智能冰箱的食品管理方法及食品管理系统

摘要

本发明揭示了一种智能冰箱的食品管理方法及食品管理系统。所述食品管理方法包括步骤：识别移动RFID标签的标识信息；根据所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型；匹配所述标识信息与所述动作类型，以生成一条食品存储数据。与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：通过信号强度的变化趋势，判断移动RFID标签的动作类型，可实时监控冰箱内食品的存取状态；并通过对食品存取的实时监测，可实现对同一食品部分取出或部分补入的监控，在冰箱开关门时RFID标签相同的情况下，也可获取用户取放食品的中间过程以实现食品的智能化监测。

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能冰箱的食品管理方法及食品管理系统，属于智能冰箱技术领域。

背景技术

随着社会的不断发展，智能家居越来越成为家庭生活的一个必然发展趋势，冰箱作为家庭生活不可或缺的家电产品，其本身的智能化也是势在必行。而随着射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)技术的研究，RFID技术也被逐步应用于智能冰箱技术领域。

RFID技术是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。其最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。因此，在智能冰箱中RFID技术具有巨大的应用前景，且能对冰箱的智能化带来无法预知的巨大空间。

在冰箱领域，可通过在冰箱上配置RFID标签，以实现在生产、运输、使用过程中对冰箱的管控；还可在冰箱上配置RFID阅读器，在存储食品上配置RFID标签，实现冰箱对食品的智能管理。目前，虽然RFID技术已经在智能冰箱领域有了初步的使用，但是，其仍然存在着很多亟待解决的技术问题。

如，目前冰箱利用RFID技术对存储的食物进行管理，也仅局限于刷新冰箱内部食物列表并在显示模块上显示。无法做到真正跟踪识别食品的进出，更无法做到判断每次用户取用食品的种类及相对应的数量/重量；缺乏对食品的真正智能化管理，进而影响了冰箱针对用户的饮食习惯做到智能化提醒的效果。无法判断食品进出及追踪食品存取量的问题不解决，将不利于冰箱的智能化人性化的发展。

发明内容

为至少解决上述技术问题之一，本发明的目的在于提供一种智能冰箱的食品管理方法及食品管理系统，可以实现实时追踪食品的存入/取出。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了一种智能冰箱的食品管理方法，所述方法包括步骤：

识别移动RFID标签的标识信息；

根据所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型；

匹配所述标识信息与所述动作类型，以生成一条食品存储数据。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤“识别移动RFID标签的标识信息”包括：

采集并追踪RFID标签的信号强度；

判断所述信号强度是否变化，若是，判定所述RFID标签为移动RFID标签；

识别所述移动RFID标签的标识信息。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤“根据所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型”包括：

分析所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势；

根据所述变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型；其中，若所述变化趋势为由弱变强，则所述动作类型为存入动作；若所述变化趋势为由强变弱，则所述动作类型为取出动作。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤“根据所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型”包括：

采集所述移动RFID标签的初始信号强度A1和最终信号强度A9；所述初始信号强度A1、所述最终信号强度A9与预设信号强度阈值A0之间的大小关系定义所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势；

根据所述变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型；其中，若所述变化趋势为A1≤A0＜A9，则所述动作类型为存入动作；若所述变化趋势为A1＞A0≥A9，则所述动作类型为取出动作。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤“识别移动RFID标签的标识信息”之前还包括步骤：

接收冰箱门体的开启信号，建立中间数据库；

以及所述步骤“匹配所述标识信息与所述动作类型，以生成一条食品存储数据”之后还包括步骤：

将所述食品存储数据保存至所述中间数据库；

接收所述冰箱门体的关闭信号，统计所述中间数据库中包含所述标识信息的食品存储数据的条数M；

若M≥2，则输出与所述标识信息相关的食品数量采集指令。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式还提供了一种智能冰箱的食品管理系统，所述食品管理系统包括：

RFID采集模块，用于识别移动RFID标签的标识信息，以及实时采集所述移动RFID标签的信号强度；

数据分析模块，用于分析所述信号强度并得到所述信号强度的变化趋势；

判断模块，用于根据所述变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型；

数据处理模块，用于匹配所述标识信息与所述动作类型以生成一条食品存储数据。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述RFID采集模块还用于采集位于其感测范围内的所有RFID标签的信号强度；

所述判断模块还用于判断所述RFID标签的信号强度是否变化，若是，所述判断模块判定所述RFID标签为所述移动RFID标签。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述判断模块还用于当所述变化趋势为由弱变强，判断所述动作类型为存入动作；以及用于当所述变化趋势为由强变弱，判断所述动作类型为取出动作。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述RFID采集模块采集所述移动RFID标签的初始信号强度A1和最终信号强度A9；

所述数据分析模块还用于根据所述初始信号强度A1、所述最终信号强度A9与预设信号强度阈值A0之间的大小关系定义所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势；

所述判断模块还用于当所述变化趋势为A1≤A0＜A9时，判断所述移动RFID标签的动作类型为存入动作；以及用于当所述变化趋势为A1＞A0≥A9时，判断所述动作类型为取出动作。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述食品管理系统还包括存储模块和输出模块，所述存储模块用于当所述冰箱的门体开启时，建立用于存储所述食品存储数据的中间数据库；

所述数据处理模块还用于，当所述冰箱的门体关闭时，所述数据处理模块统计所述中间数据库中包含所述标识信息的食品存储数据的条数M；

其中，当M≥2时，所述输出模块输出食品数量采集指令，以采集所述标识信息所对应食品的数量信息。

与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：通过信号强度的变化趋势，判断移动RFID标签的动作类型，可实时监控冰箱内食品的存取状态；并通过对食品存取的实时监测，可实现对同一食品部分存取的监控，在冰箱RFID标签不变的情况下，也可获取用户取放食品的中间过程，例如从冰箱内取出部分面包后再次放回的情况，虽然RFID标签在开门关门时均在，依然可以获取用户取放食品的中间过程以实现食品的智能化监测。

附图说明

图1是本发明一实施方式的智能冰箱的食品管理方法的流程图；

图2是本发明一具体实施例的智能冰箱的食品管理方法的逻辑流程图；

图3是本发明一实施例中存入动作时的变化趋势预设曲线的示意图；

图4是本发明一实施例中取出动作时的变化趋势预设曲线的示意图；

图5是本发明另一具体实施例的智能冰箱的食品管理方法的逻辑流程图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

需要说明，在本说明书中，术语“冰箱”不仅指家庭使用的冰箱，其含义应包括用于运输、仓储等的各种以低于常温的方式冷藏或冷冻保存食品的设备，例如冷柜、大型冷藏库等。术语“食品”也不仅指经过加工制造的或在市场销售的产品，而是包括各种适宜于以冷冻、冷藏、或常温环境以及其它特定方式储藏的物品。

本发明的智能冰箱是RFID技术和智能冰箱的一种组合应用。可以对其存入/取出的带有RFID标签的食品进行感测、统计、查询，以实现对食品的智能化管理。

参看图1，本发明一实施方式提供一种智能冰箱的食品管理方法，所述食品管理方法包括步骤：

识别移动RFID标签的标识信息；

根据所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型；

匹配所述标识信息与所述动作类型，以生成一条食品存储数据。

其中，在所述步骤“识别移动RFID标签的标识信息”中：

所述标识信息通常包含食品名称，提前录入RFID标签中，并由所述冰箱中设置的RFID采集模块进行获取。所述RFID采集模块设置为可识别RFID标签的信号、采集信号强度及读取所述RFID标签的标识信息。当然，获得所述标识信息的前提条件为：每一个食品上预先设置有RFID标签，在此不做详细赘述。

RFID标签可设置为无源标签、有源标签，还可设置为当移动时才发出信号的标签。根据所述RFID标签的不同，所述步骤“识别所述移动RFID标签的标识信息”具有不同的实施方式。例如在一实施例中，RFID标签设置为当移动时才发出信号的标签，当食品发生移动时，食品上设置的RFID标签同步移动并发出信号，所述RFID采集模块采集到该信号后识别该RFID标签的标识信息。而在本发明另一实施例中，RFID标签设置为无论是否移动均可与所述RFID采集模块进行信号交互，所述“识别移动RFID标签的标识信息”包括：

采集并追踪RFID标签的信号强度；

判断所述信号强度是否变化，若是，判定所述RFID标签为移动RFID标签；

识别所述移动RFID标签的标识信息。

具体的，所述RFID采集模块采集其感测范围内的所有RFID标签的信号强度，所述冰箱的判断模块根据信号强度是否变化判断相应的RFID标签是否移动。若为移动RFID标签，则所述RFID采集模块识别其标识信息，以确认设置有所述移动RFID标签的食品的食品名称；若RFID标签不移动，则所述RFID采集模块不识别其标识信息。

其中，参看图2，在一实施例中，所述步骤“根据所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型”包括：

分析所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势；

根据所述变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型；其中，若所述变化趋势为由弱变强，则所述动作类型为存入动作；若所述变化趋势为由强变弱，则所述动作类型为取出动作。

所述RFID采集模块设置实时追踪所述移动RFID标签的信号强度，直到其信号强度维持稳定至预设时间段，则判断所述移动RFID标签完成移动。然后由数据分析模块分析所述移动RFID标签移动过程中的信号强度变化，获得其变化趋势。

进一步地，在本发明一实施例中，还可根据所述RFID采集模块于所述冰箱上的设置位置，预先存储分别对应于所述动作类型的若干信号强度变化趋势预设曲线；参图3和图4，当所述RFID采集模块设置于冰箱内胆的左侧壁或右侧壁处时，一种对应于存入动作的变化趋势预设曲线如图3所示，另一种对应于取出动作的变化趋势预设曲线如图4所示。所述判断模块可将所述变化趋势与所述变化趋势预设曲线进行匹配，以判断所述变化趋势相对应的动作类型。当然，在具体实施时，所述存入动作或所述取出动作可分别对应于多种变化趋势预设曲线。

另外，参看图5，在本发明另一实施例中，还可根据所述RFID采集模块于所述冰箱上的设置位置，预设一信号强度阈值A₀，所述信号强度阈值A₀小于所述RFID采集模块可采集到的所述冰箱内任意位置处的信号强度。所述步骤“根据所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型”包括：

采集所述移动RFID标签的初始信号强度A₁和最终信号强度A₉；所述初始信号强度A₁、所述最终信号强度A₉与预设信号强度阈值A₀之间的大小关系定义所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势；

根据所述变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型；其中，若所述变化趋势为A₁≤A₀＜A₉，则所述动作类型为存入动作；若所述变化趋势为A₁＞A₀≥A₉，则所述动作类型为取出动作。

其中，所述RFID采集模块设置实时追踪所述移动RFID标签的信号强度，直到其信号强度维持稳定至预设时间段，则判断所述移动RFID标签完成移动。所述初始信号强度A₁为所述移动RFID标签开始移动时信号强度，所述最终信号强度A₉为所述移动RFID标签结束移动后的信号强度。然后由数据分析模块根据所述初始信号强度A₁、所述最终信号强度A₉与所述信号强度阈值A₀之间的大小关系定义所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势。通过预设所述信号强度阈值A₀，可排除数据噪声，如当用户仅挪动食品在冰箱内的位置而并非取出或存入时，虽然食品的RFID标签的信号强度也会发生变化，但由于其初始信号强度A₁和最终信号强度A₉均大于信号强度阈值A₀，故不会误判断为取出动作或存入动作。

另外，在本发明一实施例中，所述食品管理方法还包括位于步骤“匹配所述标识信息与所述动作类型，以生成一条食品存储数据”之后的步骤：

输出所述食品存储数据。

具体的，可通过所述冰箱的输出模块将所述食品存储数据输出至冰箱显示模块、或移动终端、或网络服务器。结合具体的应用，可实现通过显示模块或移动终端显示所述食品存储数据，还可根据所述食品存储数据更新食品存储列表，还可供网络服务器采集用户取放食品的种类、数量或习惯等，以实现提醒功能或推荐食谱等。

其中，所述步骤“匹配所述标识信息与所述动作类型，以生成一条食品存储数据”中：

可根据时间信息，匹配所述标识信息与所述动作类型；生成的一条所述食品存储数据，包括所述标识信息与所述动作类型，如下表所示例。

在本发明一实施方式中，所述食品管理方法还包括所述步骤“识别移动RFID标签的标识信息”之前的步骤：

接收冰箱门体的开启信号，建立中间数据库；

以及所述步骤“匹配所述标识信息与所述动作类型，以生成一条食品存储数据”之后的步骤：

将所述食品存储数据保存至所述中间数据库；

接收所述冰箱门体的关闭信号，统计所述中间数据库中包含所述标识信息的食品存储数据的条数M；

若M≥2，则输出与所述标识信息相对应的食品数量采集指令。

其中，所述中间数据库用于存储所述冰箱门体开启至关闭之间的全部所述食品存储数据。根据时间顺序，在所述冰箱门体开启至关闭之间，存入/取出的所有所述移动RFID标签的食品存储数据会逐条保存至所述中间数据库，如下表示例：

当关闭所述冰箱门体时，访问所述中间数据库，并以所述标识信息遍历所述中间数据库内的所有食品存储数据。若存在同一所述标识信息(如“面包”)的2条及以上食品存储数据，则所述冰箱的控制模块生成与所述标识信息(如“面包”)相对应的食品数量采集指令，并将所述食品数量采集指令输出至冰箱显示模块、移动终端等，如弹出对话框，以通过用户输入来更新与所述标识信息相对应的食品的数量信息。

在本发明一实施方式中，当所述冰箱门体关闭后，将所述中间数据库的所述食品存储数据输出以更新食品存储列表；也可与网络连通以将所述食品存储数据上传服务器，以统计或分析用户存取食品的习惯，或根据用户存取食品的种类及数量，给出食谱推荐，还可结合用户身体健康指数做到提醒功能等。

另外，在本发明一实施例中，可以在所述冰箱门体开启后，启动所述RFID采集模块；在所述冰箱门体关闭后，关闭所述RFID采集模块。

本发明一实施方式还提供一种智能冰箱的食品管理系统，所述冰箱包括用于存储食品的间室、门体及门体感应器，所述门体用于开闭所述间室以使用户进出所述间室进行食品的取放，所述门体感应器可用于感测所述门体的开闭并生成相对应的开启信号和关闭信号。

所述冰箱通过所述食品管理系统实现对其存储食品的取出或存入及各食品的重量进行检测和识别，以达到智能管控的效果。

所述食品管理系统包括控制模块、判断模块、RFID采集模块、数据分析模块、数据处理模块和输出模块。

具体的，所述RFID采集模块，用于识别移动RFID标签的标识信息，以及用于实时采集所述移动RFID标签的信号强度；

所述数据分析模块，用于分析所述信号强度并得到所述信号强度的变化趋势；

所述判断模块，用于根据所述变化趋势判断所述移动RFID标签的动作类型；

所述数据处理模块，用于匹配所述标识信息与所述动作类型以生成一条食品存储数据。

其中，所述RFID采集模块可设置于所述冰箱内以对所述冰箱内的RFID标签进行检测，具体的，可用于识别RFID标签的信号、采集信号强度及读取所述RFID标签的标识信息等。所述标识信息通常包含食品名称，提前录入RFID标签中。当然，获得所述标识信息的前提条件为：每一个食品上预先设置有RFID标签，在此不做详细赘述。

RFID标签可设置为无源标签、有源标签，还可设置为当移动时才发出信号的标签。根据所述RFID标签的不同，所述RFID采集模块识别所述移动RFID标签的标识信息的过程也具有不同的实施方式。例如在一实施例中，RFID标签设置为当移动时才发出信号的标签，则当食品发生移动时，食品上设置的RFID标签同步移动并发出信号，所述RFID采集模块采集到该信号后识别该RFID标签的标识信息。

而在本发明另一实施例中，RFID标签设置为无论是否移动均可与所述RFID采集模块进行信号交互，所述RFID采集模块采集其感测范围内的所有RFID标签的信号强度，并将所述信号强度传输至所述判断模块；所述判断模块还用于根据接收到的所述信号强度是否变化判断相应的RFID标签是否移动；若所述RFID标签为移动RFID标签，则所述RFID采集模块识别该移动RFID标签的标识信息，以确认设置有所述移动RFID标签的食品的食品名称；若RFID标签不移动，则所述RFID采集模块不识别该RFID标签的标识信息。

其中，所述RFID采集模块设置为实时追踪所述移动RFID标签的信号强度，直到其信号强度维持稳定至预设时间段，则判断所述移动RFID标签完成移动。所述数据分析模块分析所述移动RFID标签移动过程中的信号强度变化，获得其变化趋势。在本发明一实施例中，所述变化趋势包括由弱变强和由强变弱。

所述判断模块还用于当所述变化趋势为由弱变强，判断所述动作类型为存入动作；以及用于当所述变化趋势为由强变弱，判断所述动作类型为取出动作。

具体的，在本发明一实施例中，根据所述RFID采集模块于所述冰箱上的设置位置，预先存储分别对应于所述动作类型的若干信号强度变化趋势预设曲线；参图3和图4，当所述RFID采集模块设置于冰箱内胆的左侧壁或右侧壁处时，一种对应于存入动作的变化趋势预设曲线如图3所示，另一种对应于取出动作的变化趋势预设曲线如图4所示。所述判断模块可将所述变化趋势与所述变化趋势预设曲线进行匹配，以判断所述变化趋势相对应的动作类型。当然，在具体实施时，所述存入动作或所述取出动作可分别对应于多种变化趋势预设曲线。

参看图5，在本发明另一实施例中，还可根据所述RFID采集模块于所述冰箱上的设置位置，预设一信号强度阈值A₀，所述信号强度阈值A₀小于所述RFID采集模块可采集到的所述冰箱内任意位置处的信号强度。

所述RFID采集模块还用于采集所述移动RFID标签的初始信号强度A₁和最终信号强度A₉，所述初始信号强度A₁为所述移动RFID标签开始移动时信号强度，所述最终信号强度A₉为所述移动RFID标签结束移动后的信号强度。

所述数据分析模块还用于根据所述初始信号强度A₁、所述最终信号强度A₉与预设信号强度阈值A₀之间的大小关系定义所述移动RFID标签的信号强度的变化趋势。

所述判断模块还可用于当所述变化趋势为A₁≤A₀＜A₉时，判断所述动作类型为存入动作；当所述变化趋势为A₁＞A₀≥A₉时，判断所述动作类型为取出动作。

通过预设所述信号强度阈值A₀，可排除数据噪声，如当用户仅挪动食品在冰箱内的位置而并非取出或存入时，虽然食品的RFID标签的信号强度也会发生变化，但由于其初始信号强度A₁和最终信号强度A₉均大于信号强度阈值A₀，故不会判断为取出动作或存入动作。

所述数据处理模块还用于根据时间信息，匹配所述标识信息与所述动作类型，生成一条所述食品存储数据，所述食品存储数据包括所述标识信息与所述动作类型，如下表所示例。

进一步地，所述控制模块还用于当所述冰箱门体开启时，接收所述门体感应器输送的开启信号，以及用于当所述冰箱门体关闭时，接收所述门体感应器输送的关闭信号。

当所述控制模块接收到所述开启信号时，所述存储模块建立用于存储所述食品存储数据的中间数据库；所述中间数据库用于存储所述冰箱门体开启至关闭之间的全部所述食品存储数据。根据时间顺序，在所述冰箱门体开启至关闭之间，所有所述移动RFID标签的所述食品存储数据会逐条保存至所述中间数据库，如下表示例：

当所述控制模块接收到所述关闭信号时，所述数据处理模块统计所述中间数据库中包含所述标识信息的食品存储数据的条数M；

其中，当M≥2时，所述控制模块输出食品数量采集指令，以采集所述RFID标签所对应食品的数量信息。

具体的，当关闭所述冰箱门体时，所述数据处理模块访问所述中间数据库，并以所述标识信息遍历所述中间数据库内的所有食品存储数据。若存在同一所述标识信息(如“面包”)的2条及以上食品存储数据，则所述控制模块生成与所述标识信息(如“面包”)相对应的食品数量采集指令；

所述输出模块还用于将所述食品数量采集指令输出至冰箱显示模块或移动终端等，以在所述显示模块或移动终端弹出对话框，以通过用户输入来更新与所述标识信息相对应的食品的数量信息。

在本发明一实施方式中，所述输出模块还可用于，当所述冰箱门体关闭后，将所述中间数据库的所述食品存储数据输出至所述冰箱的终端存储器，以更新食品存储列表；也可与网络连通以将所述食品存储数据上传服务器，以统计或分析用户存取食品的习惯，或根据用户存取食品的种类及数量，给出食谱推荐，还可结合用户身体健康指数做到提醒功能等。

进一步地，所述控制模块还用于接收冰箱门体的开启信号后，控制所述RFID采集模块开启；以及用于接收所述冰箱门体的关闭信号后，控制所述RFID采集模块关闭。

与现有技术相比，本发明一实施方式提供的智能冰箱的食品管理方法及食品管理系统具有以下有益效果：通过信号强度的变化趋势，判断移动RFID标签的动作类型，可实时监控冰箱内食品的存取状态；并通过对食品存取的实时监测，可实现对同一食品多次取放的监控，在及时冰箱开关门时RFID标签相同的情况下，也可获取用户取放食品的中间过程，例如从冰箱内取出部分面包后再次存入面包的情况，虽然RFID标签在开门关门时均在，但可以智能判断面包的取出数量及剩余数量。

在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，以上所描述的结构、系统以及方法的实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以2个或2个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。