CN112334726A - 食物监测组件及方法 - Google Patents

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Abstract

一种食物监测组件包括用于测量食品（30）的颜色的至少一个颜色传感器（36）。RFID标签读取器（42）配置成识别在RFID标签读取器附近的RFID标签（40）。控制器（50）与颜色传感器（36）和RFID标签读取器（42）电通信，并且配置成识别食品的类型并确定食品的颜色是否在预定颜色范围内。通信器（58）与控制器（50）电通信以与远程位置通信。

Description

食物监测组件及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年12月24日提交的印度临时申请第201811048838号的优先权，并且该印度临时申请通过引用并入本文中。
技术领域
本申请涉及一种食物监测组件和方法，尤其涉及监测食物状况和延长货架寿命。
背景技术
食物浪费是一个严重的问题，其中在美国，约30％的食物在生产和消费之间变质。变质食物也可能需要与未变质食物分开，以防止进一步变质。因此，需要减少食物浪费并且一旦食物变质对其进行识别。
发明内容
在一个示例性实施例中，一种食物监测组件包括用于测量食品的颜色的至少一个颜色传感器。RFID标签读取器配置成识别在RFID标签读取器附近的RFID标签。控制器与颜色传感器和RFID标签读取器电通信，并且配置成识别食品的类型并确定食品的颜色是否在预定颜色范围内。通信器与控制器电通信以与远程位置通信。
在以上任何中的另一个实施例中，至少一个生物传感器与控制器电通信。
在以上任何中的另一个实施例中，至少一个生物传感器配置成测量从食品排放的气体排放。
在以上任何中的另一个实施例中，至少一个生物传感器配置成测量与食品相关联的农药水平。
在以上任何中的另一个实施例中，至少一个生物传感器包括至少一个化学传感器，该化学传感器具有反应性生物成分元件、传感器元件和设置在其间的接口元件。
在以上任何中的另一个实施例中，至少一个太阳能电池与电池电通信以向组件提供功率。
在以上任何中的另一个实施例中，颜色传感器配置成测量光的波长来确定食品的颜色。
在以上任何中的另一个实施例中，食物监测器组件位于制冷冷却器附近。
在以上任何中的另一个实施例中，食物监测器组件位于食物运输拖车内。
在以上任何中的另一个实施例中，控制器包括微处理器和用于存储食品数据的存储器。
在以上任何中的另一个实施例中，通信器包括用于与远程位置通信的无线连接。
在另一个示例性实施例中，一种监测食品的状况的方法包括以下步骤：用RFID标签读取器识别食品的类型。用至少一个颜色传感器测量食品的当前颜色。确定当前颜色是否在针对食品的预定颜色范围内。如果当前颜色在针对食品的预定颜色范围之外，则向用户发信号。
在以上任何中的另一个实施例中，使用至少一个生物传感器来测量与食品相关联的农药水平。
在以上任何中的另一个实施例中，如果农药水平在预定农药水平范围之外，则向用户发信号。
在以上任何中的另一个实施例中，向用户发信号的步骤包括照射光。
在以上任何中的另一个实施例中，使用至少一个生物传感器测量与食品相关联的气体排放水平。
在以上任何中的另一个实施例中，如果气体排放水平在预定气体排放范围之外，则向用户发信号。
在以上任何中的另一个实施例中，将食品的当前颜色与食品的先前测量的颜色进行比较，以确定食品的颜色变化。
在以上任何中的另一个实施例中，如果食品的颜色变化超过预定水平，则调节冷藏系统以减少食物变质。
在以上任何中的另一个实施例中，在已经识别出食品的类型之后，访问针对该食品的食品数据。
附图说明
图1示出了包括食物监测器的示例性冷藏冷却器。
图2示出了食品附近的冷藏冷却器中的食物监测器的放大视图。
图3示出了具有多个隔室的示例性冷藏容器，每个隔室均具有至少一个食物监测器。
图4示出了监测食品的状况的示例性方法。
具体实施方式
图1示出了用于存储多种食品30的冷藏冷却器20。在所示的示例中，多种食品30可包括农产品、海鲜和/或乳制品。冷藏冷却器20包括冷却器壳体22，该冷却器壳体支承货架24，该货架用于将食品30展示给顾客，如在超市中。冷藏冷却器20还包括集成到冷却器壳体22中的制冷系统26，以通过与制冷系统26流体连通的通风口28向多个货架24中的每个提供调节的空气，以延长食品30的货架寿命。
食物监测器32位于冷却器壳体22上，邻近多种食品30，其中至少一个食物监测器32位于通风口28之一附近。食物监测器32可识别在食物监测器32附近的食品30，并然后监测食品30的状况。
为了识别食物监测器32附近的食品30，每个食物监测器32包括RFID标签读取器42（图2），用于读取与每个独立食品30或食品30类型相关联的RFID标签40。在一个示例中，RFID标签40是贴纸，并且直接位于独立食品30上。在另一个示例中，RFID标签40位于存储食品的容器34上，而在另一个示例中，RFID标签40位于冷却器壳体22本身上，如在展示食品30的货架24上。尽管示出的示例仅示出了与每个货架24相关联的三个食物监测器32，但是与冷藏冷却器20关联的食物监测器32的数量可取决于冷藏冷却器20中存储的不同食品30的数量或存储在冷藏冷却器20中的食品30的量而变化。
图2示出了位于货架24的下侧并在食品30附近的食物监测器32的放大视图。在所示的示例中，食品30包括通过使用贴纸直接附接到食品的RFID标签40。食物监测器32附接到货架24的下侧。然而，食物监测器32可位于冷藏冷却器20的冷却器壳体22的另一部分上，该另一部分向食物监测器32提供食品30的通畅视界。
在所示的非限制性示例中，食物监测器32包括监测器壳体44，该监测器壳体直接附接到货架24。监测器壳体44包括控制器50，该控制器具有微处理器52和用于管理食物监测器32的操作的存储器54。食物监测器32可以以两种方式中的至少一种来被提供功率。在一个示例中，食物监测器32直接从冷藏冷却器20接收功率。在另一个示例中，食物监测器32用至少一个太阳能电池46来从冷藏冷却器20周围的环境收集能量。从至少一个太阳能电池46产生的能量可直接向食物监测器32提供功率或向与至少一个太阳能电池46电通信的电池48充电。当至少一个太阳能电池46没有产生足够的功率时，如在夜间操作期间，电池48允许食物监测器32继续操作。
食物监测器32还包括与控制器50电通信以识别食品30的RFID标签读取器42。控制器50可访问存储在存储器54中的食品数据，以确定针对食品30的适当颜色范围和农药水平。控制器50可通过具有天线60的通信器58通过蓝牙60或其它无线连接访问远程存储的数据，如存储在云中的云数据64。备选地，通信器58可硬连线到网络中以访问远程存储的食品数据。
一旦食物监测器32已经识别出附近食品30并访问了相关联的食品数据，则食物监测器32可用颜色传感器36测量附近食品30的当前颜色。颜色传感器36配置成测量从食品反射回来的光的波长，以确定附近食品30的当前颜色。控制器50可将食品30的当前颜色与存储在存储器54中的食品30的先前测量的颜色或与存储在存储器54中的可接受食品颜色范围进行比较，以确定食品30的状况。备选地，控制器50可将食品30的当前颜色与存储在云数据64中的食品的先前测量的颜色或存储在云中的可接受食品颜色范围进行比较。
食物监测器32还包括生物传感器38，以用于测量来自食品30的气体排放和/或确定与食品30相关联的农药水平。生物传感器38包括用于测量食品气体排放和农药水平的至少一个化学传感器。至少一个化学传感器包括反应性生物成分元件38A、传感器元件38B和设置在其间的接口元件38C。生物成分元件38A包括选择为与要感测的特定分析物特定地相互作用的生物试剂，如生物活性物质或仿生物质。生物试剂通常通过生物化学过程，用于将分析物结合或转化为可测量的成分。在示出的示例中使用的生物成分元件38A包括生物物质，如酶、抗原、抗体、受体、组织、全细胞、细胞器、细菌和核酸。
传感器元件38B包括可操作以产生可测量的输出的物理构件，该输出通常是电信号或光信号，指示分析物的存在，并且在某些情况下指示由控制器50接收的分析物的实际量。传感器元件38B包括电化学装置、光学装置、声学装置或量热装置中的至少一种。
接口元件38C包括将传感器元件38B与生物成分元件38A分开并用作元件之间的链接的膜或涂层。在示出的示例中，接口元件38C包括聚合物膜、电聚合涂层或自组装单体中的至少一种。
生物传感器38可监测来自附近食品30的气体排放。备选地，食物监测器32可位于通风口28之一附近，以确定与冷藏冷却器20相关联的某处的食品30之一是否变质。食物监测器32向用户发送关于可能的食物变质问题的通知，并指示制冷系统26在较低的温度下操作以减少变质的速率或防止食品30的变质扩散。备选地，食物监测器32可照射灯62以指示食品30的不期望的状况。例如，如果存在食物变质的风险，则灯62可照射红色，或如果没有识别出变质的风险，则灯62可照射绿色。
也可能的是，由于食品30中存在不可接受水平的农药，食品30可不适合消费。如果食物监测器32确定食品30包含不可接受水平的农药，则食物监测器32向用户（例如食品30的卖方）发送关于农药污染可能性的通知。该通知可通过通信器58和天线60发送给用户，或食物监测器32可照射灯62以指示特定的食品30不适合消费。例如，灯62可照射红色以指示食品30对于消费不可接受，或灯62可照射绿色以指示食品30对于消费可接受。
图3示出了示例性冷藏容器100，该冷藏容器100包括由分隔壁104分开的多个独立隔室102，以允许食品30在不同的温度下存储。每个独立隔室102包括至少一个食物监测器32，该食物监测器以与以上关于冷藏冷却器20所述的食物监测器32类似的方式操作。
具体而言，如上所述，食物监测器32可使用颜色传感器36和生物传感器38来监测每个独立隔室102中的食品30的状况，并将食品30的状况通信至用户。然而，由于独立隔室102比以上的冷藏冷却器20依赖更大程度的空气循环，因此将食物监测器32之一定位在通风口108附近可更有效地捕获来自变质食物的气体排放循环。另外，食物监测器32上的至少一个太阳能电池46对于冷藏容器100可能不太有效，这是因为与上述冷藏冷却器20相比，用于冷藏容器100的独立隔室102具有更少的曝光。
冷藏容器100中的食物监测器32可与制冷系统106结合工作，以调节独立隔室102的温度。通过单独地调节独立隔室102的温度并且基于从食物监测器32获得的关于位于独立隔室102内的食品30的状况的信息，食品30保持新鲜达更长的时间段，这减少了食品30的浪费。
图4示出了用冷藏冷却器20或冷藏容器100操作食物监测器32以延长食品30的新鲜度并减少浪费的方法。食物监测器32最初通过使用RFID标签读取器42来识别位于食物监测器32附近的食品30 。框202。一旦RFID标签读取器42已经识别出与RFID标签40相关联的特定食品30，则食物监测器32能够访问针对特定食品30的食品数据。食品数据可存储在食物监测器32中的存储器54中，或可由食物监测器32远程访问，如通过访问云数据64。
一旦食物监测器已经识别出食品30的特定类型并访问了相关联的食品数据，则食物监测器32用生物传感器38测量与食品30相关联的农药水平。框204。然后，食物监测器32确定针对特定食品30所测量的农药水平是否低于针对食品30的预定安全农药水平。框206。如果针对食品30所测量的农药水平超过预定安全农药水平，则食物监测器32通知用户食品30的农药污染的可能性。框208。
如果农药水平低于预定安全农药水平，则食物监测器32随后将用颜色传感器36确定针对食品30的当前食物颜色。框210。然后，将当前食物颜色存储在存储器54或云数据64中的至少一个中，以用于分析食品30中的变化。框212。
然后，食物监测器32确定当前食物颜色是否在针对特定食品30的可接受食物颜色范围内。框214。如果当前食物颜色不在可接受食物颜色范围内，则食物监测器32通知用户食品30变质的可能性。框216。
然后，食物监测器32通过将当前食物颜色与存储在云数据64或存储器54中的先前测量的食物颜色进行比较，来确定针对食品的颜色变化。如果当前食物颜色和先前测量的食物颜色之间的颜色变化大于预定阈值，则食物监测器32可与制冷系统26、106通信以调节食品30附近的温度以延长食品30的寿命。框218。
食物监测器32还测量指示在食物监测器32附近的食品30变质的气体排放的存在以及气体排放水平是否超过预定水平。框220。如果所测量的气体排放水平超过预定水平，则食物监测器32通知用户食品30变质的可能性。框222。如果气体排放水平超过预定水平，则食物监测器32可与制冷系统26、106通信以调节食品30附近的温度以延长食品30的寿命。
如果生物传感器38没有识别出超出可接受排放水平的气体排放，则方法200返回框210，并且将用颜色传感器36确定针对食品30的新的当前食物颜色，并将重复上述比较来监测食品30变质。
前面的描述性质上是示例性的而不是限制性的。对于本领域技术人员而言，所公开的示例的变化和修改可变得显而易见，这些变化和修改不一定脱离本公开的本质。仅可通过研究以下权利要求书来确定给予本公开的法律保护范围。

Claims (20)

1.一种食物监测组件，包括：
用于测量食品的颜色的至少一个颜色传感器；
RFID标签读取器，其配置成识别在所述RFID标签读取器附近的RFID标签；
控制器，其与所述颜色传感器和所述RFID标签读取器电通信，并配置成识别所述食品的类型并确定所述食品的颜色是否在预定颜色范围内；以及
与所述控制器电通信以与远程位置通信的通信器。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，进一步包括与所述控制器电通信的至少一个生物传感器。
3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述至少一个生物传感器配置成测量从所述食品排放的气体排放。
4.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述至少一个生物传感器配置成测量与所述食品相关联的农药水平。
5.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述至少一个生物传感器包括至少一个化学传感器，所述至少一个化学传感器具有反应性生物成分元件、传感器元件以及设置在其间的接口元件。
6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，进一步包括与电池电通信以向所述组件提供功率的至少一个太阳能电池。
7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述颜色传感器配置成测量光的波长来确定所述食品的颜色。
8.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，食物监测器组件位于制冷冷却器附近。
9.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，食物监测器组件位于食物运输拖车内。
10.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述控制器包括微处理器和用于存储食品数据的存储器。
11.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述通信器包括用于与所述远程位置通信的无线连接。
12.一种监测食品的状况的方法，包括以下步骤：
用RFID标签读取器识别所述食品的类型；
用至少一个颜色传感器测量所述食品的当前颜色；
确定所述当前颜色是否在针对所述食品的预定颜色范围内；以及
如果所述当前颜色在针对所述食品的预定颜色范围之外，则向用户发信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括，使用至少一个生物传感器来测量与所述食品相关联的农药水平。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括，如果所述农药水平在预定农药水平范围之外，则向用户发信号。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，向所述用户发信号的步骤包括照射光。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括，使用所述至少一个生物传感器测量与所述食品相关联的气体排放水平。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括，如果所述气体排放水平在预定气体排放范围之外，则向所述用户发信号。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括，将所述食品的当前颜色与所述食品的先前测量的颜色进行比较以确定所述食品的颜色变化。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括，如果所述食品的颜色变化超过预定水平，则调节冷藏系统以减少食物变质。
20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括，在已经识别出食品的类型之后访问针对所述食品的食品数据。
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