基于物联网概念的智能冰箱设计

陈育智，卢光义，李志阳

（厦门华厦学院，福建 厦门 361024）

基于物联网概念的智能冰箱设计

陈育智，卢光义，李志阳

（厦门华厦学院，福建 厦门 361024）

随着物联网技术不断地渗透到人们的工作、生活和娱乐等方方面面，越来越多的产品更加智能化，而家电作为人们日常生活的必需品之一，不可避免地要融入物联网。文章提出一种基于物联网概念的智能冰箱设计，这种冰箱在完成基本的食品储藏功能情况下，可以兼顾食品管理、监控安防、电视娱乐等功能。

物联网；智能化；冰箱

物联网指的是物与物的连接，它是在互联网的基础上，通过各种感知技术而实现的。在庞大的物联网里面，人和任何物体都将成为一个信息员，接收信息、发送信息。物联网用于人类生活，就是把家和人连接起来，所谓“身在外，家就在身边；回到家，世界就在眼前”，这时候家用电器自然成为连接的主体。

作为在家里唯一24小时不停电的家电，冰箱无疑是最适合应用物联网技术的平台，有人把人对冰箱的需求细分为3类：基本需求、衍生需求和差异化需求。具体到功能上来说，冷冻、冷藏等是基本需求，智能化、人性化和保障人们健康和安全是衍生需求，差异化需求就是满足用户个性化的定制。

本文基于嵌入式技术进行智能冰箱设计，智能冰箱实际就是一个智能终端，它有CPU、存储器和输入输出接口，这是实现智能冰箱的基础硬件。同时它安装了先进的数据库，实现对所有的食物的智能管理。专用的食物保鲜盒与食物一一对应，为食物的智能管理提供了简单有效、节约成本的管理办法。安全防范功能的引入，为冰箱功能的衍生提出了一个全新而实用的设计，从而实现整个家居智能化和资源的综合利用。娱乐和个性化的设计属于锦上添花，也是充分利用冰箱这个智能终端的硬件基础，使家庭成员在非常枯燥和乏味的厨房里能听听音乐，看一下天天美食，学怎么做一手好菜，快乐中为家人准备丰盛的晚餐。冰箱的厂家和冰箱维修工程师能远程了解用户的使用习惯和冰箱的运行状态。

1 总体设计

作为一台冰箱，最基本的功能就是冷冻和冷藏，对应的制冷系统的设计，冷冻和冷藏的空间设计，冰箱外型的设计等由专业人士进行设计。本文只在专业人士的设计基础上，通过嵌入冰箱的计算机系统、数据库和数据库管理软件，提出一些智能化的设想。具体的设想主要体现在食物管理、监控安防、电视娱乐等几个方面。

2 食物管理功能

在冰箱的前端与人眼差不多平行的位置安装一台触摸的彩色高分辨率显示控制屏，实现人与冰箱的对话。每一次开启冰箱后，显示屏自动弹出冰箱管理主菜单，如图1所示。

图1 冰箱管理主菜单

食物管理功能就是对各种食物的名称、数量、购买日期、保质期等进行修改。温度调节属于冰箱的基本功能，可以调节冷冻和冷藏空间的温度。家庭菜谱提供一些家常菜的烹饪方法，也可以与美食网站或美食电视节目同步。监控安防则是冰箱衍生的安全防范功能，通过冰箱与视频监控摄像机、紧急按钮、煤气泄漏探测器等安防设备连接，利用移动侦测等技术实现家庭安全防范，并可以实现24小时自动录像。电视娱乐属于衍生的功能，可以听音乐，看电视直播或观看电视剧等其他娱乐节目，以打发在厨房烹调食物时的无聊和枯燥时光。系统设置属于系统的一些基本设置，如时间日期、语言、分辨率等等的设置，还有一些功能的关闭或开启，如WiFi的开启或关闭。

点击食物管理功能按钮，进入食物管理界面如图2所示。在这里主要是建立食物数据库及对食物的增加或减少进行修改，含序号、食物名称、数量、购买日期、保质期等字段。

图2 食物管理界面

这里强调保鲜盒与食物的一一对应，冰箱中用来存放鸡蛋、饮料等位置也作为一个保鲜盒来管理。如果是新加入的食物，则取一个空的保鲜盒，如选用6号保鲜盒来储存刚买的猪瘦肉，则保鲜盒选6，食物名称输入猪瘦肉，购买日期选当日，保质期选定适当的日期，数量用拉动显示条的方式。对鸡蛋等可以明确数量的，则拉到相应数量位置。对肉类等用满盒、小满，中、少、空来描述，也是拉到相应位置。如果是从冰箱取出食物，看一下保鲜盒的编号，选定相应保鲜盒，此时食物名称、购买日期、保质期等自动显示，用拉动显示条修改数量即可。设定若干时间不操作，则系统自动保存并熄灭显示器。同时，某种食物数量少时，或快到保质期的时间时，智能冰箱会自动弹出显示，也可以通过短信或微信等消息推送到主人的手机。

主人可以通过办公室电脑，手机或平板的APP查看食物储存情况，好安排晚餐的菜谱。可设定食物种类、数量最低线，低于最低线时设置提醒以便到超市购买补充。当然也可以与超市或网络购物平台对接，实现网上下单，商家送货上门，真正体验快捷和方便的生活。冰箱的生产厂家可以根据各冷冻或冷藏的空间情况，设计专用的保鲜盒，以实现冰箱各储存空间的充分利用。

3 监控安防功能

利用冰箱24小时不停电的特点，将家庭安全防范功能融入智能冰箱中。主要考虑几个方面，一是视频监控信号的存储和处理，二是家庭紧急情况的报警。

在家庭客厅、主卧室等主要区域安装视频监控摄像机等探测器，视频信号输入到智能冰箱，由冰箱的嵌入计算机进行视频压缩和存储。利用移动侦测功能，在系统进入警戒状态下，只要监控区域出现移动的物体，则自动启动报警。远程的电脑或移动终端接收到报警信号后，可以远程打开视频查看，确有非法入侵，则通知保安人员或直接拨110报警。如排除非法入侵，则远程复位即可。视频监控和报警的打开或关闭可以灵活设定，以充分保障家人的隐私。录像的时间也可以设定，如24小时录像，移动侦测录像或设定时间段录像等。

客厅和主卧室适当位置安装紧急求助按钮，厨房安装煤气泄漏探测器，它们也都与智能冰箱连接。家里发生紧急情况时，如煤气泄漏或老人有紧急情况求助，远程的电脑或移动终端接收到报警信号后，远程打开视频查看，并可以对话。确认紧急情况可以通知家人或物业管理人员上门处理。图3是冰箱安防系统的安装位置和连接示意。

图3 冰箱安防系统安装位置和连接示意

4 电视娱乐等其他功能

电视娱乐属于衍生的功能，可以听音乐、看电视直播或观看电视剧等娱乐节目，以打发在厨房烹调食物时的枯燥和乏味，使烹调成为一种享受。关于冰箱的电视娱乐功能，因为不是本文设计的重点，不再过多赘述。

5 结语

利用嵌入式的计算机系统，加上数据库和数据库管理软件，实现智能冰箱的设计。对目前的计算机技术和软件技术来说，是完全可以实现的。用这种思路实现的智能冰箱，克服了其他智能冰箱设计中的对食物管理的不可靠性和增加制造成本的缺点，加上视频监控等安全防范功能，家电和智能家居实现了完美融合。

[1]吴方，袁浩杰，钟海华.基于物联网的智能冰箱设计与实现[J].现代计算机，2011（18）：55-61.

[2]陈星.基于网络平台的智能冰箱应用探讨[J].科技创新导报，2013（8）：13.

[3]李思雯，吕建成，倪胜巧.集成的卷积神经网络在智能冰箱果蔬识别中的应用[J].数据采集与处理，2016（1）：205-212.

Design of intelligent refrigerator based on Internet of things

Chen Yuzhi, Lu Guangyi, Li Zhiyang
（Xiamen Huaxia University, Xiamen 361024, China）

With the continuous infiltration of Internet technology to people's work, life, entertainment and so on, more and more products are much more intelligent. Home appliances, as one of our daily necessities, are inevitably to be integrated into the Internet of Things . This paper has proposed a kind of intelligent refrigerator design based on the concept of the Internet of Things, which can combine several functions such as food management, monitor security, TV entertainment and so on on the condition that the basic food storage functions have been realized.

Internet of things; intelligent; refrigerator

陈育智（1984— ），男，福建厦门，本科，助教；研究方向：物联网技术。