冰箱以及冰箱的定位装置的制作方法

本发明涉及电器技术领域，特别涉及一种冰箱的定位装置以及一种冰箱。

背景技术：

随着冰箱智能化程度越来越高，越来越多的冰箱选择应用射频识别RFID技术对冰箱内的食物进行识别。相关技术所采用的识别方法是将食品和写有对应食品信息的电子标签同时放入冰箱，冰箱通过读卡器模块识别冰箱内标签并对识别到的食物保质期进行记录、同时判断食品是否过期，从而达到智能提醒的目的，将RFID技术应用于冰箱环境，标签识别的准确性和识别率都可以达到不错的效果。

但是，相关技术存在的问题是，无法对冰箱内放入的食品定位，也就是无法确定放入的食品是在冷藏室还是冷冻室，从而容易导致食物变质，例如易变质的肉类被用户放入冷藏室内打算马上烹饪，但由于其他事而忘记了，而冰箱由于无法准确判断这块肉是放在了冷藏室，所以并不会去提醒用户，导致食物变质，进而使用户认为所谓的智能冰箱并不智能。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种冰箱的定位装置，准确定位射频标签的位置，提升冰箱的智能化。

本发明的另一个目的在于提出一种冰箱。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种冰箱的定位装置，包括：设置在所述冰箱内的吸波组件，所述吸波组件用于吸收所述冰箱内的射频标签发出的射频信号；设置在所述冰箱内的多个读取组件，所述多个读取组件用于接收吸收后的射频信号；强度检测模块，所述强度检测模块用于检测每个读取组件接收到的射频信号的强度；定位模块，所述定位模块用于根据所述每个读取组件接收到的射频信号的强度定位所述射频标签的位置。

根据本发明实施例提出的冰箱的定位装置，通过吸波组件吸收冰箱内的射频标签发出的射频信号，通过多个读取组件接收吸收后的射频信号，然后通过强度检测模块检测每个读取组件接收到的射频信号的强度，定位模块根据每个读取组件接收到的射频信号的强度定位射频标签的位置。由此，通过不同读取组件读取的射频信号的强度来判断射频标签与多个读取组件的相对位置，从而判断射频标签的位置，实现食品定位，能够更加准确地向用户提醒食物保质期，提升冰箱的智能化。并且通过吸波组件吸收射频信号，可增大射频标签向多个读取组件辐射射频信号的衰减量，提高射频标签定位的准确性，并且可以有效的抑制电磁波在冰箱箱体内的反射、折射，降低由于多径干扰造成的信号衰减和信号增强等情况，提高射频标签识别率。

根据本发明的一个实施例，所述吸波组件包括贴服在所述冰箱中每个箱室的内胆外侧的吸波材料。

根据本发明的一个实施例，所述射频标签在接收到所述多个读取组件中至少一个读取组件发出的读取信号后辐射所述射频信号。

根据本发明的一个实施例，所述每个读取组件包括射频天线。

根据本发明的一个实施例，所述多个读取组件包括第一读取组件和第二读取组件，其中，所述第一读取组件设置在所述冰箱的冷藏室内，所述第二读取组件设置在所述冰箱的冷冻室内。进一步地，所述多个读取组件还包括第三读取组件，所述第三读取组件设置在所述冰箱的变温室内。

由此，通过第一至第三读取组件读取的射频信号的强度来判断射频标签与第一至第三读取组件的相对位置，准确判断射频标签的所处的箱室，从而实现食品定位，能够更加准确地向用户提醒食物保质期，提升冰箱的智能化。

根据本发明的一个实施例，所述强度检测模块包括多个强度检测单元，所述多个强度检测单元与所述多个读取组件对应，每个强度检测单元包括：差分变换单元，所述差分变频单元用于对相应的读取组件接收到的射频信号进行平衡不平衡转换以生成相应的第一差分信号和第二差分信号；第一处理单元，所述第一处理单元用于对所述第一差分信号进行处理以生成第一强度值；第二处理单元，所述第二处理单元用于对所述第二差分信号进行处理以生成第二强度值，所述第二强度值与所述第一强度值正交；其中，所述定位模块根据所述第一强度值和所述第二强度值计算相应的读取组件接收到的射频信号的强度。

根据本发明的一个实施例，所述第一处理单元包括第一混频器、第一放大滤波器和第一模数转换器，所述第一混频器用于对所述第一差分信号进行变频处理以变频为第一基带信号，所述第一放大滤波器对所述第一基带信号进行放大滤波，所述第一模数转换器用于对放大滤波后的第一基带信号进行模数转换以生成所述第一强度值；所述第二处理单元包括第二混频器、第二放大滤波器和第二模数转换器，所述第二混频器用于对所述第二差分信号进行变频处理以变频为第二基带信号，所述第二放大滤波器对所述第二基带信号进行放大滤波，所述第二模数转换器用于对放大滤波后的第二基带信号进行模数转换以生成所述第二强度值

根据本发明的一个实施例，所述定位模块根据以下公式计算相应的读取组件接收到的射频信号的强度：

RFIN_I′＝20log₁₀(RSSII)-GAIN_I

RFIN_Q′＝20log₁₀(RSSIQ)-GAIN_Q

RFIN_I″＝10^{(RFIN_I′/20)}

RFIN_Q″＝10^{(RFIN_Q′/20)}

RFIN＝[(RFIN_I″)²+(RFIN_Q″)²]^1/2

RSSI＝20log₁₀(RFIN)

其中，RSSI为所述射频信号的强度，RSSII为所述第一强度值，RSSIQ为所述第二强度值。

为达到上述目的，本发明还提出了一种冰箱，包括所述的冰箱的定位装置。

根据本发明实施例提出的冰箱，通过上述冰箱的定位装置，可实现食品定位，能够更加准确地向用户提醒食物保质期，提升冰箱的智能化。

附图说明

图1是根据本发明实施例的冰箱的定位装置的方框示意图；

图2是根据本发明一个实施例的冰箱的定位装置的结构示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的冰箱的定位装置的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的强度检测模块的方框示意图；以及

图5是根据本发明一个具体实施例的强度检测模块的原理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面对射频识别RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)技术在冰箱中的应用进行简单介绍。

相关技术中的RFID技术应用在冰箱上主要是做标签识别，即识别冰箱内标签并对识别到的食物保质期进行记录、同时判断食品是否过期，从而达到智能提醒的目的。

然而本发明发现并认识到，受射频信号本身特点、天线、空间环境等因素影响，通过射频信号难以对射频标签进行定位，这主要有以下三点原因：

一是，电磁波在大气环境短距离衰减量非常小，AD采样很难做到如此精确，从而通过射频信号进行精确定位一直都很难做到；

二是，RFID天线大都是采用圆极化的极化方式，这种极化方式可以提高标签的识别范围、同时降低由标签放置方式带来的识别率下降的问题。但是，带来这个好处的同时由于天线和标签辐射的电磁波会布满整个箱体内，所以难以通过标签和天线的相对位置来获得位置信息；

三是，冰箱箱体是个密闭空间，箱体内存在各种金属、玻璃、塑料件等，环境非常复杂，多径干扰非常严重，天线和标签辐射出来的电磁波会在箱体内被折射、反射、衍射，增加了对射频信号采集分析的难度。

基于此，本发明提出了一种冰箱以及冰箱的定位装置。

下面参考附图来描述本发明实施例的冰箱以及冰箱的定位装置。

图1是根据本发明实施例的冰箱的定位装置的方框示意图。如图1所示，定位装置100包括：吸波组件10、多个读取组件11、强度检测模块13和定位模块15。

其中，吸波组件10设置在冰箱内，吸波组件10用于吸收冰箱内的射频标签发出的射频信号；多个读取组件11设置在冰箱内，多个读取组件11用于接收吸波组件10吸收后的射频信号；强度检测模块13用于检测每个读取组件接收到的射频信号的强度；定位模块15用于根据每个读取组件接收到的射频信号的强度定位射频标签21的位置。

根据本发明的一个具体示例，每个读取组件包括射频天线，多个读取组件11可通过自身的天线接收吸收后的射频信号。

具体来说，用户可将食品和写有对应食品信息的射频标签21同时放入冰箱内，在对食品进行定位时，射频标签21会向外辐射射频信号，不同位置的多个读取组件11接收到的射频信号的强度不同，这样射频标签21辐射的射频信号经吸波组件10吸收后会发生衰减，通过强度检测模块13检测每个读取组件接收到的射频信号的强度，在通过定位模块15对每个读取组件接收到的射频信号的强度进行对比，即可定位出射频标签21的位置，例如可对多个读取组件11接收到的射频信号的强度大小进行比对，射频标签21靠近射频信号的强度最大的读取组件。

另外，在本发明的一个实施例中，可通过多次实验，检测在冰箱内的不同位置每个读取组件接收到的射频信号的强度，进而确定不同位置处每个读取组件所能接收到的射频信号的强度范围以构成强度范围-位置表。这样将强度范围-位置表预存到定位模块15中，在强度检测模块13检测每个读取组件接收到的射频信号的强度之后，定位模块15将多个读取组件11接收到的射频信号的强度与强度范围-位置表进行对比分析，即可定位出射频标签21的位置，例如通过比对分析可确定多个读取组件11接收到的射频信号的强度在强度范围-位置表中对应的强度范围，该强度范围对应的位置即为射频标签21的位置。

进一步地，根据本发明的一个实施例，可通过强度检测模块13多次检测每个读取组件接收到的射频信号的强度，这样定位模块15根据多次检测到的每个读取组件接收到的射频信号的强度定位射频标签21的位置，从而提高定位的准确性。

另外，在本发明实施例中，每个读取组件接收到的射频信号为衰减后的射频信号。需要说明的是，对于zigbee、wifi、蓝牙、RFID等无线信号传输技术来言，传输距离都是相对较短的，其中RFID射频标签的可识别范围在1-2米左右。在这么小的空间内，电磁波的衰减极其微弱，AD采样、量化精度很难达到区分如此微弱的衰减量。即使AD转换的采样、量化精度可以满足要求，在冰箱封闭的环境下，电磁波多径效应非常明显，由于多径效应造成的多径增强、多径衰减等会造成射频信号强度无规律可循。

由此，本发明实施例通过吸波组件10来增大射频标签21向多个读取组件11辐射的射频信号的衰减量，同时通过空间分集设置的多个读取组件11同时接收经吸波组件10衰减后的射频信号，分析多个读取组件11接收到的射频信号的强度，从而实现射频标签21的定位。同时，通过吸波组件10可以有效的抑制电磁波在箱体内的反射、折射，降低由于多径衰落造成的信号衰减和信号增强等情况，提高标签识别率。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，吸波组件10包括贴服在冰箱中每个箱室的内胆外侧的吸波材料101，吸波材料101用于吸收射频信号以增大射频信号的衰减量，例如吸波材料101在900MHz频段内的吸收效果可达25dB左右。具体地，吸波材料101可为软性吸波材料。

其中，根据发明的一个实施例，射频标签21在接收到多个读取组件11中至少一个读取组件发出的读取信号后辐射射频信号。

具体来说，多个读取组件11在接收到定位指令后向外辐射带有定位指令的射频信号，射频标签21在收到读取组件发出的定位指令后进入激活状态，射频标签21在激活后，将自身编码信息经DA转换后调制到预设频率例如925MHz，再通过射频标签21上的天线向外辐射。

由此，可根据射频标签21发射的射频信号的频率选择吸波材料101的类型，或者可根据吸波材料101的类型即吸波材料101可吸收的信号频段，来调整射频标签21发出的射频信号的频率。

下面以图2和3为例来描述本发明实施例的定位装置100的工作原理。

根据本发明的一个具体实施例，如图2所示，冰箱可包括冷藏室30和冷冻室40。另外，在本发明的另一些实施例中，如图3所示，冰箱还可包括变温室50。定位模块15可根据每个读取组件接收到的射频信号的强度定位射频标签21所处的箱室。

如图2和3所示，可在冷藏室30、冷冻室40和变温室50的箱胆外侧加贴软性吸波材料101。

如图2所示，多个读取组件11可包括第一读取组件111和第二读取组件112，其中，第一读取组件111设置在冰箱的冷藏室30内，第二读取组件112设置在冰箱的冷冻室40内。在本发明的一个具体示例中，第一读取组件111可设置在冷藏室30的顶部，第二读取组件112可设置在冷冻室40的底部。

如图2所示，多个读取组件11还包括第三读取组件113，第三读取组件113设置在冰箱的变温室50内。在本发明的一个具体示例中，第三读取组件113可设置在变温室50的底部。

由此，在冷藏室30、冷冻室40和变温室50内分别安装一个读取组件，通过不同箱室内的读取组件读取同一个射频标签21发出的射频信号，并根据射频信号的强度来判断射频标签21与每个读取组件的相对位置，从而判断放入的食品是在冰箱冷藏室还是冷冻室或是变温室，从而达到食品定位的目的。

由于每个箱室的内胆均贴有25dB衰减的吸波材料，所以每个箱室内的读取组件接收到的射频信号的强度有明显区别，这样通过强度检测模块13多次例如5次检测每个读取组件接收到的射频信号的强度，将多次检测的数值进行分析，可以明显判断出射频标签21所处的箱室。

以图3中的标签一为例进行说明。

标签一在接收到定位指令后向外辐射射频信号，射频信号经冷藏室30、冷冻室40和变温室50加贴的软性吸波材料101传输至第一读取组件111、第二读取组件112和第三读取组件113，因吸波材料的衰减，第一读取组件111、第二读取组件112和第三读取组件113接收到的射频信号的强度有明显区别，通过强度检测模块13分别检测第一读取组件111、第二读取组件112和第三读取组件113接收到的射频信号的强度，定位模块15根据射频信号的强度定位射频标签21所处的箱室。

举例来说，第一读取组件111、第二读取组件112和第三读取组件113从标签一接收的射频信号的强度可如下表1所示：

表1

从上表1可以看出，第一读取组件111接收到的信号强度明显高于第二读取组件112和第三读取组件113，从而可以确定标签一处于冷藏室30内。同时第二读取组件112接收到的信号强度要略高于第三读取组件113，标签一的位置可能处于靠近第二读取组件112的冰箱左侧，从而确定出标签一所处的箱室。另外，应当理解的是，通过更多的数据进行分析，可更准确的得到标签一所处的位置。

由此，通过第一至第三读取组件读取的射频信号的强度来判断射频标签与第一至第三读取组件的相对位置，准确判断射频标签的所处的箱室，从而实现食品定位，能够更加准确地向用户提醒食物保质期，提升冰箱的智能化。

进一步地，根据本发明的一个实施例，强度检测模块13包括多个强度检测单元，多个强度检测单元与多个读取组件11对应。例如，强度检测模块13可包括第一强度检测单元至第三强度检测单元，第一强度检测单元可检测第一读取组件111接收到射频信号的强度；第二强度检测单元可检测第二读取组件112接收到射频信号的强度；第三强度检测单元可检测第三读取组件113接收到射频信号的强度。

如图4所示，每个强度检测单元包括：差分变换单元301、第一处理单元302和第二处理单元303。

其中，差分变频单元301用于对相应的读取组件接收到的射频信号RFIN进行平衡不平衡转换以生成相应的第一差分信号和第二差分信号；第一处理单元302用于对第一差分信号进行处理以生成第一强度值；第二处理单元303用于对第二差分信号进行处理以生成第二强度值，其中第二强度值与第一强度值正交。

其中，定位模块15根据第一强度值和第二强度值计算相应的读取组件接收到的射频信号的强度。

具体地，如图5所示，第一处理单元302包括第一混频器3021、第一放大滤波器3023和第一模数转换器3024，第一混频器3021用于对第一差分信号进行变频处理以变频为第一基带信号，第一放大滤波器3023对第一基带信号进行放大滤波，第一模数转换器3024用于对放大滤波后的第一基带信号进行模数转换以生成第一强度值；第二处理单元303包括第二混频器3031、第二放大滤波器3033和第二模数转换器3034，第二混频器3031用于对第二差分信号进行变频处理以变频为第二基带信号，第二放大滤波器3033用于对第二基带信号进行放大滤波，第二模数转换器3034用于对放大滤波后的第二基带信号进行模数转换以生成第二强度值。

在本发明的一个具体示例中，差分变频单元301包括Balun(巴伦)器件。第一放大滤波器3023和第二放大滤波器3033均可包括依次连接的低噪声放大器LNA、低通滤波器LPF和可编程增益放大器PGA。

也就是说，冰箱内的任一个读取组件的天线在接收到射频标签21发出的射频信号RFIN后，经过Balun器件将射频信号通过平衡-不平衡转换变换为第一差分信号RXIP和第二差分信号RXIN，第一差分信号RXIP经过第一混频器3021变频为第一基带信号，第一基带信号经LNA、LPF和PGA放大滤波后，再经第一模数转换器3024进行模数转换输出第一强度值RSSII；同理，第二差分信号RXIN经过第二混频器3031变频为第二基带信号，第二基带信号经LNA、LPF和PGA放大滤波后，再经第二模数转换器3034进行模数转换输出第二强度值RSSIQ。由此，强度检测单元最后输出一组正交的强度值RSSII、RSSIQ。

由此，强度检测模块13将接收到的微弱信号进行放大并滤除噪声，提高信噪比，增加AD(模拟-数字)采样准确度。

具体地，定位模块15根据以下公式计算相应的读取组件接收到的射频信号的强度：

RFIN_I′＝20log₁₀(RSSII)-GAIN_I

RFIN_Q′＝20log₁₀(RSSIQ)-GAIN_Q

RFIN_I″＝10^{(RFIN_I′/20)}

RFIN_Q″＝10^{(RFIN_Q′/20)}

RFIN＝[(RFIN_I″)²+(RFIN_Q″)²]^1/2

RSSI＝20log₁₀(RFIN)

其中，RSSI为射频信号的强度，RSSII为第一强度值，RSSIQ为第二强度值。

也就是说，定位模块15通过第一强度值RSSII和第二强度值RSSIQ可计算出相应的读取组件接收到的射频信号的强度，进而用于对射频标签21的位置进行判断。

综上，根据本发明实施例提出的冰箱的定位装置，通过吸波组件吸收冰箱内的射频标签发出的射频信号，通过多个读取组件接收吸收后的射频信号，然后通过强度检测模块检测每个读取组件接收到的射频信号的强度，定位模块根据每个读取组件接收到的射频信号的强度定位射频标签的位置。由此，通过不同读取组件读取的射频信号的强度来判断射频标签与多个读取组件的相对位置，从而判断射频标签的位置，实现食品定位，能够更加准确地向用户提醒食物保质期，提升冰箱的智能化。并且通过吸波组件吸收射频信号，可增大射频标签向多个读取组件辐射射频信号的衰减量，提高射频标签定位的准确性，并且可以有效的抑制电磁波在冰箱箱体内的反射、折射，降低由于多径干扰造成的信号衰减和信号增强等情况，提高射频标签识别率。

最后，本发明实施例还提出了一种冰箱，包括上述实施例的冰箱的定位装置。

根据本发明实施例提出的冰箱，通过上述冰箱的定位装置，可实现食品定位，能够更加准确地向用户提醒食物保质期，提升冰箱的智能化。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。