信号对应的文字提示信息通过无线通信网络实时发送给冰箱用户的无线通信终端。

其中，在冰箱结霜检测和自动除霜处理模式中，主控制器6启动摄像设备5进行实时拍摄，同时主控制器6接收结霜检测设备3输出的电压信号，在电压信号大于等于第一预设电压幅值时，启动加热设备4进行除霜，在电压信号大于等于第二预设电压幅值时，启动加热设备4进行除霜并发出结霜过厚信号，在电压信号小于第一预设电压幅值时，关闭加热设备4，第二预设电压幅值大于第一预设电压幅值；另外，主控制器6内置存储器62中存储的预设开启最长时间、预设关闭最长时间、第一湿度阈值、第二湿度阈值、第一预设电压幅值和第二预设电压幅值在冰箱出厂时由冰箱厂商设置默认值；以及，所述湿度检测器2位于冰箱内部侧面上，所述主控制器6、所述用户输入设备7、所述显示设备8和所述无线通信设备9都位于冰箱外部正面上端。

其中，将所述主控制器6、所述用户输入设备7、所述显示设备8和所述无线通信设备9集成在一块集成电路板上；所述主控制器6为凌阳公司的16位的SPCE061A单片机；所述显示设备8根据所述主控制器6转发的多个冰箱门的开关状态，对多个冰箱门进行动态模拟显示；所述冰箱监控装置还包括供电设备，与所述主控制器6连接，以在所述主控制器6的控制下，对所述冰箱监控装置进行供电管理。

另外，对于湿度传感器来说，和测量重量、温度一样，选择湿度传感器首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外，搞温、湿度测控的一般不需要全湿程测量。在当今的信息时代，传感器技术与计算机技术、自动控制技术紧密结合着。测量的目的在于控制，测量范围与控制范围合称使用范围。当然，对不需要搞测控系统的应用者来说，直接选择通用型湿度仪就可以了。湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。将感湿膜覆盖在电阻式湿敏元件上，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。电容式湿敏元件一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等，当环境湿度发生改变时，电容式湿敏元件的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。

采用本发明的基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置，针对现有冰箱除霜方案耗费人工或除霜针对性不强的技术问题，通过接触式位置传感器和湿度检测器检测冰箱门的开启状态和冰箱内部湿度，基于检测结果制定霜层检测和除霜处理的策略，一方面保证了自动除霜的效果，另一方面，提高了除霜系统的智能化程度，为冰箱的健康运行提供了保障。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种基于冰箱门开关状态和湿度检测的冰箱监控装置，其特征在于，所述冰箱监控装置包括湿度检测器、主控制器和多个接触式位置传感器，每一个接触式位置传感器位于一个冰箱门内侧，用于检测对应冰箱门的开关状态，所述湿度检测器用于检测冰箱内部湿度，所述主控制器分别连接所述湿度检测器和所述多个接触式位置传感器，根据接收到的冰箱内部湿度和多个冰箱门的开关状态，确定是否启动冰箱结霜检测和自动除霜处理；

所述冰箱监控装置还包括：

多个接触式位置传感器，每一个接触式位置传感器包括一个触头，用于基于对应冰箱门和冰箱主体是否接触挤压来确定对应冰箱门的开启和关闭；

湿度检测器，包括电阻式湿敏元件和感湿膜，感湿膜覆盖在电阻式湿敏元件上，当冰箱内部空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，基于电阻式湿敏元件的电阻率和电阻值的变化检测冰箱内部湿度；

结霜检测设备，包括按照预设距离水平嵌入在冰箱内部的结霜探测面上的红外光发射二极管和红外光接收二极管，红外光发射二极管用于将红外光发射到结霜探测面上，当结霜探测面无结霜时，发射的红外光将在空气中传播，红外光接收二极管检测不到红外光，当结霜探测面存在结霜时，发射的红外光将在结霜层内散射和反射，红外光接收二极管将接收到的红外光进行光电转换，将红外光信号转换为电压信号并输出；

加热设备，设置在结霜探测面的背面，用于对结霜探测面加热以实现除霜功能；

摄像设备，设置在结霜探测面的对立面，用于对结霜探测面的结霜情况进行实时拍摄，并输出结霜图像；

主控制器，包括定时器和存储器，主控制器分别连接多个接触式位置传感器、湿度检测器、结霜检测设备、加热设备和摄像设备，基于多个接触式位置传感器的检测结果，当存在一个冰箱门开启超过预设开启最长时间或冰箱内部湿度超过第一湿度阈值时，进入冰箱结霜检测和自动除霜处理模式，当所有冰箱门关闭超过预设关闭最长时间且冰箱内部湿度低于第二湿度阈值，退出冰箱结霜检测和自动除霜处理模式，第一湿度阈值大于第二湿度阈值；

用户输入设备，连接所述主控制器以根据用户的输入，修改主控制器内置存储器中存储的预设开启最长时间、预设关闭最长时间、第一湿度阈值、第二湿度阈值、第一预设电压幅值和第二预设电压幅值；

显示设备，连接所述主控制器以实时显示每一个冰箱门的开启时间，实时显示冰箱内部湿度，在接收到结霜过厚信号时实时显示与结霜过厚信号对应的文字提示信息，并在所述主控制器进入冰箱结霜检测和自动除霜处理模式时，实时显示摄像设备拍摄的结霜图像；

无线通信设备，连接所述主控制器，在接收到结霜过厚信号时将与结霜过厚信号对应的文字提示信息通过无线通信网络实时发送给冰箱用户的无线通信终端；

其中，在冰箱结霜检测和自动除霜处理模式中，主控制器启动摄像设备进行实时拍摄，同时主控制器接收结霜检测设备输出的电压信号，在电压信号大于等于第一预设电压幅值时，启动加热设备进行除霜，在电压信号大于等于第二预设电压幅值时，启动加热设备进行除霜并发出结霜过厚信号，在电压信号小于第一预设电压幅值时，关闭加热设备，第二预设电压幅值大于第一预设电压幅值；

其中，主控制器内置存储器中存储的预设开启最长时间、预设关闭最长时间、第一湿度阈值、第二湿度阈值、第一预设电压幅值和第二预设电压幅值在冰箱出厂时由冰箱厂商设置默认值；

其中，所述湿度检测器位于冰箱内部侧面上，所述主控制器、所述用户输入设备、所述显示设备和所述无线通信设备都位于冰箱外部正面上端。