冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统的制作方法与工艺

冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统本发明是申请号为201410393431.9、申请日为2014年8月11日、发明名称为“冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统”的专利的分案申请。技术领域本发明涉及冰箱检测领域，尤其涉及一种冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统。

背景技术：
冰箱，是一种保持恒定低温的制冷设备，也是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用产品。箱体内有压缩机、制冰机，用以结冰的柜或箱，以及带有制冷装置的储物盒。家用电冰箱的容积通常为20～500升。1910年世界上第一台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世。1925年瑞典丽都公司开发了家用吸收式冰箱。1927年美国通用电气公司研制出全封闭式冰箱。1930年采用不同加热方式的空气冷却连续扩散吸收式冰箱投放市场。1931年研制成功新型制冷剂氟利昂12。50年代后半期开始生产家用热电冰箱。中国从50年代开始生产电冰箱。冰箱已经成为人们不可缺少的必备家用电器。在冰箱的使用过程，一种现象比较频繁地发生：人们经常打开关闭冰箱门，外部水分过多的空气进入冰箱内部，或者冰箱内放置了较多的含水分量高的水果蔬菜，都导致湿气冷凝结冰，由于冷凝管位于在冰箱箱体后部，结冰位置也处于冰箱箱体后部内侧，日积月累，积冰向冰箱门的方向推进，将储物盒向前压挤，使得冰箱门无法关闭，冰箱压缩机和冷凝管不停工作，增加能耗的同时，减低了冰箱的使用寿命。现有技术中，针对冰箱箱体后部内侧积冰的解决方案有两种，一种是定期除冰，另一种是在冰箱箱体后部开有通水孔，使得湿气在冷却为液态 水之时就能流到冰箱下侧的接水盘，这两种解决方案都在一定程度上缓解了冰箱箱体后部内侧积冰的问题，但也都存在一定的弊端，前者需要定期聘请专业人员上门维护，设备维护开支较高，后者只能缓解不能彻底解决积冰问题，另外，通水孔经常因为异物发生堵塞，这时通水孔的作用就难于发挥。因此，需要一种新的冰箱箱体后部内侧积冰解决方案，能够在积冰发展的不同阶段进行不同策略的检测报警，并实现智能化的自动除冰，从而减少用户的人为介入，省时省力。

技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统，引入激光测距仪和红外收发器对冰箱箱体后部内侧积冰进行检测，引入摄像头在积冰严重的情况下进行冰箱内部场景拍摄，并引入加热板以根据检测结果进行实时除冰，从而在冰箱内部通水孔堵塞的情况下，也无需人工介入即能达到自动除冰，同时能够将积冰情况随时显示给用户，提高了冰箱设备的智能化程度。根据本发明的一方面，提供了一种冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统，所述检测报警系统包括激光测距仪、红外发射器、红外接收器和单片机，所述激光测距仪位于冰箱门内侧底端，用于检测冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的检测距离，所述红外发射器和所述红外接收器分别位于冰箱箱体左部内侧底端和右部内侧底端的预定位置，用于检测冰箱箱体后部底端的积冰厚度，所述单片机根据所述检测距离和所述积冰厚度对冰箱后部内侧积冰进行检测报警。更具体地，在所述冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统中，进一步包括激光测距仪，包括激光发射单元、光电转换单元和定时计算单元，所述激光发射单元用于向冰箱箱体后部内侧垂直发射激光光束，所述发射激光光束穿过冰箱箱体和冰箱内部储物盒之间的空隙，所述光电转换单元用于接收冰箱箱体后部内侧反射的反射激光光束，所述定时计算单元连接所述激光发射单元和所述光电转换单元，根据发射激光光束和接收反射激光光束的时间差，计算冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的检测距离； 红外发射器，包括水平等距放置的第一红外发射单元、第二红外发射单元和第三红外发射单元，所述第一红外发射单元距离冰箱箱体后部内侧底端最近；红外接收器，包括水平等距放置的第一红外接收单元、第二红外接收单元和第三红外接收单元，第一红外接收单元、第二红外接收单元和第三红外接收单元与第一红外发射单元、第二红外发射单元和第三红外发射单元分别水平对应以分别接收第一红外发射单元、第二红外发射单元和第三红外发射单元发射的红外线，所述第一红外接收单元距离冰箱箱体后部内侧底端最近，所述第一红外接收单元在接收不到红外线时发射第一积冰厚度，所述第二红外接收单元在接收不到红外线时发射第二积冰厚度，所述第三红外接收单元在接收不到红外线时发射第三积冰厚度；单片机，位于冰箱箱体前部的外侧，分别连接激光测距仪、红外发射器和红外接收器，根据预存的冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的出厂距离和接收到的检测距离计算激光检测积冰厚度，当接收到第一积冰厚度且与激光检测积冰厚度相符时，输出积冰提示信号，当接收到第二积冰厚度且与激光检测积冰厚度相符时，输出积冰预警信号，当接收到第三积冰厚度且与激光检测积冰厚度相符时，输出积冰报警信号，当激光检测积冰厚度小于预设厚度阈值时，输出积冰正常信号，预设厚度阈值小于第一积冰厚度；摄像头，位于冰箱箱体左部内侧，对冰箱箱体后部内侧进行拍摄以输出图像信号，连接单片机，并在接收到积冰预警信号或积冰报警信号时，启动拍摄，在接收到积冰正常信号或积冰提示信号时，关闭拍摄；加热板，位于冰箱箱体后部内侧，用于对冰箱箱体后部内侧加热，连接单片机，并在接收到积冰预警信号或积冰报警信号时，启动加热，在接收到积冰正常信号或积冰提示信号时，关闭加热；显示面板，位于冰箱箱体前部的外侧，连接单片机和摄像头，用于显示激光检测积冰厚度、第一积冰厚度、第二积冰厚度或第三积冰厚度，并在接收到积冰正常信号、积冰提示信号、积冰预警信号或积冰报警信号时，显示与积冰正常信号、积冰提示信号、积冰预警信号或积冰报警信号对应的提示信息，在接收到积冰预警信号或积冰报警信号时，还显示摄像头拍摄的图像信号；用户输入键盘，连接单片机，在单片机的控制下，根据用户的输入，设定加热板的加热功率等级、显示面板是否显示所述图像信号和无线通信接口数据发送对象的通信号码；无 线通信接口，连接单片机，在接收到积冰报警信号时，将激光检测积冰厚度和与积冰报警信号对应的提示信息通过无线通信网络发送给冰箱用户的无线通信终端；其中，所述单片机内置有存储器，用于存储所述预存的冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的出厂距离和所述预设厚度阈值；其中，所述单片机根据预存的冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的出厂距离和接收到的检测距离计算激光检测积冰厚度包括，将预存的冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的出厂距离和接收到的检测距离之间的差值作为激光检测积冰厚度。更具体地，在所述冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统中，所述显示面板为液晶显示屏。更具体地，在所述冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统中，所述无线通信接口为GPRS无线通信接口、3G无线通信接口或4G无线通信接口。更具体地，在所述冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统中，将所述单片机、所述显示面板、所述用户输入键盘和所述无线通信接口集成在一块集成电路板上。更具体地，在所述冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统中，所述存储器为SynchronousDynamicRandomAccessMemory同步动态随机存储器。更具体地，在所述冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统中，所述摄像头还包括摄像灯，用于在所述摄像头启动摄像时，打开摄像灯进行摄像照明。附图说明以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：图1为根据本发明实施方案示出的冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统的结构方框图。图2为根据本发明实施方案示出的冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统的激光测距仪的结构方框图。具体实施方式下面将参照附图对本发明的冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统的 实施方案进行详细说明。冰箱是人们日常生活的必备电器。在民用方面，冰箱能对食物和饮料保鲜或冷冻，用以延迟食物和饮料的过期时间。冰箱的发明让人类远离了发霉的食物，可以将温度降低并保存，让人们在夏天的时候享受健康的食物，不能不说是科技带给人类的一种进步。根据冰箱的工作原理对冰箱的分类如下。1)压缩式电冰箱：该种电冰箱由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功，制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发汽化时吸收热量的原理制成的，其优点是寿命长，使用方便，目前世界上91～95％的电冰箱属于这一类。2)吸收式电冰箱：该种电冰箱可以利用热源(如煤气、煤油、电等)作为动力，利用氨—水—氢混合溶液在连续吸收—扩散过程中达到制冷的目的，其缺点是效率低，降温慢，现已逐渐被淘汰。3)半导体电冰箱：他是利用对PN型半导体，通以直流电，在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。4)化学冰箱：他是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。5)电磁振动式冰箱：他是用电磁振动机作本动力来驱动压缩机的冰箱，其原理、结构与压缩式电冰箱基本相同。6)太阳能电冰箱：他是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。目前冰箱产品已进入更新换代的高峰期，市场消费升级需求拉动产品结构向高端化升级，新兴消费群体对冰箱品牌与品质有着更高的要求，也是支撑高端产品进一步扩容的推动力。这就要求冰箱提高自身的智能化水平和科技含量，为用户的使用带来更多的方便。在冰箱的使用过程中，存在冰箱箱体后部内侧积冰的问题，原因在于，大部分水汽来自空气中，人们存放食品打开冰箱时，室内空气和冰箱内气体自由交换，室内的湿空气悄悄地进入冰箱里；还有一部分水汽来自冰箱里存放的食品，如清洗干净的蔬菜、水果放在保鲜盒里，蔬菜等食品中的水分蒸发，提高了冰箱箱内空气的湿度；大量的湿气遇到冰箱箱体后部的冷凝管，导致湿气冷凝结冰，累积在冰箱箱体后部内侧，并将储物盒向前压挤，使得冰箱门无法正常关闭，冰箱压缩机和冷凝管不停工作，为用户的使用带来了极大的不便。本发明的冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统，能够对冰箱箱体后部 内侧积冰进行实时检测的同时，实现自动除冰、自动报警、积冰图像自动显示和积冰报警信息自动发送，提高冰箱的自动化水平和智能化程度。图1为根据本发明实施方案示出的冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统的结构方框图，所述检测报警系统包括激光测距仪1、红外发射器2、红外接收器3、单片机4和供电设备5，单片机4与激光测距仪1、红外发射器2、红外接收器3和供电设备5分别连接，激光测距仪1位于冰箱门内侧底端，用于检测冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的检测距离，红外发射器2和红外接收器3相对水平放置，分别位于冰箱箱体左部内侧底端和右部内侧底端的预定位置，用于检测冰箱箱体后部底端的积冰厚度，单片机4接收所述检测距离和所述积冰厚度，并根据所述检测距离和所述积冰厚度对冰箱后部内侧积冰进行检测和报警，供电设备5用于在单片机4的控制下，对所述检测报警系统内的各个电子设备进行供电管理。下面，对所述检测报警系统的各个电子设备进行更具体的结构说明。首先，参照图2对激光测距仪1的结构进行说明，激光测距仪1由激光发射单元11、光电转换单元12和定时计算单元13组成，所述激光发射单元11用于向冰箱箱体后部内侧垂直发射激光光束，所述发射激光光束穿过冰箱箱体和冰箱内部储物盒之间的空隙，所述光电转换单元12用于接收冰箱箱体后部内侧反射的反射激光光束，所述定时计算单元13连接所述激光发射单元11和所述光电转换单元12，根据发射激光光束和接收反射激光光束的时间差，计算冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的检测距离。另外，红外发射器2包括水平等距放置的第一红外发射单元、第二红外发射单元和第三红外发射单元，所述第一红外发射单元距离冰箱箱体后部内侧底端最近；红外接收器3包括水平等距放置的第一红外接收单元、第二红外接收单元和第三红外接收单元，第一红外接收单元、第二红外接收单元和第三红外接收单元与第一红外发射单元、第二红外发射单元和第三红外发射单元分别水平对应以分别接收第一红外发射单元、第二红外发射单元和第三红外发射单元发射的红外线，所述第一红外接收单元距离冰箱箱体后部内侧底端最近，所述第一红外接收单元在接收不到红外线时发射第一积冰厚度，所述第二红外接收单元在接收不到红外线时发射第二积 冰厚度，所述第三红外接收单元在接收不到红外线时发射第三积冰厚度。单片机4，位于冰箱箱体前部的外侧，分别连接激光测距仪1、红外发射器2和红外接收器3，根据预存的冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的出厂距离和接收到的检测距离计算激光检测积冰厚度，当接收到第一积冰厚度且与激光检测积冰厚度相符时，输出积冰提示信号，当接收到第二积冰厚度且与激光检测积冰厚度相符时，输出积冰预警信号，当接收到第三积冰厚度且与激光检测积冰厚度相符时，输出积冰报警信号，当激光检测积冰厚度小于预设厚度阈值时，输出积冰正常信号，预设厚度阈值小于第一积冰厚度。所述检测报警系统还可以包括摄像头，所述摄像头位于冰箱箱体左部内侧，对冰箱箱体后部内侧进行拍摄以输出图像信号，所述摄像头连接单片机4，在接收到积冰预警信号或积冰报警信号时，启动拍摄，在接收到积冰正常信号或积冰提示信号时，关闭拍摄。所述检测报警系统还可以包括加热板，所述加热板的位置在冰箱箱体后部内侧，用于对冰箱箱体后部内侧加热，所述加热板连接单片机4，并在接收到积冰预警信号或积冰报警信号时，启动加热，在接收到积冰正常信号或积冰提示信号时，关闭加热。所述检测报警系统还可以包括显示面板，位于冰箱箱体前部的外侧，连接单片机4和摄像头，用于显示激光检测积冰厚度、第一积冰厚度、第二积冰厚度或第三积冰厚度，并在接收到积冰正常信号、积冰提示信号、积冰预警信号或积冰报警信号时，显示与积冰正常信号、积冰提示信号、积冰预警信号或积冰报警信号对应的提示信息，在接收到积冰预警信号或积冰报警信号时，还显示摄像头拍摄的图像信号。所述检测报警系统还可以包括用户输入键盘，所述用户输入键盘连接单片机4，在单片机4的控制下，根据用户的输入，设定加热板的加热功率等级、显示面板是否显示所述图像信号和无线通信接口数据发送对象的通信号码。所述检测报警系统还可以包括无线通信接口，所述无线通信接口连接单片机4，在接收到积冰报警信号时，将激光检测积冰厚度和与积冰报警信号对应的提示信息通过无线通信网络发送给冰箱用户的无线通信终端。其中，所述单片机4内置有存储器，用于存储所述预存的冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的出厂距离和所述预设厚度阈值；其中，所述单片机4根据预存的冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的出厂距离和接收到的检测距离计算激光检测积冰厚度包括，将预存的冰箱门内侧底端到冰箱箱体后部内侧底端的出厂距离和接收到的检测距离之间的差值作为激光检测积冰厚度。其中，所述显示面板为液晶显示屏，所述无线通信接口为GPRS无线通信接口、3G无线通信接口或4G无线通信接口，根据厂商定制需求，可选择将所述单片机4、所述显示面板、所述用户输入键盘和所述无线通信接口集成在一块集成电路板上，所述存储器为SynchronousDynamicRandomAccessMemory同步动态随机存储器，即SDRAM，以及所述摄像头还包括摄像灯，用于在所述摄像头启动摄像时，打开摄像灯进行摄像照明。另外，激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器，激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其他光学测距仪的五分之一到数百分之一。激光测距仪的工作原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间，然后通过光速c＝299792458m/s和气体折射系数n计算出距离D。另外，单片机(Singlechipmicrocomputer)，是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。他的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。他最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有 CPU的专用处理器芯片发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。采用本发明的冰箱箱体后部内侧积冰检测报警系统，针对现有冰箱通水孔易堵塞导致冰箱箱体后部内侧积冰严重的技术问题，采用激光、红外检测设备，准确检测积冰厚度，及时自动除冰，并在检测到积冰严重的情况发生时，通过摄像头拍摄出冰箱内部的积冰图像，还将积冰警示信息无线发送给冰箱用户，帮助冰箱用户实时了解冰箱积冰状态、快速解决积冰问题，从而不耽误冰箱的正常使用。可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。