CN106091559B - 一种智能食品储藏装置、储藏方法及使用该装置的冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能食品储藏装置、储藏方法及使用该装置的冰箱，所述辐照发生器用于发出辐射信号进行灭菌处理，所述成像检测仪用于获取食品的图像和成分信息，所述气体传感器阵列用于获得食品散发的气味，所述压力传感器、辐照发生器、成像检测仪、气体传感器阵列、湿度传感器、湿度调节器分别连接分析控制单元进行数据传输，所述显示机构用于显示分析控制单元传输的数据信号。本发明通过采集食品在储藏过程中释放的气体浓度变化率情况，能准确判断出当前冰箱内食品的新鲜安全程度，并通过动态检测冰箱内的各类食品重量，以及结合图像识别检测食品的具体种类，从而能更全面有效的了解冰箱内储藏食品的相关信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种食品储藏的装置，尤其涉及的是一种智能食品储藏装置、储藏方法及使用该装置的冰箱。
背景技术
随着社会的发展，人们的生活节奏越来越快，为了方便，许多人一次集中采购食品的生活方式越来越普遍，这样可以有效减少因采购食品所花费的时间、省时省力，但同时也带来了一些冰箱食品存储的安全问题。用户每一次购买食品量多，造成一部分被遗忘食用，经过一周或更长时间的食品堆积，不易分辨食品的购买时间和新鲜程度，导致食用的安全隐患。
健康生活提倡均衡膳食，但是有的家庭或者个人的饮食偏向某一种类，而忽略了重要营养成分的摄入，因此，如果能够根据存储食品的消耗来进行合理膳食的规划，带来很多有益的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种智能食品储藏装置、储藏方法及使用该装置的冰箱，能够实现对储藏食品的实时监控。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括食品储藏盒，设置在食品储藏盒开口处的食品储藏盖，设置于食品储藏盒底部的压力传感器，设置于食品储藏盖下的辐照发生器、成像检测仪、气体传感器阵列、湿度传感器、湿度调节器，分析控制单元和显示机构；所述压力传感器用于获取食品的重量，所述辐照发生器用于发出辐射信号进行灭菌处理，所述成像检测仪用于获取食品的图像和成分信息，所述气体传感器阵列用于获得食品散发的气味，所述湿度传感器用于获得整个食品储藏盒的湿度信号，所述压力传感器、辐照发生器、成像检测仪、气体传感器阵列、湿度传感器、湿度调节器分别连接分析控制单元进行数据传输，所述显示机构用于显示分析控制单元传输的数据信号。
所述食品储藏盒的内壁和/或外壁设有防辐射涂层，所述食品储藏盖的下表面设有防辐射涂层。防止辐照杀菌时产生的辐照射线外溢，对周围的人或动物产生伤害。
作为本发明的优选方式之一，所述辐照发生器选自微波发生器、紫外线发生器、X射线发生器、γ射线发生器中的至少一种。用以产生微波、紫外线(UV)、X射线和γ射线等电离辐射，杀死食品储藏盒内食品中的微生物和病菌。
所述成像检测仪选自红外探测器、太赫兹探测器、可见光探测器中的至少一种。获取食品储藏盒内食品的具体图像、成分信息。
一种智能食品储藏装置的储藏方法，包括以下步骤：
(1)对每次放入的食品进行图像扫描识别和标记，同时记录重量，并将检测信息发送到分析控制单元进行储存，每次食品数量或重量发生变化时，进行识别检测并发送新数据进行更新，然后对食品进行完全辐照杀菌；
(2)每间隔设定时间进行一次气体数据采集，将获得的食品释放出的各种气体的浓度值信息发送到分析控制单元进行储存；
(3)根据检测的湿度信号对食品储藏盒的湿度进行调节；
(4)分析控制单元对各个数据进行分析，判断食品种类、重量和新鲜程度，并将检测结果和处理建议发送给用户。
所述步骤(2)中，对于指定的气体，第i次采集的气体浓度Xi，第i+1次数据采集的气体浓度值为Xi+1，根据第i次和第i+1次的气体浓度的差值获得气体浓度的变化率，计算出食品腐败或呼吸过程中释放的各种气体的浓度变化率，将各种气体浓度变化率与存储的标准临界值进行比较，判断出食品的新鲜程度。
记录每次消耗的食品种类和重量，记录每次增加的食品种类和重量，在一定的时间内，统计食品种类及其消耗总量，然后对用户提示信息并作出合理膳食建议。
当超过一定的时间，某种食品未被使用，通过气体传感器阵列采集的数据与分析控制单元存储的数据进行比较，提示用户新鲜等级及处理建议。
当有新的食品放入时，根据食品重量和图像位置信息进行标准剂量的辐照杀菌；检测到目标气体的浓度值达到或是超过设置的标准值时，对食品进行标准剂量的辐照杀菌。
使用所述的一种智能食品储藏装置的冰箱。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过采集食品在储藏过程中释放的气体浓度变化率情况，能准确判断出当前冰箱内食品的新鲜安全程度，并通过动态检测冰箱内的各类食品重量，以及结合图像识别检测食品的具体种类，从而能更全面有效的了解冰箱内储藏食品的相关信息，并将检测结果和相应处理建议信息进行显示和报警，以提示用户进行及时处理，防止有的食品因为被遗忘，而长期存放导致变质影响健康等问题的出现，保证食品质量安全。同时，处理建议信息中还包含了对用户以往长时间的食品种类购买、储存量、食用进度等信息数据进行分析，给出适合用户的最佳食品采购、储存和食用信息计划建议，有利于提高用户对冰箱的使用体验和人性化满意度。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图；
图2是实施例1的结构框图；
图3是实施例2的结构示意图；
图4是实施例2装上食品储藏盒的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例包括食品储藏盒1，设置在食品储藏盒1开口处的食品储藏盖2，设置于食品储藏盒1底部的压力传感器3，设置于食品储藏盖2下的辐照发生器4、成像检测仪5、气体传感器阵列6、湿度传感器7、湿度调节器，分析控制单元9和显示机构；湿度调节器为加湿和除湿装置8。
本实施例的辐照发生器4为紫外线发生器，成像检测仪5为红外探测器。
本实施例的食品储藏盒1用于存放食品。食品储藏盒1用于储存食品，且其周围涂有防辐射涂层，防止辐照杀菌时产生的辐照射线外溢，对周围的人或动物产生伤害；
所述食品储藏盖2用于封闭所述食品储藏盒1，便于食品的储藏，且其下表面涂有防辐射涂层，防止辐照杀菌时产生的辐照射线外溢，对周围的人或动物产生伤害；
气体传感器阵列6用于获取食品储藏盒1内食品产生的气体含量值，如硫化氢、氨气、甲烷、二氧化碳等，并发送给分析控制单元9；
压力传感器3用于获取食品储藏盒1内食品的重量值，并发送给分析控制单元9；
成像检测仪5用于获取食品储藏盒1内食品的图像信息，并发送给所述分析控制单元9；
分析控制单元9接收气体传感器阵列6、压力传感器3、成像检测仪5等发送来的信息值，并与数据库中设定的标准值进行比较分析，判断冰箱内各储存食品的新鲜级别，并将检测结果和相应处理建议信息发送给显示机构，本实施例的显示机构为平板显示器10；
显示机构接收所述分析控制单元9发送来的信息信号并进行文字或图标显示，并进行对应的语音警示和/或灯光报警警示和/或信息警示。特别的，当用户在手机上安装了对应的冰箱信息显示报警APP程序后，用户就可以同时在手机上查看冰箱内储藏食品信息情况，并得到手机语音警示和/或灯光报警警示和/或信息警示。
本实施例的储藏方法，包括以下步骤：
(1)往食品储藏盒1内放入食品后，启动气体传感器阵列6、压力传感器3、成像检测仪5和湿度传感器7，使其处在检测状态下；
(2)压力传感器3检测出食品储藏盒1内蔬菜类、水果类、肉类等食品的重量信息，并发送到分析控制单元9进行储存，压力传感器3只在每次食物重量变化后才重新启动进行一次新的检测，并会将新数据发送到分析控制单元9进行更新储存；
(3)成像检测仪5对冰箱中的食品进行图像扫描识别检测，并将检测信息发送到分析控制单元9进行编号储存，成像检测仪5只在每次食品数量或重量有变化后才重新启动进行一次新的识别检测，并会将新数据发送到分析控制单元9进行更新储存；
(4)辐照发生器4启动，产生辐照射线对食品储藏盒1内的食品进行完全辐照杀菌，在完成食品辐照杀菌后，辐照发生器4关闭，当有新的食品放入食品储藏盒1内后，辐照发生器4会被触发启动，根据新放入食品重量和图像位置信息，对新放入的食品进行标准剂量的辐照杀菌；
(5)气体传感器阵列6每间隔半小时进行一次数据采集，将获得的食品腐败或呼吸过程中释放出的各种气体的浓度值信息发送到分析控制单元9进行储存；
对其中某一种指定气体，令第i次数据采集获得的浓度值为Xi；第i+1次数据采集获得的气体浓度值为Xi+1；根据所述Xi和Xi+1计算获得气体浓度的变化率；
以此类推，可以计算出食品腐败或呼吸过程中释放的各种气体的浓度变化率，将这些气体浓度变化率与数据库中存储的标准临界值进行比较，就可以判断出食品所处的新鲜程度情况；
(6)当某一时刻，湿度传感器7检测到食品储藏盒1内的湿度过高或是过低时，会触发加湿或除湿器进行湿度调节，以适应食品储藏盒1内不同类型食品的更好储藏，当气体传感器检测到目标气体的浓度值达到或是超过设置的标准值时，也会触发辐照发生器4启动，对食品储藏盒1内的食品进行标准剂量的辐照杀菌，杀菌完成后辐照发生器4关闭；
(7)分析控制单元9将各检测模块发送来的信息进行分析，判断冰箱内各储存食品种类、重量和新鲜程度，并将检测结果和相应处理建议信息发送给显示机构或是用户手机，以提示用户进行及时处理，保证食品质量安全。同时，分析控制单元9会对用户以往长时间的食品种类购买、储存量、食材偏好习惯等信息数据进行分析，给出适合用户的最佳食品采购、储存和食用信息计划建议。
实施例2
如图3和图4所示，本实施例中，将食品储藏盒1应用于冰箱11中，冰箱11冷冻室的一个食品储藏盒1中存放了鸡肉、猪肉、羊肉和牛肉，关闭冷冻室冰箱11门。在食品储藏盒1底部安装有压力传感器3，在冰箱11中的隔板12下面安装有辐照发生器4、成像检测仪5、气体传感器阵列6、湿度传感器7、湿度调节器。
冰箱11的内壁都涂有防辐射涂层，冰箱11的冷冻室和冷藏室的门上分别涂有防辐射涂层，用以防止辐照杀菌时产生的辐照射线外溢，对周围的人或动物产生伤害。
(1)压力传感器3开启，测量出肉制品的总重量M，并发送到分析控制单元9存储后关闭，直到下次用户从冰箱11冷冻室取出或是放入肉制品导致肉制品总重量的变化时，压力传感器3才会被重新激活开启，完成新的测量后又进入关闭状态；
(2)成像检测仪5开启，对肉制品进行图像扫描检测，并将扫描图像结果发送到分析控制单元9，然后成像检测模块关闭.分析控制单元9将扫描图像与数据库中的各种肉类标准图像进行比对分辨，当计算分辨出是鸡肉、猪肉、羊肉和牛肉后，再进行编号记录，如鸡肉-1，猪肉-1，羊肉-1和牛肉-1，直到下次有新的肉制品放入或是取出时，成像检测仪5才会被重新激活开启，完成新的检测后又进入关闭状态。
(3)气体传感器阵列6每间隔半小时工作一次，记录硫化氢、氨气、甲烷、二氧化碳等气体的浓度值，并发送给分析控制单元9计算各气体的浓度变化率并存储，对照数据库中标准值进行食品新鲜度的判断；
(4)设T1时刻，猪肉-1被取出食用，此时压力传感器3被激活，测量出剩余肉制品总重量M1，与上次放入的肉制品总重量M的差值记为A1；此时成像检测仪5也被激活，扫描检测剩余肉制品图像，与上次存储图像信息对比判断，发现缺失了猪肉-1图像，则更新剩余肉制品种类记录为鸡肉-1，羊肉-1和牛肉-1；对应的，分析控制单元9得知猪肉消耗量A1，记录编号为Z-A1(Z代表猪肉，A代表消耗量，1是顺序编号)；同理，其他肉制品的消耗可记录为Y-A1(Y代表羊肉)、J-A1(J代表鸡肉)、N-A1(N代表牛肉)等，而第i次消耗的量记录为Z-Ai，Y-Ai，J-Ai，N-Ai等。
(5)设T2时刻，食品储藏盒1中又放入了一块猪肉，此时压力传感器3被激活，测量出现有肉制品总重量M2，比上次存放的肉制品总重量M1的增量记为B1；此时成像检测仪5也被激活，扫描检测现有肉制品图像，与上次存储图像信息对比判断，发现增加了一块猪肉图像，则更新剩余肉制品种类记录为鸡肉-1，羊肉-1，牛肉-1和猪肉-2；对应的，分析控制单元9得知猪肉增量B1，记录编号为Z-B1(Z代表猪肉，B代表增加量，1是顺序编号)；同理，其他肉制品的消耗可记录为Y-B1(Y代表羊肉)、J-B1(J代表鸡肉)、N-B1(N代表牛肉)等，而第i次增加的量记录为Z-Bi，Y-Bi，J-Bi，N-Bi等。
(6)以此类推，在不断的消耗与填补肉制品一段时间后，设定为一个月，可知各肉制品的消耗总量为：鸡肉消耗总量为J-A1，J-A2……J-Ai的和JA；猪肉消耗总量为Z-A1，Z-A2……Z-Ai的和ZA；羊肉消耗总量为Y-A1，Y-A2……Y-Ai的和YA；牛肉消耗总量为N-A1，N-A2……N-Ai的和NA。
可知各肉制品的存入总量为：鸡肉消耗总量为J-B1，J-B2……J-Bi的和JB；猪肉消耗总量为Z-B1，Z-B2……Z-Bi的和ZB；羊肉消耗总量为Y-B1，Y-B2……Y-Bi的和YB；牛肉消耗总量为N-B1，N-B2……N-Bi的和NB。
(7)通过对比JA、ZA、YA、NA的数值，或是对比JB、ZB、YB、NB的数值，就能知道一个月时间内哪种肉制品消耗量大，哪种肉制品消耗量小，从而总结用户一个月的肉制品食用规律和进度，经过详细的数据分析和计算后，给出用户更合适的肉制品种类、采购量和食用计划建议安排。
(8)同时，当冰箱11中食品储藏盒1内储藏的某一块肉制品(如羊肉-1)，由于其他肉制品的不断存入与取出，被遗忘食用时，经过一段时间，比如1个月时间，其新鲜度有所降低后，通过分析控制单元9的数据记录信息以及此时气体传感器阵列6的实时监测反馈信息，会触发平板显示器10或是手机告知用户，羊肉-1在冷冻室食品储藏盒1内的位置，存放时间长短，目前新鲜度等级，建议用户采取相应处理手段等提示和处理建议信息。
其他实施方式和实施例1相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能食品储藏装置，其特征在于，包括食品储藏盒，设置在食品储藏盒开口处的食品储藏盖，设置于食品储藏盒底部的压力传感器，设置于食品储藏盖下的辐照发生器、成像检测仪、气体传感器阵列、湿度传感器、湿度调节器，分析控制单元和显示机构；所述压力传感器用于获取食品的重量，所述辐照发生器用于发出辐射信号进行灭菌处理，所述成像检测仪用于获取食品的图像和成分信息，所述气体传感器阵列用于获得食品散发的气味，所述湿度传感器用于获得整个食品储藏盒的湿度信号，所述压力传感器、辐照发生器、成像检测仪、气体传感器阵列、湿度传感器、湿度调节器分别连接分析控制单元进行数据传输，所述显示机构用于显示分析控制单元传输的数据信号；
所述智能食品储藏装置的储藏方法，包括以下步骤：
(1)对每次放入的食品进行图像扫描识别和标记，同时记录重量，并将检测信息发送到分析控制单元进行储存，每次食品数量或重量发生变化时，进行识别检测并发送新数据进行更新，然后对食品进行完全辐照杀菌；
(2)每间隔设定时间进行一次气体数据采集，将获得的食品释放出的各种气体的浓度值信息发送到分析控制单元进行储存；
(3)根据检测的湿度信号对食品储藏盒的湿度进行调节；
(4)分析控制单元对各个数据进行分析，判断食品种类、重量和新鲜程度，并将检测结果和处理建议发送给用户。
2.根据权利要求1所述的一种智能食品储藏装置，其特征在于，所述食品储藏盒的内壁和/或外壁设有防辐射涂层，所述食品储藏盖的下表面设有防辐射涂层。
3.根据权利要求1所述的一种智能食品储藏装置，其特征在于，所述辐照发生器选自微波发生器、紫外线发生器、X射线发生器、γ射线发生器中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种智能食品储藏装置，其特征在于，所述成像检测仪选自红外探测器、太赫兹探测器、可见光探测器中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种智能食品储藏装置，其特征在于，所述步骤(2)中，对于指定的气体，第i次采集的气体浓度Xi，第i+1次数据采集的气体浓度值为Xi+1，根据第i次和第i+1次的气体浓度的差值获得气体浓度的变化率，计算出食品腐败或呼吸过程中释放的各种气体的浓度变化率，将各种气体浓度变化率与存储的标准临界值进行比较，判断出食品的新鲜程度。
6.根据权利要求1所述的一种智能食品储藏装置，其特征在于，记录每次消耗的食品种类和重量，记录每次增加的食品种类和重量，在一定的时间内，统计食品种类及其消耗总量，然后对用户提示信息并作出合理膳食建议。
7.根据权利要求1所述的一种智能食品储藏装置，其特征在于，当超过一定的时间，某种食品未被使用，通过气体传感器阵列采集的数据与分析控制单元存储的数据进行比较，提示用户新鲜等级及处理建议。
8.根据权利要求1所述的一种智能食品储藏装置，其特征在于，当有新的食品放入时，根据食品重量和图像位置信息进行标准剂量的辐照杀菌；检测到目标气体的浓度值达到或是超过设置的标准值时，对食品进行标准剂量的辐照杀菌。
9.使用如权利要求1～8任一项所述的一种智能食品储藏装置的冰箱。
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