CN109838957A - 一种智能保鲜冷柜装置及其识别和测控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能保鲜冷柜装置及其识别和测控方法。本发明包括:设置于冷柜本体上的控制器、用于监控放入冷柜物品动态数据的传感器组和用于根据传感器采集的动态数据实时调整冷柜内参数的调节机构,控制器的数据采集机构对置入货架上的第一物品进行识别,调整冷柜内参数,直到传感器组采集的数据达到存储模块中预存的保鲜数据,对置入货架上的第二物品进行识别,判断第二物品与第一物品的保鲜数据,若二者相差超过预设值,所述控制器控制报警机构发出报警信息。本发明自动根据保鲜物品种类调节设定温度的冷柜,并且为保鲜物品提供适宜的湿度、气体浓度、气体压力、光照度的冷柜,从而提升保鲜物品品质,延长物品的保鲜、保存期限。
Description
技术领域
本发明涉及智能保鲜领域,尤其涉及一种智能保鲜冷柜装置及其识别和测控方法。
背景技术
冷柜是一种保持恒定低温的制冷设备,也是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用或商用产品。冷柜由压缩机、冷凝器、毛细管(或膨胀阀)、蒸发器、保温结构、控制结构等主要部件构成,用以保证柜内较低的温度,以达到物品保鲜的目的。
现有的冷柜尤其是商用型冷柜,可以根据使用需求设定冷柜内保持的目标低温,冷柜保鲜过程中冷柜内温度会一直在目标低温范围内。但是冷柜的设定目标温度是固定的,不能根据需要保鲜的物品种类自动调整设定目标温度,放入不同物品时需要专业人员根据保鲜物品种类手工重新设定目标温度。冷柜的设定温度不准确会造成物品的保险品质下降,保鲜期缩短,达不到冷柜保鲜效果。
发明内容
根据上述提出的技术问题,而提供一种智能保鲜冷柜装置及其识别和测控方法。
一种智能保鲜冷柜装置,包括:冷柜本体,所述冷柜本体包括若干货架,货架将冷柜分为若干贮存区,所述冷柜本体上设有控制器、用于监控放入冷柜物品动态数据的传感器组和用于根据传感器采集的动态数据实时调整冷柜内参数的调节机构,
所述控制器包括处理模块,输入、输出接口和用于存储预设物品保鲜数据的存储模块,所述控制器还包括用于输入置入货架内物品种类的输入机构或通过设置于冷柜本体上的数据采集机构识别待放入冷柜物品种类,所述冷柜本体上还设有报警机构,所述数据采集机构、传感器组、参数调节机构、报警机构均与所述控制器电性连接,
所述数据采集机构对置入货架上的第一物品进行识别,所述控制器控制调节机构调整冷柜内参数,直到传感器组采集的数据达到存储模块中预存的保鲜数据,所述数据采集机构对置入货架上的与第一物品不同种类的第二物品进行识别,所述处理模块判断第二物品与第一物品的保鲜数据,若二者相差超过预设值,所述控制器控制报警机构发出报警信息。
进一步地,还包括显示机构,所述显示机构用于显示货架内物品信息以及显示此货架内的环境数据信息,其与所述控制器电性连接,具体为LED显示屏。
进一步地,所述传感器组包括温度传感器,所述调节机构包括用于调整货架内温度的制冷机构;所述传感器组还包括:湿度传感器、光照度传感器和气体压力传感器、气体浓度传感器,所述调节机构还包括:用于调整货架内湿度的加湿机构、用于调整货架内氮气、二氧化碳浓度的制氮、除二氧化碳机构、用于调整货架内照明明暗度和颜色的柜内照明机构。
进一步地,所述数据采集机构具体为:用于采集放入货架上物品图像信息的图像采集模块、用于采集放入货架上物品识别码的条码扫描器、用于采集放入货架上物品粘贴的RFID标签的RFID读取器中的至少一种,所述图像采集模块具体为摄像头;所述报警模块为声音报警装置和/或灯光报警装置,所述声音报警装置具体为蜂鸣器、所述灯光报警装置具体为LED灯、发光二极管或白炽灯,声光报警装置包括蜂鸣器和LED灯。
进一步地,所述控制器还包括通讯模块,其用于与云端处理器或移动终端、电脑终端通讯连接,实时更新物品的保鲜数据或将未存储在存储器的某一物品的保鲜数据写入存储器中。
进一步地,所述控制器还根据物品存储在冷柜内的历史环境数据偏离控制环境目标的百分比,自动按比例缩短物品的保存期限,采用图像识别在预设时间点定期对比物品的状态,对颜色变化超过控制器内置数据的物品,按比例缩短物品的保存期限,并在保存期限的时间截止前1-5天发出报警信息。
一种智能保鲜冷柜识别和测控方法,包括如下步骤:
S1、记录置入智能保鲜冷柜的空置货架上的第一物品的种类信息;
S2、基于智能保鲜冷柜的存储器或联网服务器查询第一物品适宜贮存保鲜的参数,控制器基于此参数通过调节机构对此货架进行适应性调整;
S3、针对智能保鲜冷柜的存储器或联网服务器查询到的第一物品保质期实时调整此货架参数;
S4、记录置入此货架上的区别于第一物品种类的第二物品的种类信息,基于智能保鲜冷柜的存储器或联网服务器查询第二物品适宜贮存保鲜的参数,对第二物品适宜贮存保鲜的参数与第一物品适宜贮存保鲜的参数相比较进行判断,若不在预设范围内,则通过报警模块进行警报,若在预设范围内,则正常存放,并记录第二物品的保质期,在预设时间段内对保质期内的第二物品参数与第一物品参数比较,判断是否在预设范围内并循环此步骤;
S5、记录置入此货架上的区别于第N-1物品种类的第N物品的种类信息,重复S4步骤。
进一步地,所述第一物品适宜贮存保鲜的参数包括:温度、湿度、气体浓度、气体压力、光照度,所述智能保鲜冷柜基于上述参数进行调整。
进一步地,多种物品放入同一冷柜贮存区时,如果多种物品贮存需要的目标温度、湿度、气体浓度、气体压力、光照度目标值相差小于等于25%,则认为多种物品所放入的同一区域是合理的,控制器计算出多种物品目标值的平均值作为环境目标参数,若相差大于25%,控制器控制报警模块进行警报,并在控制器显示报警信息,提示后放入的物品应放入其他贮存区或其他冷柜。
进一步地,通过安装冷柜上的温度传感器、湿度传感器、气体浓度传感器、气体压力传感器、光照度传感器,实时监控冷柜内环境,根据实时环境参数变化,调节冷柜上的对应制冷装置开关、加湿装置开关、制氮、除二氧化碳装置开关、柜内照明装置明暗和颜色调节,使柜内环境达到环境目标;确定保质期后,根据控制目标环境参数的偏离比例每天调整一次实际保质期,同时,通过图像采集模块每天采集1次柜内物品状态,并与控制器或联网服务器内置新鲜物品照片对比,对颜色变化超过对比数据30%的物品,进行报警提示。
本发明通过数据采集机构识别待放入冷柜第一物品种类及后续放入的物品种类,通过控制器计算后者与前者之间的保鲜数据之差,若超过预设值,则进行警报,防止需要不同保鲜环境的物品存放在一起,本发明还对物品的保质期进行实时监控,本发明自动根据保鲜物品种类调节设定温度的冷柜,并且为保鲜物品提供适宜的湿度、气体浓度、气体压力、光照度的冷柜,从而提升保鲜物品品质,延长物品的保鲜、保存期限。
基于上述理由本发明可在智能保鲜领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明智能保鲜冷柜结构示意图。
图2为本发明智能识别和制冷测控方法流程图。
图中:1、冷柜本体;2、控制器;3、温度传感器;4、湿度传感器;5、气体压力传感器;6、数据采集模块;7、光照度传感器;8、气体浓度传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明提供了一种智能保鲜冷柜装置,包括:冷柜本体1,所述冷柜本体1包括若干货架,货架将冷柜分为若干贮存区,作为本发明的主要创新点,所述冷柜本体1上设有控制器2、用于监控放入冷柜物品动态数据的传感器组和用于根据传感器采集的动态数据实时调整冷柜内参数的调节机构,
其中,所述控制器2包括处理模块,输入、输出接口和用于存储预设物品保鲜数据的存储模块,所述控制器2包括用于输入置入货架内物品种类的输入机构或通过设置于冷柜本体1上的数据采集机构识别待放入冷柜物品种类,所述冷柜本体1上还设有报警机构,所述数据采集机构、传感器组、参数调节机构、报警机构均与所述控制器2电性连接,
所述数据采集机构对置入货架上的第一物品进行识别,所述控制器2控制调节机构调整冷柜内参数,直到传感器组采集的数据达到存储模块中预存的保鲜数据,所述数据采集机构对置入货架上的与第一物品不同种类的第二物品进行识别,所述处理模块判断第二物品与第一物品的保鲜数据,若二者相差超过预设值,所述控制器2控制报警机构发出报警信息。
作为优选的实施方式,本发明还包括易于观察物品及货架内数据信息的显示机构,所述显示机构用于显示货架内物品信息以及显示此货架内的环境数据信息,其与所述控制器2电性连接,具体为LED显示屏,所述显示机构可独立设置或者和控制器2集成于一体。
作为优选的实施方式,所述传感器组包括温度传感器3,所述调节机构包括用于调整货架内温度的制冷机构;所述传感器组还包括:湿度传感器4、光照度传感器7和气体压力传感器5、气体浓度传感器8,控制器2直接读取各传感器的电流或电压信号,所述调节机构还包括:用于调整货架内湿度的加湿机构、用于调整货架内氮气、二氧化碳浓度的制氮、除二氧化碳机构、用于调整货架内照明明暗度和颜色的柜内照明机构,若气压压力不在预设范围内,开启冷排风装置,减少冷柜内压力,达到控制值时,排风关闭。
作为优选的实施方式,所述数据采集机构具体为:用于采集放入货架上物品图像信息的图像采集模块、用于采集放入货架上物品识别码的条码扫描器、用于采集放入货架上物品粘贴的RFID标签的RFID读取器中的至少一种,所述图像采集模块具体为摄像头;所述报警模块为声音报警装置和/或灯光报警装置,所述声音报警装置具体为蜂鸣器、所述灯光报警装置具体为LED灯、发光二极管或白炽灯,声光报警装置包括蜂鸣器和LED灯。本实施例中的图像采集模块具体使用普泰通讯的PRC01红外夜视串口摄像头,其与控制器2RS485通信和Modbus协议通讯,扫码装置具体为微光互联400型号,从而有效对置入货架的物品进行检测。
作为优选的实施方式,所述控制器2还包括通讯模块,其用于与云端处理器或移动终端、电脑终端通讯连接,实时更新物品的保鲜数据或将未存储在存储器的某一物品的保鲜数据写入存储器中。
作为优选的实施方式,所述控制器2还根据物品存储在冷柜内的历史环境数据偏离控制环境目标的百分比,自动按比例缩短物品的保存期限,采用图像识别在预设时间点定期对比物品的状态,对颜色变化超过控制器2内置数据的物品,按比例缩短物品的保存期限,并在保存期限的时间截止前1-5天发出报警信息。
如图2所示,本发明还提供了一种智能保鲜冷柜识别和测控方法,具体包括如下步骤:
S1、记录置入智能保鲜冷柜的空置货架上的第一物品的种类信息;其中,可以采用冷柜自动识别,也可以是用户手动选择识别。冷柜自动识别物品时,通过冷柜控制器2连接的图像采集模块,扫描物品的物品识别码、识别物品粘贴的RFID标签、或通过对放入物品拍照对比控制器2或联网服务器内物品的照片方式确定物品的种类。放入物品带有二维码,冷柜图像、数据采集模块6扫描二维码后可直接识别物品信息,并与控制器2内置的物品信息对比,确定物品的类型,例如:超市内的鲜奶包装的条形码,经扫描后被控制器2识别物品为鲜奶。放入物品带有RFID识别标签,则冷柜数据采集模块6识别RFID标签信息,并与控制器2内置的物品信息对比,确定物品的类型。放入物品不带可识别标签,冷柜数据采集模块6对物品拍照并与冷柜控制器2内置的物品照片比较确定物品的的种类。
S2、基于智能保鲜冷柜的存储器或联网服务器查询第一物品适宜贮存保鲜的参数,控制器2基于此参数通过调节机构对此货架进行适应性调整;
S3、针对智能保鲜冷柜的存储器或联网服务器查询到的第一物品保质期实时调整此货架参数;
S4、记录置入此货架上的区别于第一物品种类的第二物品的种类信息,基于智能保鲜冷柜的存储器或联网服务器查询第二物品适宜贮存保鲜的参数,对第二物品适宜贮存保鲜的参数与第一物品适宜贮存保鲜的参数相比较进行判断,若不在预设范围内,则通过报警模块进行警报,若在预设范围内,则正常存放,并记录第二物品的保质期,在预设时间段内对保质期内的第二物品参数与第一物品参数比较,判断是否在预设范围内并循环此步骤;
S5、记录置入此货架上的区别于第N-1物品种类的第N物品的种类信息,重复S4步骤。如果可放物品冷柜区域有限,用户可以手动解除警示和提醒,冷柜将按照柜内最多数量的物品需求环境参数作为环境目标参数。
作为优选的实施方式,所述第一物品适宜贮存保鲜的参数包括:温度、湿度、气体浓度、气体压力、光照度,所述智能保鲜冷柜基于上述参数进行调整。
作为优选的实施方式,多种物品放入同一冷柜贮存区时,如果多种物品贮存需要的目标温度、湿度、气体浓度、气体压力、光照度目标值相差小于等于25%,则认为多种物品所放入的同一区域是合理的,控制器2计算出多种物品目标值的平均值作为环境目标参数,若相差大于25%,控制器2控制报警模块进行警报,并在控制器2显示报警信息,提示后放入的物品应放入其他贮存区或其他冷柜。具体地,可根据实际情况对此差值进行改变,例如:温差大于5℃,湿度大于10%或光照偏差大于20%,惰性气体浓度偏差大于15%等情况。
本实施例中,冷柜内湿度高于高于控制器2要求的目标值,控制器2开启冷柜的制冷装置,制冷装置按除湿模式运行,低于要求湿度后,制冷装置停止。冷柜内湿度小于控制器2湿度的15%,控制器2开启冷柜内的加湿装置,达到控制湿度值后,加湿装置停止。冷柜内氮气浓度低于控制要求温度,控制器2开启冷柜的制氮装置,冷柜内氮气浓度达到控制浓度要求,控制器2关闭制氮装置。冷柜内的CO2浓度高于控制目标值时,控制器2开启冷柜内的CO2气体去除装置,CO2浓度低于控制要求时停止CO2的去除装置的运行。冷柜内的气体压力低于于控制目标值时,控制器2开启冷柜的制氮装置,向冷柜内排放氮气,增加冷柜内压力,达到目标值后制氮装置停止运行,柜内压力高于压力控制目标值时,开启冷排风装置,减少冷柜内压力,达到控制值时,排风关闭。冷柜内的光照度低于控制目标值时,控制器2调高冷柜内光源照度;冷柜内的光照度高于控制目标值时,控制器2调低冷柜内光源照度,使冷柜内光照度维持在目标需要的范围内。根据控制器2内置的不同种类的物品保鲜存贮期限内对于光源颜色的需求,调节冷柜内不同颜色的光源发光比例,使冷柜柜内保持在需要的光照颜色内。
本实施例中,每层货架的灯光是单独设置的,亮度单独调节。所述加湿机构机构具体采用超声波震荡式加湿器,产生水汽,水汽通过密闭管道引入冷柜柜内,增加冷柜湿度。所述制氮、除二氧化碳机构具体采用吸附式制氮除二氧化碳装置,循环柜内气体,制取氮气排回柜内,吸附分离的二氧化碳和氧气气体,排出柜外。所述柜内照明机构具体采用,多灯珠的红、绿、蓝三色LED(发光二极管)集成的灯管照明,采用可调脉冲式恒流电源供电,通过改变供电电流的脉冲宽度来调节发光二极管亮度达到照明亮度调节。通过电流脉冲宽度控制使红、绿、蓝三色灯珠的亮度比例不同,从而达到三种照明颜色组合比例不同,达到柜内要求的照明颜色。。
作为优选的实施方式,通过安装冷柜上的温度传感器3、湿度传感器4、气体浓度传感器8、气体压力传感器5、光照度传感器7,实时监控冷柜内环境,根据实时环境参数变化,调节冷柜上的对应制冷装置开关、加湿装置开关、制氮、除二氧化碳装置开关、柜内照明装置明暗和颜色调节,使柜内环境达到环境目标;在放入物品时记录的保质期为初步检测的第一保质期,通过图像识别识别出此物品的色泽,继而通过采集到的色泽与数据库中的标准色泽进行比对,从而根据标准色泽的保质期确定此物品的第一保质期。确定此第一保质期后保质期后,根据控制目标环境参数的偏离比例每天调整一次实际保质期,同时,通过图像采集模块每天采集1次柜内物品状态,并与控制器2或联网服务器内置新鲜物品照片对比,对颜色变化超过对比数据30%的物品,进行报警提示。具体地,物品放入后,冷柜的环境温度累计时间一天一直偏离目标温度10%,那保质期需要缩短10%变为原来的90%。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种智能保鲜冷柜装置,包括:冷柜本体,所述冷柜本体包括若干货架,货架将冷柜分为若干贮存区,其特征在于,所述冷柜本体上设有控制器、用于监控放入冷柜物品动态数据的传感器组和用于根据传感器采集的动态数据实时调整冷柜内参数的调节机构,
所述控制器包括处理模块,输入、输出接口和用于存储预设物品保鲜数据的存储模块,所述控制器包括用于输入置入货架内物品种类的输入机构或通过设置于冷柜本体上的数据采集机构识别待放入冷柜物品种类,所述冷柜本体上还设有报警机构,所述数据采集机构、传感器组、参数调节机构、报警机构均与所述控制器电性连接,
所述数据采集机构对置入货架上的第一物品进行识别,所述控制器控制调节机构调整冷柜内参数,直到传感器组采集的数据达到存储模块中预存的保鲜数据,所述数据采集机构对置入货架上的与第一物品不同种类的第二物品进行识别,所述处理模块判断第二物品与第一物品的保鲜数据,若二者相差超过预设值,所述控制器控制报警机构发出报警信息。
2.根据权利要求1所述的智能保鲜冷柜装置,其特征在于,还包括显示机构,所述显示机构用于显示货架内物品信息以及显示此货架内的环境数据信息,其与所述控制器电性连接,具体为LED显示屏。
3.根据权利要求1所述的智能保鲜冷柜装置,其特征在于,所述传感器组包括温度传感器,所述调节机构包括用于调整货架内温度的制冷机构;所述传感器组还包括:湿度传感器、光照度传感器和气体压力传感器、气体浓度传感器,所述调节机构还包括:用于调整货架内湿度的加湿机构、用于调整货架内氮气、二氧化碳浓度的制氮、除二氧化碳机构、用于调整货架内照明明暗度和颜色的柜内照明机构。
4.根据权利要求1所述的智能保鲜冷柜装置,其特征在于,所述数据采集机构具体为:用于采集放入货架上物品图像信息的图像采集模块、用于采集放入货架上物品识别码的条码扫描器、用于采集放入货架上物品粘贴的RFID标签的RFID读取器中的至少一种,所述图像采集模块具体为摄像头;所述报警模块为声音报警装置和/或灯光报警装置,所述声音报警装置具体为蜂鸣器、所述灯光报警装置具体为LED灯、发光二极管或白炽灯,声光报警装置包括蜂鸣器和LED灯。
5.根据权利要求1-4任一项所述的智能保鲜冷柜装置,其特征在于,所述控制器还包括通讯模块,其用于与云端处理器或移动终端、电脑终端通讯连接,实时更新物品的保鲜数据或将未存储在存储器的某一物品的保鲜数据写入存储器中。
6.根据权利要求5所述的智能保鲜冷柜装置,其特征在于,所述控制器还根据物品存储在冷柜内的历史环境数据偏离控制环境目标的百分比,自动按比例缩短物品的保存期限,采用图像识别在预设时间点定期对比物品的状态,对颜色变化超过控制器内置数据的物品,按比例缩短物品的保存期限,并在保存期限的时间截止前1-5天发出报警信息。
7.一种智能保鲜冷柜识别和测控方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、记录置入智能保鲜冷柜的空置货架上的第一物品的种类信息;
S2、基于智能保鲜冷柜的存储器或联网服务器查询第一物品适宜贮存保鲜的参数,控制器基于此参数通过调节机构对此货架进行适应性调整;
S3、针对智能保鲜冷柜的存储器或联网服务器查询到的第一物品保质期实时调整此货架参数;
S4、记录置入此货架上的区别于第一物品种类的第二物品的种类信息,基于智能保鲜冷柜的存储器或联网服务器查询第二物品适宜贮存保鲜的参数,对第二物品适宜贮存保鲜的参数与第一物品适宜贮存保鲜的参数相比较进行判断,若不在预设范围内,则通过报警模块进行警报,若在预设范围内,则正常存放,并记录第二物品的保质期,在预设时间段内对保质期内的第二物品参数与第一物品参数比较,判断是否在预设范围内并循环此步骤;
S5、记录置入此货架上的区别于第N-1物品种类的第N物品的种类信息,重复S4步骤。
所述第一物品适宜贮存保鲜的参数包括:温度、湿度、气体浓度、气体压力、光照度,所述智能保鲜冷柜基于上述参数进行调整。
8.根据权利要求7所述的智能保鲜冷柜识别和测控方法,其特征在于,多种物品放入同一冷柜贮存区时,如果多种物品贮存需要的目标温度、湿度、气体浓度、气体压力、光照度目标值相差小于等于25%,则认为多种物品所放入的同一区域是合理的,控制器计算出多种物品目标值的平均值作为环境目标参数,若相差大于25%,控制器控制报警模块进行警报,并在控制器显示报警信息,提示后放入的物品应放入其他贮存区或其他冷柜。
9.根据权利要求7或8所述的智能保鲜冷柜识别和测控方法,其特征在于,通过安装冷柜上的温度传感器、湿度传感器、气体浓度传感器、气体压力传感器、光照度传感器,实时监控冷柜内环境,根据实时环境参数变化,调节冷柜上的对应制冷装置开关、加湿装置开关、制氮、除二氧化碳装置开关、柜内照明装置明暗和颜色调节,使柜内环境达到环境目标;确定保质期后,根据控制目标环境参数的偏离比例每天调整一次实际保质期,同时,通过图像采集模块每天采集1次柜内物品状态,并与控制器或联网服务器内置新鲜物品照片对比,对颜色变化超过对比数据30%的物品,进行报警提示。
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