本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种基于物联网的智能冷柜控制方法和智能冷柜。
背景技术：
射频识别（rfid）技术近年来得到了广泛的应用，智能冷柜是rfid系统的一个应用场景。由于没有售货人员的参与，智能冷柜必须解决以下几个问题：冷柜如何识别柜内的商品：谁拿走了冷柜中的商品；商品是何时放置在冷柜中，或者从冷柜中取走；放入冷柜商品的数量或者从冷柜中取走商品的数量等等。射频识别技术的应用解决了以上几个问题。
现有技术中公开了多种方式，以提供如何利用射频识别技术实现智能冷柜存取、销售的多种技术方案，如中国专利申请《一种基于rfid的售货系统》中所公开的技术内容，“包括售货机的售货系统，移动终端给服务器发送请求信号，服务器接收到请求信号后向控制器发送开锁信号，传感器用于检测到售货机门关闭后向控制器发送关锁信号，控制器用于将来自服务器的开锁信号和来自传感器的关锁信号，并将开锁信号或关锁信号发送至智能锁。rfid读写器用于读取收售货机内的商品数据，并将商品数据发送至服务器。售货机门具有屏蔽功能，当顾客选择好商品关上售货机门时，rfid读写器无法再读取顾客手上的商品信号，继续读取售货机内的商品数据发送至服务器；所述服务器接收到来自rfid读写器的商品数据后计算出目前售货机内的商品种类和数量，跟上一次计算的结果对比得知顾客所购买的商品，通过支付装置扣除购买产生的费用。”
在上述技术方案中，售货系统必须通过rfid两次读出的售货机内的商品种类和数量之间的对比计算得出售出商品的数量和费用。如果售货机门体的屏蔽功能发生故障，比如，设置在售货机门体中的导电布或导电橡胶发生破损，将严重影响到门体的屏蔽效果，这样，用户手中的部分商品，或者临近的售货机内的商品会被误认为是售货机内的商品，造成计算结果的严重偏差。此外，设置在门体中的导电布或者导电橡胶会增加门体的重量，长期使用会发生下沉变形，也会严重的影响用户的实际体验。
技术实现要素：
为了克服现有技术中由于售货机门体的设计缺陷，容易导致售货机出现误读的问题，本发明提供一种基于物联网的智能冷柜的控制方法。
一种基于物联网的智能冷柜的控制方法，包括以下步骤:
移动终端通过扫描智能冷柜的特征标识和数据共享交互平台建立通信；
所述数据共享交互平台判定所述移动终端的身份信息，并根据所述移动终端身份信息授予所述移动终端对应等级的控制权限；
当所述数据共享交互平台授予所述移动终端非禁用权限时，所述数据共享交互平台输出开锁信号至主控制器，所述主控制器控制柜门上的锁体动作并保持柜门在打开状态；
当所述锁体在外力作用下切换至锁闭状态时，所述主控制器接收所述锁体输出的锁闭信号并输出设定功率至功率分配器，功率分配器的多路输出端口在所述主控制器的控制下分别同相位输出设定功率的均分值至多路天线控制器，每一个天线控制器控制一只设置在托板边缘的阅读器天线本体工作，在柜体内形成激励磁场，多个所述天线控制器同时接收对应天线磁场范围内标签的身份标识并输出至所述主控制器，所述主控制器解码所述身份标识并将解码结果和接收到的身份标识数量输出至所述数据共享交互平台；
所述数据共享交互平台将本次接收到的解码结果和身份标识数量与上次接收到的解码结果和身份标识数量进行比较，并将比较结果发送至所述移动终端。
本发明上述所公开的基于物联网的智能冷柜的控制方法，通过主控制器、功率分配器和多个托板中阅读器天线的配合，实现无时差、无相位差、同功率的输出和输入，保证多个托板中的天线同时同功率工作，形成的磁场集中在柜体中，无信号泄漏，不会出现误读或漏读的问题，同时优化了无人职守的方案，用户通过移动终端可以灵活的购买商品，获得或查询需要的信息。
同时还公开了一种智能冷柜，采用基于物联网的智能冷柜的控制方法：基于物联网的智能冷柜的控制方法，包括以下步骤:
移动终端通过扫描智能冷柜的特征标识和数据共享交互平台建立通信；
所述数据共享交互平台判定所述移动终端的身份信息，并根据所述移动终端身份信息授予所述移动终端对应等级的控制权限；
当所述数据共享交互平台授予所述移动终端非禁用权限时，所述数据共享交互平台输出开锁信号至主控制器，所述主控制器控制柜门上的锁体动作并保持柜门在打开状态；
当所述锁体在外力作用下切换至锁闭状态时，所述主控制器接收所述锁体输出的锁闭信号并输出设定功率至功率分配器，功率分配器的多路输出端口在所述主控制器的控制下分别同相位输出设定功率的均分值至多路天线控制器，每一个天线控制器控制一只设置在托板边缘的阅读器天线本体工作，在柜体内形成激励磁场，多个所述天线控制器同时接收对应天线磁场范围内标签的身份标识并输出至所述主控制器，所述主控制器解码所述身份标识并将解码结果和接收到的身份标识数量输出至所述数据共享交互平台；
所述数据共享交互平台将本次接收到的解码结果和身份标识数量与上次接收到的解码结果和身份标识数量进行比较，并将比较结果发送至所述移动终端。
通过本发明所提供的智能冷柜，可以便捷地完成无人职守交易，整个系统的操作更为灵活多样，具有良好的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所公开的基于物联网的智能冷柜控制方法第一种实施例的流程图；
图2为移动终端具有用户权限时的控制方法流程图；
图3为移动终端具有管理员权限时的控制方法流程图；
图4为本发明所公开智能冷柜的结构示意框图；
图5为图4所示的智能冷柜中的托板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例中能够以如图示或描述之外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤单元。
如图1所示为本发明所公开的基于物联网的智能冷柜控制方法第一种实施例的流程图。在本实施方式中，控制方法包括以下步骤：
步骤s101，移动终端通过扫描智能冷柜的特征标识和数据共享交互平台建立通信。此处所定义的特征标识，优选为贴设在，或印制在智能冷柜柜体上的二维码。
步骤s102，所述数据共享交互平台判定移动终端的身份信息，并根据所述移动终端身份信息授予所述移动终端对应等级的控制权限。在判定移动终端的身份信息时，优选以移动终端的uid码作为身份信息进行校验。
步骤s103，如果校验移动终端的uid码无误，则数据共享交互平台授予对应的移动终端非禁用权限。如果校验移动终端的uid码存在异常，则数据共享交互平台授予对应的移动终端禁用权限。
步骤s104，授权成功后，数据共享交互平台输出开锁信号至主控制器，主控制器控制柜门上的锁体动作并保持柜门在打开状态，持有移动终端的人员允许操作柜体内的商品。
步骤s105，操作完毕后，关闭柜门，锁体在外力作用下切换至锁闭状态。
步骤s106，柜门关闭后，主控制器接收锁体输出的锁闭信号并输出设定功率至功率分配器，功率分配器的多路输出端口在主控制器的控制下，分别同相位输出设定功率的均分值至多路天线控制器。
步骤s107，每一个天线控制器控制一只设置在托板边缘的阅读器天线本体工作，即在同一个时刻内，柜体内所有托板上的阅读器天线被加载相同的能量，每个托板中设置的阅读器天线的上方和下方的感应能量会被相邻的天线版的能量所耦合，形成磁力线牵引力，使得能量向天线中心牵引，最终形成以天线所限定的托板边缘为边界，以所有托板阅读器天线本体排列高度为高度矩形能量场。这个能量场是完整的，没有间断的。
步骤s108，多个所述天线控制器同时接收对应天线磁场范围内标签的身份标识并输出至所述主控制器，所述主控制器解码所述身份标识并将解码结果和身份标识数量输出值所述数据共享交互平台。
步骤s109，所述数据共享交互平台将本次接收到的解码结果和接收到的身份标识数量与上次接收到的解码结果和身份标识数量进行比较，并将比较结果发送至所述移动终端。
更进一步的说，移动终端的非禁用权限分为用户权限和管理员权限。如图2所示，当移动终端具有用户权限时：
如步骤s202，数据共享交互平台将本次接收到的解码结果和接收到的身份标识数量和上次接收到的解码结果和接收到的身份标识数量进行比较。
步骤s203，如果本次接收到的身份标识数量小于等于上次接收到的身份标识数量，则在步骤s2041中，数据共享交互平台将比较结果发送至所述移动终端。如果本次接收到的身份标识数量大于上次接收到的身份标识数量，则在步骤s2042中，数据共享交互平台将移动终端的用户权限修改为禁用权限。同时输出警示信息，通知相关人员进行处理，避免用户放入商品，使得柜体中的商品被污染。
如图3所示，当所述移动终端具有管理员权限时，如步骤s302所示，所述数据共享交互平台将本次接收到的解码结果和接收到的身份标识数量和上次接收到的解码结果和接收到的身份标识数量进行比较。在步骤s303中，数据共享交互平台将比较结果发送至移动终端，在步骤s304中，将本次接收到的解码结果中的身份标识对应的商品种类以及商品数量发送至移动终端。当移动终端具有管理员权限时，持有移动终端的操作人员允许从柜中取出商品或放入商品。
当所述主控制器解码所述身份标识并将解码结果输出至所述数据共享交互平台时，所述数据共享交互平台禁止输出开锁信号。
如图4至图5所示为智能冷柜的结构示意图，冷柜内部形成有制冷空间，根据常见的商品，尤其是食品的贮存需求，制冷空间的工作温度范围在-30℃至5℃之间。制冷空间内设置有多个托板100，托板100用于放置待出售的商品。任一托板100边缘环绕设置有一个完整的阅读器天线本体101。阅读器天线本体101优选由一根完整的铜天线构成，天线形状与托板100本体的形状匹配，优选弯折为矩形。阅读器天线本体101埋设在托板100边缘中。托板100的其它部分（如图所示103）呈镂空设计，具有一定的透气性，利于商品，尤其是食品的保存。托板100可以由塑料、橡胶、玻璃等非金属材料制成。
在冷柜内部还设置有主控制器300和与每一个所述阅读器天线本体101匹配设置的天线控制器102。其中所述主控制器300的一路输出端口输出设定功率至功率分配器200的输入端口，所述功率分配器200的多路输出端口均分所述设定功率，并在主控制器的控制下同相位分别输出设定功率均分值至对应的多路所述天线控制器102。放置在所述托板100上的待出售商品上设置有标签，所述天线控制器102驱动阅读器天线本体101形成的激励磁场激活所述标签的内部电路。多个所述天线控制器102同时接收对应天线磁场范围内标签发送身份标识并通过所述功率分配器200同相位输出来自所述标签的身份标识至所述主控制器300，所述主控制器300解码所述身份标识。其中设定功率可以是一个根据冷柜壳体材质、冷柜容积、托板数量、天线尺寸、最大商品数量经过多次实验得到的一个优选设定值。此外，设定功率还可以通过以下方式得到，先根据每只阅读器天线功率和托板数量乘积得到一个理论功率值，取所述理论功率值的整数倍得到一个较大的功率阈值。功率阈值足够提供很好的穿透力和较大的覆盖范围，实际使用时，再由主控制器300通过设定指令主动控制功率等梯度衰减，减少阅读器天线的实际输出功率直至实际输出功率满足智能冷柜实际运行需要。将衰减后的输出功率作为设定功率由主控制器300输出至所述功率分配器200的多路输入端口。对于可以增加或者减少托板100的智能冷柜来说，这种方式可以由主控制器300主动控制功率值的衰减量，灵活的根据需要调整设定功率。
功率分配器200的每一路输出端口，分别连接一路天线对应的天线控制器102，在主控制器300的控制下，功率分配器200的多路输出端口同相位输出设定功率的均分值至多路所述天线控制器102。各路天线在同一时间内被加载相同的能量，形成相同的稳定激励磁场。由于所有天线同时工作，每个托板100上方和下方的感应能量会被相邻托板100中天线激励形成的磁场能量所耦合，形成磁力线牵引力，使得能量向天线中心牵引，最终形成以每个托板100埋设天线的边缘为边界，以所有天线垂直排列高度为高度的矩形能量场。放置在托板100上的每一个商品上均设置有标签，以托板100边缘为边界，以天线排列为高度的矩形能量场激活每一个标签的内部电路。多个天线控制器102同时接收对应天线磁场范围内标签的身份标识并反向输出至功率分配器200，并进一步由功率分配器200输出至主控制器300，主控制器300解码身份标识，实现每一个商品的智能识别。采用此种方式，矩形能量场内的所有货品均会被识别出来，即使是叠放的商品，也不会出现漏识别的问题，而以托板100边缘为边界，其外部形成的能量场微弱，几乎可以忽略不计，无法穿透柜门和门边用于保温的密封圈。因此，可以有效地避免将用户手上的商品，或者相邻冷柜中的商品误读为柜内的商品，充分保证在无人的使用状态下，消费者和商家的利益不受损失。智能冷柜门体中无需设置任何用于屏蔽的金属材料。身份标识至少包括uid码。在主控制器300中，还集成有防碰撞算法，防碰撞算法主动去除识别到的重复的uid码，如果有两个或多个天线控制器102接收到同一个身份标识，防碰撞算法可以主动去除其中多余的信息，保证识别精度。防碰撞算法可以采用iso15693国际标准协议中所公开的防碰撞算法。天线的工作频率优选为13.56hz或928mhz，识别准确率高于99.99%。
在本发明所公开的基于物联网智能冷柜的控制方法中，主控制器300还用于接收智能冷柜的工作状态信号。在此所定义的工作状态信号，包括但不限于制冷空间的温度检测信号、制冷空间的湿度检测信号、制冷系统状态信号和制冷空间视频检测信号。其中，温度检测信号通过设置在柜体中的温度传感器400-1采集得到，湿度检测信号通过设置在柜体中的湿度传感器400-2获得，制冷系统状态信号包括但不限于变频压缩机400-3的转速信号，制冷空间食品检测信号通过设置在柜体中的高清摄像头采集得到。主控制器300的输出端口还可以连接显示屏500，以使得智能冷柜具有高清视频播放功能。主控制器300还优选设置4g全网络通讯接口、语音接口、wifi通讯接口、以太网接口、usb接口、rs232接口，以便于智能冷柜采用不同的网络，与多种基于物联网的设备组网，进一步扩展功能。在本实施例中，主控制器300优选为arm中央处理器。主控制器将温度检测信号、湿度检测信号和制冷状态检测信号来内需输出至所述数据共享交互平台，数据共享交互平台可以对上述信号进行进一步的计算、分析和处理，已得到智能冷柜运行状态的参数报表。
进一步来说，设置在商品上的标签的身份信息包括商品代码、防伪码和商品的保质日期。数据共享交互平台根据接收到的解码结果的当前时刻，一般来自于硬件的时钟电路，和解码得到的商品的保质日期计算该商品的到期期限。对于每一类的商品，在数据共享交互平台中均存储有设定期限的数值区间，优选以月或以周为单位设定。如果到期期限属于设定期限时，数据共享交互平台生成该商品的折扣信息。移动终端通过浏览器或者应用程序接口和数据共享交互平台建立通信，所述数据共享交互平台校验所述移动终端是否被授予用户权限。如果移动终端被授予用户权限，数据共享交互平台获取移动终端的地理位置，推送以所述移动终端的地理位置为中心，半径为r内的地理区域内商品的折扣信息至移动终端，其中r优选为100米。
一种更为优选的方式是，所述设定期限至少包括第一期限和第二期限，所述第一期限和第二期限依次递减。当所述到期期限属于第一期限时，所述数据共享交互平台将折扣信息推送至移动终端。当所述到期期限属于第二期限时，所述数据交互平台输出折扣信息至主控制器，所述主控制器输出折扣信息至显示屏，所述数据交互平台同时将折扣信息推送至移动终端，提供多途径的展示方式。当所述到期期限小于第二期限的下限阈值时，所述数据共享交互平台停止推送折扣信息，并发送告警信号至具有管理员权限的移动终端，提醒管理人员对到期商品进行处理。
本发明上述实施例中所公开的基于物联网的智能冷柜的控制方法，通过主控制器、功率分配器和多个托板中阅读器天线的配合，实现无时差、无相位差、同功率的输出和输入，保证多个托板中的天线同时同功率工作，形成的磁场集中在柜体中，无信号泄漏，不会出现误读或漏读的问题；同时优化了无人职守的方案，用户通过移动终端可以灵活的购买商品，获得或查询需要的信息。
本发明同时还公开了一种智能冷柜，采用如上述实施例所述的智能冷柜控制方法。智能冷柜控制方法的详细步骤参见上述实施例和说明书附图的详细描述，在此不再赘述，采用上述智能冷柜控制方法的智能冷柜可以实现同样的技术效果。
多台智能冷柜和数据共享交互平台共同组成一个智能冷柜系统。以下举例说明智能冷柜的控制流程。以具有用户权限的移动终端为例，用户在任意一台智能冷柜前，用移动终端扫描智能冷柜上设置的，具备支付功能的第三方提供的二维码，或其它特征标识，授权与数据共享交互平台建立通信。在数据共享交互平台一端，通过wifi网络，或者移动通讯网络接收到以uid码标识的移动终端身份和对应智能冷柜的物理地址。数据共享交互平台识别用户身份是否符合授权条件，如不符合授权条件，如信用值较低等，则以同样的通信方式输出“请求失败”的图形页面至移动终端上。如符合授权条件，则授予该移动终端用户权限，数据共享交互平台发送开锁指令至对应智能冷柜的主控制器，主控制器输出电信号至锁体，控制锁体动作并保持在打开状态。用户可以开门并取出相应的商品。选购完毕后，在用户外力作用下，锁体切换至锁闭状态，每一个托板中的天线在主控制器和功率分配器的作用下激活，并接收到形成在激励磁场中标签的身份信息和身份信息的数量，主控制器对身份信息和身份信息的数量进行解析，并将解析数据打包通过wifi网络或移动通讯网络发送给数据共享交互平台。在发送过程中，禁止再次授予对应智能冷柜的控制权限，直到分析上传完毕。
在数据共享交互平台一端，接收到的身份标识和身份标识的数量是否正常，如果身份标识的uid码校验后发现异常，则数据共享交互平台报警，并根据智能冷柜的物理地址将对应智能冷柜的地理位置发送至相关维护人员进行处理。如果没有发生异常情况，则将本次自主控制器接收到的身份标识和身份标识数量，与上一次自同一主控制器接收到的身份标识和身份标识数量进行对比，并将差值以图形的形式反馈至用于操作对应智能冷柜的移动终端上。如果计算结果，也就是差值为负，则有人在柜内放入了其它物品，为了避免对柜内的商品造成污染，将对应移动终端的控制权限修改为禁用权限，并根据智能冷柜的物理地址将智能冷柜的地理位置发送至相关维护人员进行处理。第三方服务收取对应商品数量、名称、总价格的费用，并形成消费回执。
以管理员为例，管理员在任意一台智能冷柜前，用移动终端扫描智能冷柜上设置的，具备支付功能的第三方提供的二维码，或者其它特征标识，授权与数据共享交互平台建立通信。在数据共享交互平台一端，通过wifi网络，或者移动通讯网络接收到以uid码标识的移动终端身份和对应智能冷柜的物理地址。数据共享交互平台识别用户身份是否属于管理员权限的数据库。如果属于，则授予该移动终端管理员权限。数据共享交互平台发送开锁指令至对应智能冷柜的主控制器，主控制器输出电信号至锁体，控制锁体动作并保持在打开状态，管理员可以放入或取出相应的商品。操作完毕后，在用户外力作用下，锁体切换至锁闭状态，每一个托板中的天线在主控制器和功率分配器的作用下激活，并接收到形成在激励磁场中标签的身份信息和身份信息数量，主控制器对身份信息和身份信息的数量进行解析，并将解析数据打包通过wifi网络或移动通讯网络发送给数据共享交互平台。在发送过程中，禁禁止授予对应智能冷柜的控制权限，直到分析上传完毕。
在数据共享交互平台一端，如果没有发生异常情况，则将本次自主控制器接收到的身份标识和身份标识数量以图形的形式反馈至具有管理员权限的操作对应智能冷柜的移动终端上。同时将本次自主控制器接收到的身份标识和身份标识数量，与上一次自同一主控制器接收到的身份标识和身份标识数量进行对比，并同样反馈至移动终端上，从而可以便捷地完成无人职守交易。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）或处理器（processor）执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。