本解决方案涉及物联网技术领域，特别涉及一种物联网智能冰箱。
背景技术：
物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后又一次全球信息化浪潮，是全球信息化发展的新阶段。我国政府高度重视物联网技术发展，已将传感网列入重点研究领域。物联网与新能源、绿色制造等并列为国家五大新兴战略性产业。目前物联网相关技术研究已成为国内外的研究热点。
冰箱早已成为每家每户必备的家用电器，其能够很好地存储食品，方便快捷。但现实生活中，特别是对于上班族群体，在回家准备买菜或其他食品时，由于工作繁忙，往往忘记了家中冰箱内已存储有哪些食品，这样就会因为记错而造成多买了记得没有却已有的食品或漏买了记得有却没有的食品，容易造成食品多买了而放久不新鲜或坏掉，或者少买了要买的食品而反复购买的情况。并且传统的冰箱只具备冷藏和冷冻两种功能，自冰箱面世以来其功能几乎没有发生根本变换，都是需要用户自己购买好商品后放进冰箱内相应的空间，由自己决定什么时候增加放入和什么时候购买。正因如此，传统的冰箱在使用过程中经常出现食品过期、食品短缺的情况，更不会根据用户的个体喜好以及健康饮食的指导来控制冰箱内的食品品种和数量增减。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种物联网智能冰箱，采用射频识别(RFID)技术，结合互联网和信息处理技术，建立智能冰箱食品监管系统，实现对冰箱的食品记录，冰箱内食品可通过冰箱的液晶屏实时显示，也可通过移动终端发送短信到冰箱查询家中冰箱内的食品。
(二)技术方案
一种物联网智能冰箱，包括主控制模块和从控制模块，所述主控制模块包括核心板单元、RFID读卡器单元、LCD触摸屏单元、有线网卡单元和无线通信单元，所述从控制模块包括51单片机单元、压力传感器单元、温度传感器单元和冰箱制冷片单元，所述主控制模块与所述从控制模块通过串口进行数据交互。
进一步的，所述核心板单元采用Intel XScale PXA270。
进一步的，所述RFID读卡器单元扫描食品标签，所述RFID读卡器单元采用ISO18000-6C I系列读写器。
进一步的，所述核心板单元通过所述有线网卡单元与Internet网络进行数据交互。
进一步的，所述核心板单元通过所述无线通信单元与移动终端进行数据交互，所述无线通信单元采用DU600GPRS/GSM模块。
进一步的，所述压力传感器单元采集冰箱内食品重量，所述压力传感器单元采用HX711压力传感器。
进一步的，所述温度传感器单元包括温度传感器和第一电阻，所述温度传感器采用单线式数字温度传感器DS18B20。
进一步的，所述51单片机单元包括51单片机芯片、石英晶振、第一～第三电容和第二电阻，所述51单片机芯片为40pin 89C51单片机，所述第一电容为电解电容。
进一步的，所述冰箱制冷片单元包括制冷片、继电器、三极管、二极管和第三电阻，所述制冷片为半导体制冷片。
(三)有益效果
本发明提供了一种物联网智能冰箱，采用射频识别(RFID)技术，结合互联网和信息处理技术，建立智能冰箱食品监管系统，实现对冰箱的食品记录，冰箱内食品可通过冰箱的液晶屏实时显示，也可通过移动终端发送短信到冰箱查询家中冰箱内的食品，从而通过移动终端购买食品，给人们的日常生活提供了极大的便利，为现代家庭的健康生活提供保障，减少了社会资源浪费，符合当代社会绿色环保的理念，满足未来智能家居的需求。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
结合图1和图5，一种物联网智能冰箱，包括主控制模块和从控制模块，主控制模块包括核心板单元、RFID读卡器单元、LCD触摸屏单元、有线网卡单元和无线通信单元，从控制模块包括51单片机单元、压力传感器单元、温度传感器单元和冰箱制冷片单元，主控制模块与从控制模块通过串口进行数据交互。
系统选用基于采用Intel XScale PXA270核心板的硬件开发平台，该平台是以Intel XScale架构的ARM处理器。嵌入式操作系统选用Windows CE 5.0。Windows CE是高度模块化的嵌入式操作系统。
随着物联网的发展，物联网方向智能家居的投入也在迅速扩大，RFID标签的成本也不断地降低，极大可能取代条形码成为食品外包。而且RFID标签以其耐用、持久和免维护著称。
RFID读卡器单元扫描食品标签，RFID读卡器单元采用ISO18000-6C I系列读写器。ISO18000-6C I系列读写器是新一代远距离电子标签读写器，读写器所支持的标签主要遵从ISO18000-6C协议的无源电子标签。用户可使用读写器对6C电子标签进行读、写、锁定等功能操作。该读写器有主从、定时和触发三种读电子标签的工作方式，连接控制器的通信接口有RS-232、RS-485和Wiegand接口，可以直接与具有标准韦根W26或W34接口的控制设备连接，也可以通过标准串行通信接口与控制器相连，进行数据通信与交换。当压力传感器单元检测冰箱内食品重量发生变化时，触发读写器扫描冰箱内的食品标签，该读写器提供一次读写多个标签。
核心板单元通过有线网卡单元与Internet网络进行数据交互。预设冰箱能够直接访问的物联网超市网站，从而进行对接。用户通过LCD触摸屏登录购物网站实现下单操作，默认每台冰箱都配有一个专用的账号来绑定登录，通过POST方式提交页面。当冰箱登录成功后，即可实现在线购买商品并下单。同时LCD触摸屏实时显示冰箱内食品信息和温度参数。
核心板单元通过无线通信单元与移动终端进行数据交互，无线通信单元采用DU600GPRS/GSM模块。DU600支持多种连接模式，可以实现与移动终端通信的基本功能。智能冰箱的GPRS/GSM模块只需要短信收发并且解译收到的短信信息，通过DU600选择唤醒模式等待接收短信并且解译短信后得到指令，并将该控制指令发送给PXA270核心板实现购买功能和查询功能。若在预定时间内用户尚未回复确认购买，则自动取消该次食品的购买并且断开与GPRS连接;若在预定时间内客户回复确认购买，则PXA270核心板返回一个确认购买的信息并且断开GPRS连接。
压力传感器单元采集冰箱内食品重量，压力传感器单元采用HX711压力传感器。HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。当压力传感器感应冰箱内食品重量发生变化时才会发送信号到PXA270核心板，同时开启RFID读卡器进行食品标签扫描。当冰箱打开的时候，PXA核心板对压力传感器通电，压力传感器第一次工作时会记录初始时候冰箱内食品重量。当冰箱关闭的时候，测量压力传感器感应的食品重量，并对比初始时候冰箱内食品重量是否发生变化，若未变化则关闭压力传感器并断开RFID读卡器。
如图2所示，温度传感器单元包括温度传感器U1和电阻R1，温度传感器U1采用单线式数字温度传感器DS18B20，其结构简单不需要外接电路，仅用一根I/O数据线传输数据。每只DS18B20由独立的序列号，实现多个DS18B20挂接在一根数据线上分别检测多点温度。DS18B20转换后的代码并不是实际的温度值，需要进行计算转换。温度高字节中的前五位用来保存温度的正负，高字节的后三位和低字节八位用来保存温度值，其中低字节的低四位保存温度的小数位。
如图3所示，51单片机单元包括51单片机芯片U2、石英晶振X1、电容C1～C3和电阻R2，51单片机芯片U2为40pin 89C51单片机，电容C1为电解电容。51单片机芯片U2通过RxD脚和TxD脚与PXA270核心板进行数据交互。
如图4所示，冰箱制冷片单元包括制冷片U3、继电器K1、三极管Q1、二极管D1和电阻R3，制冷片U3为半导体制冷片，最低可达-10℃。
由于PXA270核心板外接插口问题，温度传感器DS18B20基于51单片机U2操作，因而无需嵌入PXA270核心板上。温度传感器DS18B20随着冰箱的启动而启动，将采集的冰箱内温度发送给51单片机U2，51单片机U2将采集的温度与设置的温度值进行比较，若高于设置的温度值则开启制冷片。若小于或者等于设置的温度值，则关停制冷片。
本发明提供了一种物联网智能冰箱，采用射频识别(RFID)技术，结合互联网和信息处理技术，建立智能冰箱食品监管系统，实现对冰箱的食品记录，冰箱内食品可通过冰箱的液晶屏实时显示，也可通过移动终端发送短信到冰箱查询家中冰箱内的食品，从而通过移动终端购买食品，给人们的日常生活提供了极大的便利，为现代家庭的健康生活提供保障，减少了社会资源浪费，符合当代社会绿色环保的理念，满足未来智能家居的需求。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
