CN114303034A

CN114303034A - 冰箱

Info

Publication number: CN114303034A
Application number: CN202080060798.2A
Authority: CN
Inventors: 松本久功; 上甲康之; 林正二; 庄司敬一; 丸山幸伸; 梅泽功一; 金子智则
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2040-07-08
Also published as: WO2021059667A1; JP2023052433A; JP2021050888A; JP7398579B2; JP7213784B2; CN114303034B

Abstract

本发明提供一种冰箱，能够进行置于箱外的食品的管理。为此，冰箱具备储藏室、检测食品的食品传感器、以及将由上述食品传感器检测到的上述食品的信息向箱外发送的通信模块，上述食品传感器检测位于箱外的食品。优选的是，所述通信模块向箱外发送的所述信息中包含确定所述食品是位于箱外还是位于箱内的信息。由此，能够防止未冷藏/冷冻的食品的重复购买，或者通知厨房等常备品的存货用尽或减少。其结果，不仅提高了使用者的使用便利性，而且还有助于食品损失的降低。

Description

冰箱

技术领域

本发明涉及一种冰箱。

背景技术

提出一种管理储藏室内的食品的冰箱。在这样的冰箱中，能够经由网络利用智能手机等终端来确认由照相机拍摄到的储藏室内的收纳状况。另外，作为为了管理该储藏室内的收纳状况而使用的照相机以外的手段，已知有读取粘贴于食品的RFID标签的RFID读取器。例如，在专利文献1中记载了“一种收纳粘贴有无线标签的物品的收纳箱，其具备：天线，其向收纳箱主体内放射电波，与所述无线标签进行无线通信；无线标签读取器，其从该天线读取存储于所述无线标签的无线标签信息；电波状态变更单元，其通过变更所述收纳箱主体内的电波状态，将所述收纳箱主体内部整体作为所述无线标签的可读取区域进行覆盖；以及控制单元，其对从所述收纳箱主体内的所述无线标签读取到的无线标签信息进行处理(该文献的权利要求1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-250480号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1等所记载的以往的冰箱都是用于检测储藏于冰箱的内部的食品，对箱内的食品进行管理。但是，实际上，在冰箱以外的场所也放置有食品，有可能重复购入这样的食品。另外，在上述现有的冰箱中，无法管理放置于冰箱以外的场所的食品的存货是否用尽。

本发明的目的在于提供一种能够管理置于箱外的食品的冰箱。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的冰箱具备储藏室、检测食品的食品传感器、以及将由上述食品传感器检测到的上述食品的信息向箱外发送的通信模块，上述冰箱的特征在于，上述食品传感器检测处于箱外的食品。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够进行置于箱外的食品的管理的冰箱。

附图说明

图1是本发明的实施例1的冰箱的立体图。

图2是表示实施例1的冰箱的电气结构的框图。

图3是表示实施例1的冰箱中的天线以及RFID读取器的结构的框图。

图4是表示实施例1的食品管理系统的整体结构的图。

图5是表示利用实施例1的冰箱读取食品的动作的流程图。

图6是表示在便携终端中启动了应用软件时的画面的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

实施例1

首先，对冰箱的基本结构进行说明。

＜冰箱的基本结构＞

图1是本发明的实施例1的冰箱1的立体图。如图1所示，本实施例的冰箱1具备：绝热箱体；由该绝热箱体划分出的多个储藏室；以及对各储藏室的前面侧进行开闭的储藏室门。

绝热箱体由金属制的外箱、树脂制的内箱、以及在这些外箱与内箱之间填充真空绝热材料和发泡绝热材料而形成。另外，各储藏室自上而下为冷藏室、左右并排设置的制冰室以及上层冷冻室、下层冷冻室、蔬菜室。此外，上层冷冻室、下层冷冻室以及蔬菜室也可以是根据需要从冷冻温度带切换到冷藏温度带的切换室。另外，在位于各储藏室的开口部的门中，冷藏室门2是左右分割的旋转式门，其它的储藏室的门均成为拉出式。

各储藏室的门构成为具备：设于表面的玻璃制的外板；设于外板的周缘的门框；配置于外板的背面的真空绝热材料；填充于由外板和门框形成的空间的发泡绝热材料；以及设于门框的背面的内板。特别是，在冷藏室门2设有进行箱内的温度设定的操作等的操作面板12。

另外，虽然未图示，但在冰箱1的背面具有生成冷气的冷却器、向各储藏室供给冷气的送风风扇18、以及调整向各储藏室送出的风量的风门19。再有，除了上述冷却器之外，还由对制冷剂进行压缩的压缩机17、向外部空气散热的散热器、以及作为制冷剂的减压单元的毛细管构成制冷循环，通过使制冷剂循环来对各储藏室进行冷却。

在绝热箱体的顶面的后方侧形成有凹部7，在该凹部7中收纳有控制基板8和通信模块9。通信模块9用于冰箱1与箱外进行通信，通过无线LAN、Bluetooth(注册商标)等无线通信方式，与路由器24之间进行通信。另外，通信模块9和控制基板8由信号线连接，但由于配置在相同的凹部7内，因此信号线较短即可。

再有，本实施例的冰箱1在冷藏室的顶面具有箱内用天线(第一天线)10，在冷藏室门2具有箱外用天线(第二天线)11。这些天线与粘贴在食品上的RFID标签进行无线通信，基于由这些传感器检测出的信号，RFID读取器14读取存储在RFID标签中的各种信息。此外，在本实施例中，作为在与RFID标签的无线通信中使用的电波的频带，利用920MHz频带(所谓UHF频带)。

图2是表示本实施例的冰箱1的电气结构的框图。如图2所示，在控制基板8设有进行冰箱1整体的控制的主控制部(微控制器)13和进行RFID标签的读取的RFID读取器14。

主控制部13接收来自门传感器15、温度传感器16、压缩机17、送风风扇18、风门19以及操作面板12等的输入信号。并且，主控制部13若接收到来自温度传感器16的输入信号，则基于由该温度传感器16检测出的储藏室的温度，决定压缩机17的转速等，向压缩机17发送输出信号。

另外，主控制部13基于由温度传感器16检测出的储藏室的温度，将接通/断开送风风扇18或者调整在风路的中途设置的风门19的开度的信号向其输出。再有，若该主控制部13从门传感器15接收表示门打开的输入信号，则为了进行通知该情况的显示而向操作面板12发送输出信号。另外，若存在由操作面板12变更储藏室内的温度这样的操作，主控制部13接收到来自操作面板12的输入信号，则向压缩机17、送风风扇18或者风门19等发送输出信号。另外，由于主控制部13与通信模块9连接，因此储藏室内的温度等信息也能够经由路由器24等从箱外接收。

图3是表示与RFID标签进行无线通信的天线和利用由该天线检测出的信号来读取RFID标签的信息的RFID读取器14的结构的框图。

＜天线＞

首先，对天线进行说明。箱内用天线10以及箱外用天线11由能够控制指向性的阵列天线构成。该阵列天线具有多个天线元件，通过调整向各天线元件的信号输入输出的振幅比以及相位差，能够控制放射电波的朝向。

如图3所示，本实施例的箱内用天线10以及箱外用天线11由主天线元件10-0、11-0、N个子天线元件10-1～10-N、11-1～11-N、可变衰减器20、可变移相器21、以及具有N+1个端口的1对电力合成/分配器22构成。与主天线元件连接的供电点经由可变衰减器20及可变移相器21与分配给电力合成/分配器22的端口之一连接。分别与各副天线元件连接的供电点与分配给电力合成/分配器22的N个端口连接。

可变衰减器20分开地控制主天线元件的供电点电压E1，可变移相器21分开地控制主天线元件的相位。因此，通过控制可变衰减器20以及可变移相器21，能够调整主天线元件的供电点电压E1与副天线元件的供电点电压E2的振幅比(E1/E2)以及相位差(φ)。该振幅比(E1/E2)以及相位差(φ)对放射特性有很大影响，因此通过适当地调整振幅比(E1/E2)以及相位差(φ)，能够根据需要来变更指向性的强度。

箱内用天线10配置于冷藏室的顶面，向箱内放射电波。另外，虽然上述控制基板8及通信模块9相比真空绝热材料设置在上方，但该箱内用天线10相比真空绝热材料设置在下方。因此，箱内用天线10也可以与箱内灯收纳在相同的壳体内。此外，箱内用天线10成为将微带天线作为天线元件的阵列天线。由于冷藏室的顶面具有比较宽的平面，因此能够在基板上配置多个天线元件，能够实现高性能的阵列天线。

箱外用天线11配置于冷藏室门2，向箱外放射电波。该箱外用天线11相比真空绝热材料设于外侧。因此，箱外用天线11也可以与操作面板12收纳在相同的壳体内。此外，箱外用天线11也成为将微带天线作为天线元件的阵列天线。由于冷藏室门2具有比较宽的平面，所以能够在基板上配置多个天线元件，能够实现高性能的阵列天线。

＜RFID读取器＞

接着，对RFID读取器14的结构进行说明。如图3所示，RFID读取器14具有发送部(电路)14a、接收部(电路)14b、循环器14c、RF控制部14d、电源部14e以及开关14f，经由天线与RFID标签进行通信。

在此，发送部14a包括功率放大器14a1，功率放大器14a1的输出输入到循环器14c。接收部14b包括对来自循环器14c的接收信号的频带进行限制的BPF(带通滤波器)14b1和与BPF14b1连接的LNA(低噪声放大器)14b2。循环器14c将来自发送部14a的发送信号向天线引导，并且将由天线接收到的来自RFID标签的接收信号向接收部14b引导。RF控制部14d由信号处理部14d1和存储器14d2构成，其中，信号处理部14d1由微处理器等构成，控制发送部14a、接收部14b的动作，存储器14d2预先存储能够执行读取处理等的预定的程序等。电源部14e向各部供给动作用的电源，开关14f切换第一天线和第二天线。

并且，RFID读取器14通过发送部14a和天线发送电波，若RFID标签接收到该电波，则从RFID标签发送RF响应信号。RFID读取器14的接收部14b接收该RF响应信号，使由信号处理部14d1读取的食品信息存储于存储器14d2。另外，本实施例的RFID读取器14设置在与进行冰箱1整体的控制的主控制部13共用的控制基板8上，但也可以设置在与主控制部13的控制基板8不同的基板上。

＜食品管理系统＞

接着，对使用了上述冰箱1的食品管理系统进行说明。图4是表示本实施例的食品管理系统的整体结构的图。在食品管理系统中，变得能够通过便携终端26等显示装置来确认冰箱1内的食品状况。如图4所示，食品管理系统由冰箱1、便携终端26、路由器24、互联网等网络25、服务器27构成。

＜冰箱＞

冰箱1放置于住宅23内的厨房，并搭载有通信模块9。该通信模块9经由住宅23内的路由器24与网络25连接。然后，通信模块9将自身的识别信息、由RFID读取器14读取的食品的信息发送到路由器24。另外，通信模块9既可以不经由路由器24而直接与网络25连接，也可以不是无线而是有线连接。

＜显示装置＞

显示装置是显示冰箱1内外的食品的状况的装置，可以是通过无线LAN等与路由器24连接的显示终端，也可以是设置于冰箱1的门等的显示部。在本实施例中，以智能手机等便携终端26为例进行说明。该便携终端26也能够经由路由器24与网络25连接，也能够不经由路由器24而直接与网络25连接。另外，也可以通过Bluetooth(注册商标)等与冰箱1的通信模块9直接连接。

而且，在该便携终端26中安装有用于管理冰箱1内外的食品的专用的应用软件，通过启动该应用，能够显示冰箱1内外的食品信息。也可以从经由冰箱制造商的主页等访问的服务器27下载或更新应用软件。

＜服务器＞

服务器27经由网络25与便携终端26、冰箱1连接。另外，服务器27具有存储由冰箱1的RFID读取器14读取的食品信息的数据库。当从便携终端26访问时，服务器27认证与冰箱1对应地登记的识别信息是否一致，在认证正常进行的情况下，允许便携终端26与服务器27内的数据库连接。并且，若该服务器27从便携终端26接收到信息的呼叫信号，则将存储在数据库中的食品信息发送到便携终端26。服务器27既可以是由单一的计算机构筑的服务器，也可以是由多个计算机群构建的云型的服务器。

＜RFID标签的读取操作＞

对本实施例的食品管理系统中的FRID标签的读取动作进行说明。

图5是表示读取冰箱1的内外的食品的动作的流程图。如图5所示，首先，若由门传感器15检测到储藏室门已关闭(步骤S101)，则RFID读取器14将开关14f切换为箱内用天线10，从箱内用天线10放射电波后，从RFID标签接收RF响应信号，读取位于冰箱1内的食品的RFID标签(步骤S102)。只要不再次开闭储藏室门，则认为没有冰箱1内的食品的取放，因此冰箱1内的食品的RFID标签的读取在此结束。

接着，RFID读取器14将开关14f切换为箱外用天线11，从箱外用天线11放射电波后，从RFID标签接收RF响应信号，读取位于厨房等冰箱1外的食品的RFID标签(步骤S103)。在此，在本实施例中，在步骤S102中先进行箱内的RFID标签的读取，但也可以先读取箱外的RFID标签。另外，这些读取既可以在储藏室门刚刚关闭之后进行，也可以在经过了预定时间的定时进行。

位于冰箱1外的食品有可能与储藏室门的开闭无关地增减。因此，如步骤S104那样，每经过预定时间(例如60分钟)，从箱外用天线11放射电波，从而进行箱外的RFID标签的读取。根据本实施例，能够在抑制消耗电力的同时持续掌握食品的增减。

＜RFID标签＞

RFID标签通过从RFID读取器14接收到的电波的能量产生电力，将信号化后的标签内信息作为RF响应信号经由自身的天线进行发送。RFID标签中包含食品的种类、食品的保质期/消费期限等食品的属性信息，由RFID读取器14读取这些信息。此时，RFID读取器14也能够读取RFID标签的位置信息、即与放置食品的位置相关的信息。RFID标签的位置信息通过更精细地控制箱内用天线10或箱用天线11的指向性，不仅能够区别是箱内还是箱外，还能够区别地识别箱内的哪个位置、箱外的哪个位置。例如，在箱内，也能够区别冷鲜室、蔬菜室、冷藏室的第几层的搁板、搁板的跟前侧、搁板的里侧等，或者在箱外也能够区别水槽下部的储藏部、上部的储藏部等。

＜数据库＞

RFID读取器14读取的食品的属性信息、位置信息经由通信模块9发送给服务器27，以被整理为食品信息的状态存储在服务器27内的数据库中。此时，在通信模块9(冰箱1)与服务器27之间收发的通信包中，通过设置与食品信息分别对应的位串，能够降低数据通信流量。

另外，存储食品信息的数据库也可以放置在冰箱1或家庭服务器中。

在将数据库放置于冰箱1时，考虑在形成于绝热箱体的顶面附近的凹部7内，与控制基板8并排地设置硬盘，或者在控制基板8内设置专用的半导体存储器的结构。

＜应用＞

图6是表示在便携终端26中启动与食品管理相关的预定的应用软件时的画面的例子的图。如图6所示，在画面的上部设置有厨房和冰箱这2个标签。并且，若选择厨房，则显示位于冰箱1外的食品的一览。显示的顺序可以适宜地选择按照保质期/消费期限临近的食品的顺序，或者按照应用中登记的日期和时间新的食品的顺序进行重新排列。关于初次阅览的食品，也可以进行表示是新的食品的显示，或者在成为到保质期/消费期限的预定期间的情况下发出警报。在应该在冰箱1内保管的食品位于冰箱1外的情况下，也能够发出警报。

另外，在图6中，虽然仅显示厨房或冰箱、即冰箱1的外部或内部的信息，但也可以根据需要显示位于厨房的何处或冰箱1的哪个储藏室等信息。另外，由本实施例的应用软件提供的功能不限于这样的食品的阅览功能和警报功能。例如，还能够提供显示在用位于冰箱1内外的食品能够进行烹调的菜品中推荐菜品的食谱的功能、在作为常备品登记的食品的存货变少的情况下自动订购的功能。

＜本实施例的效果＞

根据本实施例，在经常放置食品的厨房附近，利用始终接通电源的冰箱，从而能够持续检测放置于冰箱外的食品，因此能够进行包括冰箱在内的厨房附近整体的食品管理。因此，能够防止未冷藏/冷冻的食品的重复购买，或者通知厨房等的常备品的存货用尽或减少。另外，由于位于冰箱的内外的食品信息被自动地数据库化，因此能够更准确地进行与保质期/消费期限有关的警报、食谱等的提供。其结果，不仅提高了使用者的使用便利性，而且还有利于食品损失的降低。

实施例2

作为检测食品的食品传感器，在实施例1中使用RFID读取器用天线，但在实施例2中并用RFID读取器用天线和照相机。并且，在本实施例的控制基板8上，与RFID读取器14一起搭载有照相机控制装置。该相机控制装置具备信号处理部、存储器及电源部等。

在使用照相机作为食品传感器的情况下，需要与图像识别相关的数据处理，因此通过信号处理部实施色彩校正、亮度校正、外形提取、图案识别等图像分析。但是，由于数据的前处理有时需要大规模的数据分析，因此信号处理部使用例如MPU芯片、FPGA、专用ASIC芯片、GPU芯片或者它们的组合等高性能处理器。

另外，相机控制装置可以设置在与进行冰箱1整体的控制的主控制部13的控制基板8不同的基板上，也可以是放置在冰箱1外的信息处理资源。在使用冰箱1外的信息资源进行与图像识别相关的数据处理的情况下，需要具备发送数据处理前的较大容量的数据的单元。因此，期望冰箱1的通信模块9能够通过无线LAN等发送大容量数据。作为放置在冰箱1外的信息处理资源，可以是云型的服务器，也可以是家庭服务器装置等。

在本实施例中，用天线构成箱外用食品传感器，用照相机构成箱内用食品传感器。作为箱内用食品传感器的照相机设于冷藏室门2的内板或旋转分隔体，在关闭冷藏室门2时，能够从冷藏室的正面朝向后方拍摄较广的范围。在本实施例中，仅设置了对冷藏室内进行拍摄的照相机，但也可以设置对冷冻室等其它储藏室内进行拍摄的照相机。另外，作为箱内用食品传感器，也可以使用摄像机和天线的双方。若像本实施例那样使用摄像机，则能够读取用RFID标签无法读取的食品、例如在烹调后放置于冰箱1内的食品等。

另外，在冰箱1的正面放置食品的情况下，也能够将箱外用食品传感器设为照相机。在该情况下，优选在冷藏室门2的操作面板12、绝热箱体的顶面前方等场所以能够装卸的方式设置摄像机。在利用1个照相机无法完全拍全冰箱1外的食品的情况下，也可以在冰箱1上设置多个照相机。另外，作为照相机的种类，除了可见光照相机以外，也可以是红外线照相机、多光谱照相机、TOF照相机等。

实施例3

如实施例1那样，存在仅利用设于冰箱1的箱外用天线11难以读取厨房等的食品的RFID标签的情况。例如，在920MHz频带的RFID系统中，RFID标签的能够收发距离为几m～10m左右。另外，即使是金属体、人体等电磁障碍物的有无，也会使接收特性变动。于是，实施例3设有与冰箱1协作的附加的收发装置(通信辅助装置)，实现更稳定的食品的读取。

该通信辅助装置例如由信号处理部、存储器、电源部以及天线等构成，设置在相对远离冰箱1的位置，优选设置在天花板等的视野良好的位置。通过设置该通信辅助装置，还能够读取置于从冰箱1来看电磁性成为死角的场所的食品的RFID标签，并向冰箱1发送数据。另外，在食品信息的数据库设于家庭服务器、云型的服务器的情况下，通信辅助装置读取的食品信息也可以不经由冰箱1而直接发送到服务器。在该情况下，在服务器上整合冰箱1主体读取的食品信息和通信辅助装置读取的食品信息。

此外，本发明并不限定于上述实施例1～3，包括各种变形例。例如，作为食品传感器，除了作为电波单元的RFID读取器用天线、作为光学单元的照相机以外，也可以是作为声波单元的超声波传感器、将它们组合而成的传感器融合。再有，在实施例1中使用了920MHz频带的RFID系统，但也可以使用2.4GHz频带的RFID系统、毫米波段等的雷达系统。

天线的种类、设置场所也不限定于上述实施例1～3。例如，也可以不是需要一定面积的微带天线，而是使用将线状天线作为天线元件的阵列天线。另外，若将箱外用天线设于冷藏室门，则有可能对外观性、隔热性能造成影响，因此通过将能够设于死区的线状天线设于储藏室的角部等，从而能够抑制外观性和隔热性能的降低。

再有，也可以不区别箱外用天线和箱内用天线，而是作为共用的天线，切换天线的指向性，从而从箱外读取到箱内。

另外，也可以不读取箱内(例如冷冻室等)的食品的RFID标签，在从冰箱取放食品时，使用者亲自通过使该食品接近箱外用天线的读取位置来管理箱内的食品。

上述实施例1～3是为了容易理解地说明本发明而详细说明的实施例，并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，也能够将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能够在某实施例的结构中添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，也能够进行其他结构的追加、删除、置换。

符号的说明

1—冰箱，2—冷藏室门，3—制冰室门，4—上层冷冻室门，5—下层冷冻室门，6—蔬菜室门，7—凹部，8—控制基板，9—通信模块，10—箱内用天线(第一天线)，11—箱外用天线(第二天线)，12—操作面板，13—主控制部，14—RFID读取器，14a—发送部，14a1—功率放大器，14b—接收部，14b1—BPF(带通滤波器)，14b2—LNA(低噪声放大器)，14c—循环器，14d—RF控制部，14d1—信号处理部，14d2—存储器，14e—电源部，14f—开关，15—门传感器，16—温度传感器，17—压缩机，18—送风风扇，19—风门，20—可变衰减器，21—可变移相器，22—电力合成/分配器，23—住宅，24—路由器，25—网络，26—便携终端，27—服务器。

Claims

1.一种冰箱，其具备：储藏室；食品传感器，检测食品；以及通信模块，将由上述食品传感器检测到的上述食品的信息向箱外发送，其特征在于，

上述食品传感器检测位于箱外的食品。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于，

在上述通信模块向箱外发送的上述信息中包含确定上述食品是位于箱外还是位于箱内的信息。

3.根据权利要求2所述的冰箱，其特征在于，

上述食品传感器是与附加于上述食品的RFID标签进行无线通信的阵列天线，在检测箱外的食品时和检测箱内的食品时，切换上述阵列天线的指向性。

4.根据权利要求2所述的冰箱，其特征在于，

上述食品传感器具有箱内用食品传感器和箱外用食品传感器。

5.根据权利要求4所述的冰箱，其特征在于，

上述箱外用食品传感器是与附加于上述食品上的RFID标签进行无线通信的阵列天线。

6.根据权利要求5所述的冰箱，其特征在于，

上述阵列天线是将微带天线作为元件的天线，设置在上述储藏室的门上。

7.根据权利要求4所述的冰箱，其特征在于，

上述箱内用食品传感器是拍摄上述储藏室内的照相机。