CN105928889A - 一种冰箱及用于冰箱的食物营养实时检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冰箱，包括箱体、门体，箱体内设置有用于检测食物营养成分的高光谱检测系统，高光谱检测系统包括高光谱装置、食物放置平台和控制分析模块，高光谱装置的检测端包括用于发出光信号的光源和用于接收食物反射信号的传感装置，食物放置平台位于高光谱装置的检测端的上方，控制分析模块与光源和传感装置连接，并控制光源和分析食物反射信号，还设置有控制高光谱装置的开关组件。在检测时，开关组件控制光源向被测食物发出光信号后，再控制传感装置接收被测食物的食物反射信号，并通控制分析模块分析食物反射信号，进而获取被检测食物的营养成分，不需要将高光谱装置取出高光谱容纳装置，操作非常方便，提高了用户的使用体验。

Description

一种冰箱及用于冰箱的食物营养实时检测方法

技术领域

本发明涉及冰箱技术领域，特别是一种冰箱及用于冰箱的食物营养实时检测方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，用户在使用冰箱时所关注的不仅仅是食物的保鲜，用户更加关注的是如何营养的生活，所以冰箱具有营养检测功能，已经成为一个势不可挡的趋势。利用冰箱管理用户的饮食还可以针对以下特殊人群解决他们的饮食习惯问题。

第一、糖尿病人群。对于糖尿病患者需要低糖饮食，注重补充维生素，以及含钙、硒等的食物。

第二、肥胖人群。肥胖人群面临着高糖、高血压、高血脂等问题，不得不通过控制饮食来保证身体的健康。

针对人们对营养健康的重视，我们需要对果蔬进行营养成分的无损检测。果蔬无损检测又称非破坏检测,即在不破坏样品的情况下对其进行内部品质评价(包括糖度、酸度、硬度、内部病变等)的方法，水果的无损检测概念如图1所示。果蔬无损检测的原理有很多，其中一种原理便是基于光学特性进行果蔬的无损检测，利用光学特性进行无损检测又可以分为可见光检测(波长在400-700nm)，近红外检测(波长在700-2500nm)，以及高光谱检测等，利用光学特性无损检测果蔬品质在国内外的研究已经很多，在国外的近几年研究中2011年Fernandes等利用高光谱技术检测葡萄的花青素浓度，并建立了预测模型；2013年Diezm等用高光谱成像技术检测菠菜叶片在储藏期间的品质劣变；2014年Travers利用近红外光谱两个波段680-1000nm和1100-2350nm分析梨的DM和SSC含量。在国内的研究中，2010年单佳佳等利用高光谱空间散射曲线的3个洛伦兹拟合参数对苹果的品质(硬度、可溶性 固溶物含量)进行检测；2014年樊书祥等为了实现苹果SSC的便携式快速检测,利用环形光纤探头和微型光谱仪搭建便携式苹果可溶性固形物光谱采集系统；2014年王爱臣等通过遗传算法(GA),非信息变量别除(UVE)和蒙特卡洛非信息变量剔除(MC-UVE)变量筛选技术对柑橘建模进行优化。

在专利方面也已经有利用近红外的方法检测食物营养成分的应用。申请号为CN2779390Y的专利《近红外水果糖酸度分析用漫反射检测装置》介绍了一种利用近红外方法无损检测水果糖酸度的方法。申请号为CN106115899A的专利《冰箱及用于冰箱的食物营养和/或热量的检测方法》介绍了一种冰箱用于检测食物营养和/或热量的检测系统，在冰箱的吧台面板上设置获取食物重量的重量传感器、摄像头和光谱仪、智能模块等用于检测食物营养以及热量等。申请号CN104359783的专利《食物营养成分及热量检测方法》在吧台门上设置有重量传感器，门体上的摄像头将吧台上的食物拍照并发送图像数据信号至控制系统，从而获取食物营养成分及热量。专利号为CN104236244A的专利《基于物联网的智能冰箱》提供了一种通过远程营养师通信模块、超市通讯模块与冰箱以及消费者实现信息共享，并指导消费者健康饮食的基于物联网的智能冰箱。专利号为CN106206323《基于用户体征数据的健康饮食指导系统及方法》提供了一种基于用户体征数据的健康饮食指导系统及方法，应用在冰箱中。申请号为CN103177339A的专利《基于智能冰箱的食品管理与推荐系统》提供了一个能够记忆不同食品的存放时间、向使用者提供科学饮食依据的数码显示电子系统。

特别是CN106115899A的专利中，用于检测食物营养和/或热量的检测系统通过重量传感器获取食物重量、通过摄像头和光谱仪获取食物种类，不能够准确检测食物中的营养成分；同时，现有的检测系统和操作方法比较复杂。

发明内容

本发明提供一种冰箱及用于冰箱的食物营养实时检测方法，以解决上述冰 箱不能够准确检测食物中的营养成分的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种冰箱，包括箱体、以及与所述箱体连接并密封所述箱体的门体，所述箱体内设置有用于检测食物营养成分的高光谱检测系统和容纳所述高光谱检测系统的高光谱容纳装置，所述高光谱检测系统包括高光谱装置、食物放置平台和控制分析模块，

所述高光谱装置具有检测端，所述检测端设有用于发出光信号的光源和用于接收食物反射信号的传感装置，所述食物放置平台位于所述高光谱装置的检测端的上方；所述控制分析模块与所述光源和所述传感装置通信连接，并控制所述光源发出光信号和传感装置接收食物反射信号并进行分析食物反射信号；

所述高光谱装置上设有检测开关，所述高光谱容纳装置的外部设置有用于控制所述检测开关的开关组件。

本发明的有益效果是：由于在箱体内设置有用于检测食物营养成分的高光谱检测系统，其中，传感装置用于接收食物反射信号，并通控制分析模块分析所述食物反射信号，进而获取被检测食物的营养成分；在检测食物营养成分时，用户直接通过开关组件控制高光谱装置的检测开关，不需要将高光谱装置取出高光谱容纳装置，操作非常方便，提高了用户的使用体验；同时，整个检测系统的体积小，占用空间小，非常方便；维修简单，用户可以自行操作，打开盖子，即可取出高光谱设备，进行维修；提高了用户的使用体验。

进一步，所述高光谱容纳装置包括设置在所述门体上的自内向外旋转的吧台门，所述吧台门的下端与所述门体旋转连接，所述吧台门的内壁上设置有吧台盖，所述吧台盖上设有用于放置所述高光谱装置的高光谱槽，所述食物放置平台设置在所述高光谱槽的槽口处。

采用上述进一步方案的有益效果是：高光谱容纳装置设置在吧台门上，方便消费者需要时打开吧台门即可进行营养测试；高光谱装置位于吧台面板里，可保证其光源发射口所发射出的光源稳定，不受外界环境光照的影响。

进一步，所述吧台盖与所述吧台门之间具有内腔；所述开关组件包括检测 拉杆，所述检测拉杆具有拉杆测试端和拉杆按压端，所述拉杆测试端穿过所述高光谱槽与所述检测开关接触，所述拉杆按压端穿过所述吧台盖的侧壁，所述检测拉杆通过拉杆固定片固定在所述吧台盖的内腔。

采用上述进一步方案的有益效果是：开关组件包括检测拉杆，检测拉杆具有拉杆测试端和拉杆按压端，在检测食物营养成分时，用户通过按压拉杆按压端，拉杆测试端触发检测开关，高光谱装置的光源打开，将被测食物放置在高光谱槽的槽口处，再次按压拉杆按压端，拉杆测试端触发检测开关，启动传感装置进行光谱扫描测试，整个操作过程非常方便。

进一步，所述传感装置包括温度感应装置和分子感应装置，所述温度感应装置用于感知检测环境的温度；所述分子感应装置用于分析所述食物反射信号中的光谱信息，获取食品营养成分信息。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于传感装置包括温度感应装置和分子感应装置，能够分别感知检测环境的温度和分析所述食物反射信号中的光谱信息，获取食品营养成分信息；使得食物保存信息和营养成分信息都比较完整。

进一步，所述高光谱槽槽底和所述吧台盖外壁之间设置有真空绝热板。

采用上述进一步方案的有益效果是：高光谱槽最底部距离吧台盖板很近，设置真空绝热板的设置，为了防止凝露，提高了高光谱检测系统的可靠性。

进一步，所述食物放置平台与所述高光谱装置的检测端之间设置有透光片，所述透光片通过压片将其固定在所述高光谱槽的开口处。

采用上述进一步方案的有益效果是：在高光谱装置的检测端设置透光片，并通过压片将其固定在高光谱槽的开口处，防止多次测试弄脏高光谱的分子感应器、光源、温度感应器，影响高光谱的使用寿命。

进一步，所述高光谱装置的检测端表面与所述透光片之间的距离位于0.0cm至1.5cm之间。

采用上述进一步方案的有益效果是：高光谱装置的检测端表面与透光片之间的距离位于0.0cm至1.5cm之间，可以确保高光谱装置中发射出的光信号能 够完全覆盖被测食物，同时，高光谱装置中的传感装置能够准确、完整地检测到被测食物的食物反射信号。

进一步，所述高光谱装置的检测端表面与所述透光片之间的距离为1.0cm。

采用上述进一步方案的有益效果是：高光谱装置的检测端表面与透光片之间的距离为1.0cm，1.0cm为最佳位置，这样可以确保高光谱装置中的光源和传感装置处于最佳工作状态，高光谱检测系统的可靠性较高。

进一步，所述高光谱槽为多个。

采用上述进一步方案的有益效果是：多个高光谱槽可以设置多套高光谱装置，同时可以检测多个被测食物，提高了系统的检测效率。

进一步，还包括移动终端，所述移动终端与所述高光谱检测系统通信连接，所述控制分析模块设置在所述箱体内或所述移动终端内。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置移动终端，可以通过远程无线检测和分析被测食物的营养成分信息；控制分析模块可以根据具体情况设置在箱体内或移动终端内。

进一步，所述通信连接的方式包括蓝牙通信、WIFI通信或USB通信。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过蓝牙通信、WIFI通信和USB通信的通信方式，可以实现不同条件下的通信和数据传输。

本发明还提供一种用于冰箱的食物营养实时检测方法，该冰箱为上述的冰箱，包括以下步骤：

步骤S1，将食物放置在食物放置平台，通过开关组件控制光谱装置的光源向所述食品发射光信号；

步骤S2，通过开关组件启动传感装置接收所述食品反射回来的食物反射信号，并将所述食物反射信号反馈给所述控制分析模块；

步骤S3，所述控制分析模块接收并分析所述食物反射信号，形成分析结果。

本发明检测方法的有益效果是：通过开关组件控制光谱装置发射光信号， 然后再通过开关组件启动传感装置分析食品反射回来的食物反射信号，并形成分析结果，分析结果包括被检测食物的营养成分；同时，整个检测系统的体积小，占用空间小，非常方便；维修简单，用户可以自行操作，打开盖子，即可取出高光谱设备，进行维修；提高了用户的使用体验。

进一步，所述冰箱还包括移动终端还包括移动终端，所述步骤S3之后还包括S4，所述控制分析模块将所述分析结果通过通信方式发送给所述移动终端。

采用上述进一步方案的有益效果是：将分析结果通过通信方式发送给所述移动终端，方便用户操作和查阅。

附图说明

图1是本发明冰箱实施例一的结构图，

图2是图1中吧台门上设置的高光谱容纳装置爆炸图，

图3高光谱装置结构图，

图4是图2中高光谱容纳装置剖面示意图，

图5是本发明食物营养实时检测方法的流程控制图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

01、箱体，02、门体，03、高光谱检测系统，031、高光谱装置,0311、光源，0312、传感装置，0313、检测开关，032、食物放置平台，033、透光片，034、压片，04、高光谱容纳装置，041、吧台门，042、吧台盖，043、高光谱槽，044、真空绝热板，05、开关组件，051、检测拉杆，052、拉杆测试端，053、拉杆按压端，06、拉杆固定片，07、被测食物

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明冰箱实施例一的结构图参见图1至图4，包括箱体01、以及与箱体01连接并密封箱体01的门体02，箱体01内设置有用于检测食物营养成分的高光谱检测系统03和容纳高光谱检测系统03的高光谱容纳装置04，高光谱检测系统03包括高光谱装置031、被测食物07放置平台032和控制分析模块，高光谱装置031具有检测端，检测端设有用于发出光信号的光源0311和用于接收食物反射信号的传感装置0312，食物放置平台032位于高光谱装置031的检测端的上方，控制分析模块与光源0311和传感装置0312通信连接，并控制光源0311发出光信号和传感装置0312接收食物反射信号并分析；高光谱装置031上设有检测开关0313，高光谱容纳装置04上设置有用于在其外部控制检测开关0313的开关组件05；传感装置0312包括温度感应装置和分子感应装置，温度感应装置用于感知检测环境的温度；分子感应装置用于分析食物反射信号中的光谱信息，获取食品营养成分信息。

传感装置用于接收食物反射信号，并通控制分析模块分析食物反射信号，进而获取被检测食物的营养成分；在检测食物营养成分时，用户直接通过开关组件控制高光谱装置的检测开关，不需要将高光谱装置取出高光谱容纳装置，操作非常方便，提高了用户的使用体验；同时，整个检测系统的体积小，占用空间小，非常方便；维修简单，用户可以自行操作，打开盖子，即可取出高光谱设备，进行维修；提高了用户的使用体验；温度感应装置和分子感应装置，能够分别感知检测环境的温度和分析食物反射信号中的光谱信息，获取食品营养成分信息；使得食物保存信息和营养成分信息都比较完整。

本实施例中，高光谱容纳装置04包括设置在门体02上的自内向外旋转的吧台门041，吧台门041的下端与门体02旋转连接，吧台门041的内壁上设置有吧台盖042，吧台盖042上设有用于放置高光谱装置031的高光谱槽043，食物放置平台032设置在高光谱槽043的槽口处；吧台盖042与吧台门041之间具有内腔，开关组件05包括检测拉杆051，检测拉杆051具有拉杆测试端052和拉杆按压端053，拉杆测试端052穿过高光谱槽043与检测开关0313 接触，拉杆按压端053穿过吧台盖042的侧壁，检测拉杆051通过拉杆固定片06固定在吧台盖042的内腔；食物放置平台032与高光谱装置031的检测端之间设置有透光片033，透光片033通过压片034将其固定在高光谱槽043的开口处，被测食物07放置在食物放置平台032的开口处。

在检测冰箱内食物营养成分时，开启吧台门，将高光谱装放置在高光谱槽里，然后透光片通过压片将其固定在高光谱槽的开口处，然后将被检测食物放置在食物放置平台，用户通过按压拉杆按压端，拉杆测试端触发检测开关，高光谱装置的光源打开，将被测食物放置在高光谱槽的槽口处，再次按压拉杆按压端，拉杆测试端触发检测开关，启动传感装置进行光谱扫描测试，并通控制分析模块分析食物反射信号，进而获取被检测食物的营养成分，整个操作过程非常方便。

在本实施例中，高光谱槽043槽底和所述吧台盖042外壁之间设置有真空绝热板044。

高光谱槽最底部距离吧台盖板很近，设置真空绝热板的设置，为了防止凝露，提高了高光谱检测系统的可靠性。

在本实施例中，高光谱装置031的检测端表面与透光片033之间的距离为1.0cm。

高光谱装置的检测端表面与透光片之间的距离为1.0cm，1.0cm为最佳位置，这样可以确保高光谱装置中的光源和传感装置处于最佳工作状态，高光谱检测系统的可靠性较高。

在本实施例中，还包括移动终端，移动终端与高光谱检测系统通信连接，控制分析模块设置在箱体01内或移动终端内；通信连接的方式为WI F I通信。

通过设置移动终端，可以通过远程无线检测和分析被测食物的营养成分信息；控制分析模块可以根据具体情况设置在箱体内或移动终端内；通过WI F I通信方式实现了冰箱内食物营养检测的远程操作和控制。

在具体实施例中，高光谱装置031的检测端表面与透光片033之间的距离 可以位于0.0cm至1.5cm之间的其他值。以满足不同条件下高光谱检测系统检测的准确性。

在具体实施例中，高光谱槽043为多个。多个高光谱槽可以设置多套高光谱装置，同时可以检测多个被测食物，提高了系统的检测效率。

在具体实施例中，通信连接的方式包括蓝牙通信或USB通信。通过蓝牙通信和USB通信的通信方式，可以实现不同条件下的通信和数据传输。

本发明食物营养实时检测方法的流程控制图参见图5，冰箱包括箱体01内设置有用于检测食物营养成分的高光谱检测系统，高光谱检测系统包括高光谱装置031、食物放置平台032和控制分析模块，高光谱检测系统03的高光谱容纳装置04，高光谱装置031上设有检测开关0313，高光谱容纳装置04上设置有用于在其外部控制检测开关0313的开关组件05；高光谱装置031的检测端包括用于发出高光谱信号的光源0311和用于分析高光谱信号的传感装置0312，食物放置平台032位于高光谱装置031的检测端的上方，控制分析模块与光源0311和传感装置0312通信连接；包括以下步骤：

步骤S1，将食物放置在食物放置平台032，通过开关组件05控制光谱装置031的光源0311向食品发射光信号；

步骤S2，通过开关组件05启动传感装置0312接收所述食品反射回来的食物反射信号，并将所述食物反射信号反馈给所述控制分析模块；

步骤S3，所述控制分析模块接收并分析所述食物反射信号，形成分析结果；

步骤S4，控制分析模块将分析结果通过通信方式发送给移动终端。

本发明检测方法的有益效果是：通过开关组件控制光谱装置发射光信号，然后再通过开关组件启动传感装置分析食品反射回来的食物反射信号，并形成分析结果，分析结果包括被检测食物的营养成分；同时，整个检测系统的体积小，占用空间小，非常方便；维修简单，用户可以自行操作，打开盖子，即可取出高光谱设备，进行维修；提高了用户的使用体验；将分析结果通过通信方 式发送给移动终端，方便用户操作和查阅。本发明检测方法在食物营养测试的时候，从食物放置在食物放置平台到测试完成后，整个测试过程在10S之内完成，测试非常及时。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上对本发明的冰箱及用于冰箱的食物营养实时检测方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种冰箱，包括箱体(01)、以及与所述箱体(01)连接并密封所述箱体(01)的门体(02)，其特征在于，所述箱体(01)内设置有用于检测食物营养成分的高光谱检测系统(03)和容纳所述高光谱检测系统(03)的高光谱容纳装置(04)，所述高光谱检测系统(03)包括高光谱装置(031)、食物放置平台(032)和控制分析模块，

所述高光谱装置(031)具有检测端，所述检测端设有用于发出光信号的光源(0311)和用于接收食物反射信号的传感装置(0312)，所述食物放置平台(032)位于所述高光谱装置(031)的检测端的上方；所述控制分析模块与所述光源(0311)和所述传感装置(0312)通信连接，并控制所述光源(0311)发出光信号和传感装置(0312)接收食物反射信号并进行分析食物反射信号；

所述高光谱装置(031)上设有检测开关(0313)，所述高光谱容纳装置(04)的外部设置有用于控制所述检测开关(0313)的开关组件(05)。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述高光谱容纳装置(04)包括设置在所述门体(02)上的自内向外旋转的吧台门(041)，所述吧台门(041)的下端与所述门体(02)旋转连接，所述吧台门(041)的内壁上设置有吧台盖(042)，所述吧台盖(042)上设有用于放置所述高光谱装置(031)的高光谱槽(043)，所述食物放置平台(032)设置在所述高光谱槽(043)的槽口处。

3.根据权利要求2所述的冰箱，其特征在于，所述吧台盖(042)与所述吧台门(041)之间具有内腔；所述开关组件(05)包括检测拉杆(051)，所述检测拉杆(051)具有拉杆测试端(052)和拉杆按压端(053)，所述拉杆测试端(052)穿过所述高光谱槽(043)与所述检测开关(0313)接触，所述拉杆按压端(053)穿过所述吧台盖(042)的侧壁，所述检测拉杆(051)通过拉杆固定片(06)固定在所述吧台盖(042)的内腔。

4.根据权利要求1至3任一项所述的冰箱，其特征在于，所述传感装置(0312)包括温度感应装置和分子感应装置，所述温度感应装置用于感知检测环境的温度；所述分子感应装置用于分析所述食物反射信号中的光谱信息，获取食品营养成分信息。

5.根据权利要求2或3所述的冰箱，其特征在于，所述高光谱槽(043)槽底和所述吧台盖(042)外壁之间设置有真空绝热板(044)。

6.根据权利要求2或3所述的冰箱，其特征在于，所述食物放置平台(032)与所述高光谱装置(031)的检测端之间设置有透光片(033)，所述透光片(033)通过压片(034)将其固定在所述高光谱槽(043)的开口处。

7.根据权利要求6所述的冰箱，其特征在于，所述高光谱装置(031)的检测端表面与所述透光片(033)之间的距离位于0.0cm至1.5cm之间。

8.根据权利要求7所述的冰箱，其特征在于，所述高光谱装置(031)的检测端表面与所述透光片(033)之间的距离为1.0cm。

9.根据权利要求2或3所述的冰箱，其特征在于，所述高光谱槽(043)为多个。

10.根据权利要求1至3任一项所述的冰箱，其特征在于，还包括移动终端，所述移动终端与所述高光谱检测系统(03)通信连接，所述控制分析模块设置在所述箱体(01)内或所述移动终端内。

11.根据权利要求10所述的冰箱，其特征在于，所述通信连接的方式包括蓝牙通信、WIFI通信或USB通信。

12.一种用于冰箱的食物营养实时检测方法，其特征在于，该冰箱为如权利要求1至11任一项所述的冰箱，包括以下步骤：

步骤S1，将食物放置在食物放置平台(032)，通过开关组件(05)控制光谱装置(031)的光源(0311)向所述食品发射光信号；

步骤S2，通过开关组件(05)启动传感装置(0312)接收所述食品反射回来的食物反射信号，并将所述食物反射信号反馈给所述控制分析模块；

步骤S3，所述控制分析模块接收并分析所述食物反射信号，形成分析结果。

13.根据权利要求12所述的用于冰箱的食物营养实时检测方法，其特征在于，所述冰箱还包括移动终端，所述步骤S3之后还包括步骤S4，所述控制分析模块将所述分析结果通过通信方式发送给所述移动终端。