酒柜酒品定位方法和装置与流程

本发明涉及酒柜技术领域，具体涉及一种酒柜酒品定位方法和装置。

背景技术：

电子酒柜按照制冷方式可以分为半导体电子酒柜和压缩机电子酒柜，是专用于酒类储存的柜子。

在对酒柜中的酒品进行储存期间，通常需要记录每瓶酒品的位置、身份等信息，这需要对酒品实施定位。目前酒柜酒品定位的方法有多种，可以在每个酒位上设置压力传感器、压力开关电路或者红外传感器来检测酒位上是否放置有酒品。

其中，采用红外传感器的方法简单易实现，采用红外发射器发射红外线后，若对应酒位上存在酒品，红外线遇到瓶底会反射回红外线，红外接收器接收到该反射回的红外线后判定该酒位上存在酒品，若没有接收到反射回的红外线，则判定该酒位上没有酒品。但采用红外传感器的方法存在如下问题：由于深颜色酒瓶可以吸收红外线，使酒瓶反射回的红外线强度变弱，从而会影响红外测距的精度，无法准确判断出酒位上是否存在酒品而发生误判；而且，红外测距的方式是基于红外线的发射和接收来进行的，这使得红外检测过程中，周围其他酒位上产生红外线以及环境红外线的干扰，都会造成误判的结果。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种酒柜酒品定位方法和装置，解决现有技术中采用红外传感器检测酒位上是否有酒品时存在的容易误判的 技术问题；实现提高酒品定位准确性的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用以下技术方案予以实现：

提出一种酒柜酒品定位方法，所述方法包括：接收酒位范围内的红外信号；将接收的红外信号与所述酒位对应的正交编码进行卷积运算；判断卷积结果是否大于所述酒位的预设值的第一设定比例；若是，则判定所述酒位上存在酒品；其中，接收的红外信号包括所述酒位对应的红外发射器发射并反射回来的经正交编码的红外信号、相邻酒位对应的红外发射器发射的红外信号、和/或环境红外信号。

进一步的，在接收酒位范围内的红外信号之前，所述方法还包括：确定酒柜内所有酒位的编码位数；基于所述编码位数进行正交编码，得到每个酒位上的正交编码；控制酒位上的红外发射器按照正交编码发射红外线。

进一步的，所述预设值的确定方法包括：获取酒位的正交编码；将酒位的正交编码自身进行卷积运算，得到对应酒位的预设值。

进一步的，将接收的红外信号与酒位对应的正交编码进行卷积运算之后，所述方法还包括：判断卷积结果是否小于酒位预设值的第二设定比例；若是，则判定所述酒位上不存在酒品。

提出一种酒柜酒品定位装置，包括设置于每个酒位上的红外发射器和红外接收器；所述装置还包括卷积运算器和判断器；所述红外发射器，用于向对应酒位发射正交编码的红外信号；所述红外接收器，用于接收对应酒位范围内的红外信号；所述卷积运算器，用于将每个酒位上红外接收器接收的红外信号与对应酒位的正交编码进行卷积 运算；所述判断器，用于基于所述卷积运算器的运算结果，判断每个酒位上的卷积结果是否大于对应酒位的预设值的第一设定比例；若是，则判断对应酒位上存在酒品；其中，所述酒位对应的红外接收器接收的红外信号包括所述酒位对应的红外发射器发射并反射回来的经正交编码的红外信号、相邻酒位对应的红外发射器发射的红外信号、和/或环境红外信号。

进一步的，所述判断器还用于，基于所述卷积运算器的运算结果，判断每个酒位上的卷积结果是否小于对应酒位的预设值的第二设定比例；若是，则判断对应酒位上不存在酒品。

进一步的，所述装置还包括正交编码器和发射控制器；所述正交编码器，根据酒柜内所有酒位确定的编码位数进行正交编码，得到每个酒位上的正交编码；所述发射控制器，控制酒位上的红外发射器按照正交编码发射红外线。

进一步的，所述红外接收器为接收设定频率设定和波长红外线的红外接收放大器。

进一步的，所述红外接收器上设置有屏蔽罩。

与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：本发明实施例提出的酒柜酒品定位方法和装置中，在每个酒位的下面放置红外发射器和红外接收器，红外发射器在酒位上发射的是正交编码的发射码，若酒位上存在酒品，则发射的红外线碰到瓶底后会反射回来由该酒位上的红外接收器接收；而除了反射回来的红外线之外，该酒位上的红外接收器一同接收的还包括有相邻酒位红 外发射器发射的红外线以及环境红外线；红外接收器接收了这些红外线之后，将接收的红外线与该酒位对应的正交编码进行卷积运算，这其中包括该酒位红外发射器发射并发射回的正交编码红外信号与该酒位正交编码的卷积、相邻酒位红外发射器发射的正交编码红外线与该酒位正交编码的卷积和环境红外信号与该酒位正交编码的卷积；而相邻酒位红外发射器发射的正交编码红外线与该酒位正交编码的卷积值为零，环境红外线近似于高斯噪声，与正交编码卷积的结果近似为零；因此，卷积结果受发射后反射回的红外信号与正交编码的卷积结果的影响比较大；由于发射并反射回的红外线由于衰减会降低强度，则其与正交编码的卷积结果小于正交编码自身卷积得到的假设不存在相邻酒位发射红外线与环境红外线干扰时的理想卷积值，也即预设值，因此，若酒位上存在酒品，则必然存在反射回的红外线与正交编码的卷积，其卷积结果必定大于一个值，由此可以判断酒位上是否存在酒品。此时，根据经验或者统计方式设定第一设定比例之后，将卷积结果与预设值的第一设定比例进行比较，若大于预设值的第一设定比例，则判定该酒位上存在酒品，

进一步的，若酒位上不存在酒品，则红外接收器接收到的多为相邻酒位上的红外信号以及环境红外信号，相邻酒位上发射的红外线与该酒位正交编码的卷积值为零，则卷积结果受环境红外线与该酒位正交编码卷积结果影响大，若环境红外线不符合高斯分布，则其卷积结果不为零，但必定小于一个值，此时，根据经验或者统计方式设定第二设定比例之后，将卷积结果与预设值的第二设定比例进行比较，若 小于预设值的第二设定比例，则判定该酒位不存在酒品；由此，可以有效防止环境红外线不是高斯分布时候的判断出现误差。

由此，通过红外线发射器发射正交编码后的红外线信号的方式，在接收端采用将接收的红外信号与酒位自身的正交编码进行卷积的方法，排除了相邻酒位红外信号以及环境红外信号的干扰，从而可以准确的判断出酒位上是否存在酒品，解决了现有技术中采用红外传感器检测酒位上是否有酒品时存在的容易误判的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例提出的酒柜酒品定位方法的流程图；

图2为本发明实施例提出的酒柜酒品定位装置的架构图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提出的酒柜酒品定位方法，包括如下步骤：

步骤S11：接收酒位范围内的红外信号。

以一个酒柜中包括有M个酒位为例，每个酒位下方设置有红外发射器和红外接收器；在一个酒位的范围内，红外发射器接收到的红外信号包括以下三种可能：1、该酒位的红外发射器发射的红外信号，在遇到酒品的瓶底之后反射回来的红外信号，该信号会产生衰减，尤其是瓶底颜色较深会吸收红外线的情况下；2、该酒位相邻酒位上的红外发射器发射的红外信号；3、环境红外信号；这其中包括：用户在存放酒品时，人体散发出来的红外信号；酒柜背部的LED灯散发出来的红外信号；酒柜运行过程中，酒柜内壁散发出来的红外信号； 太阳光经由门体进入酒柜时，太阳光中的红外信号。

本发明实施例中，所有酒位上的红外发射器发射的红外信号都为经正交编码的红外信号，若酒位上存在酒品，则红外接收器能够接收到由瓶底反射回来的正交编码红外信号。

因此，在步骤S11之前，需要确定所有酒位上的正交编码，具体的，包括步骤S100：确定酒柜内所有酒位的编码位数。

还是以一个酒柜中包括有M个酒位为例，根据2^m＞M，确定编码M个酒位所用到的编码位数。

步骤S101：基于编码位数进行正交编码，得到每个酒位上的正交编码。

已知m，进行m位的正交编码，具体可参考现有技术中的正交编码表格即可，此处不予赘述。使m位编码扩展至n位，实现M个酒位各自位置上的正交编码Hi，i∈[1,......,M]。

步骤S102：控制酒位上的红外发射器按照正交编码发射红外线。

由此，本发明实施例中，所有酒位上的红外发射器发射的红外信号为，经过正交编码的红外信号。

步骤S12：将接收的红外信号与酒位对应的正交编码进行卷积运算。

以编码为i的酒位为例，该酒位上的红外发射器发射的正交编码红外信号为Hi；则该酒位上的红外接收器接收到红外信号包括：该酒位上酒品瓶底反射回来的正交编码红外信号hi、相邻酒位上红外发射器发射的也经过正交编码的红外信号Hj、环境红外信号N，则接收红外信号以hi+Hj+N的形式存在。

其中，反射回的红外信号hi为衰减后的Hi。

将接收的红外信号与该编码为i的酒位对应的正交编码进行卷积， 得到Y＝Hi*(hi+Hj+N)，这其中，由于酒位间编码相互间的正交性，故Hi*Hj＝0，从而降低了相邻酒位上红外发射器发射的红外信号对误判造成的影响；环境红外信号N的特征基本都服从高斯噪声，因此Hi*N近似为0，从而降低了环境红外信号对误判造成的影响，最后剩下Y＝Hi*hi。

Hi*hi为发射正交编码与反射后衰减的正交编码的卷积，其卷积结果小于或等于Q＝Hi*Hi，也即正交编码自身的卷积结果。在将Q作为预设值时，接收的红外信号与该酒位正交编码卷积的结果Y是小于预设值的。

步骤S13：判断卷积结果是否大于酒位的预设值的第一设定比例。

红外反射器反射并被酒品的瓶底反射回的红外信号，根据酒瓶的厚度和颜色的区别，其反射回的红外信号发生衰减的程度也存在不同，在根据经验或者统计分析之后，可以确定一个第一设定比例，将预设值的第一设定比例作为一个阈值，当大于该阈值时，判断为该酒位存在酒品，小于该阈值时，判断为该酒位不存在酒品。也即，若卷积结果大于酒位的预设值的第一设定比例，则

步骤S14：判定该酒位上存在酒品。

若卷积结果小于酒位的预设值的第一设定比例，则判定该酒位上不存在酒品。

第一设定比例为一个经验值或者统计值，该值可以根据实际情况进行调整。

理论上，若酒位上没有酒品，则红外发射器发射的红外信号无法反射回来，则Y值计算中，Hi*Hj＝0，Hi*hi＝0，Hi*N近似为零，则卷积结果应该近似为零。但实际应用中，环境红外线的特征存在不服从高斯噪声的现象，则Hi*N的结果不能近似为0，此时，可以根 据经验或者统计分析，确定一个第二设定比例，并为本发明实施例提供又一种判断酒位上是否存在酒品的判断条件。

步骤S15：判断卷积结果是否小于酒位预设值的第二设定比例；若是，则步骤S16：判定酒位上不存在酒品。

同理，第二设定比例也为一个经验值或者统计值，该值可以根据实际情况进行调整。

上述本发明实施例提出的酒柜酒品定位方法中，在每个酒位的下面放置红外发射器和红外接收器，红外发射器在酒位上发射的是正交编码的发射码，若酒位上存在酒品，则发射的红外线碰到瓶底后会反射回来由该酒位上的红外接收器接收；而除了反射回来的红外线之外，该酒位上的红外接收器一同接收的还包括有相邻酒位红外发射器发射的红外线以及环境红外线；红外接收器接收了这些红外线之后，将接收的红外线与该酒位对应的正交编码进行卷积运算，这其中包括该酒位红外发射器发射并发射回的正交编码红外信号与该酒位正交编码的卷积、相邻酒位红外发射器发射的正交编码红外线与该酒位正交编码的卷积和环境红外信号与该酒位正交编码的卷积；而相邻酒位红外发射器发射的正交编码红外线与该酒位正交编码的卷积值为零，环境红外线近似于高斯噪声，与正交编码卷积的结果近似为零；因此，卷积结果受发射后反射回的红外信号与正交编码的卷积结果的影响比较大；由于发射并反射回的红外线由于衰减会降低强度，则其与正交编码的卷积结果小于正交编码自身卷积得到的假设不存在相邻酒位发射红外线与环境红外线干扰时的理想卷积值，也即预设值，因此，若酒位上存在酒品，则必然存在反射回的红外线与正交编码的卷积， 其卷积结果必定大于一个值，由此可以判断酒位上是否存在酒品。此时，根据经验或者统计方式设定第一设定比例之后，将卷积结果与预设值的第一设定比例进行比较，若大于预设值的第一设定比例，则判定该酒位上存在酒品，

进一步的，若酒位上不存在酒品，则红外接收器接收到的多为相邻酒位上的红外信号以及环境红外信号，相邻酒位上发射的红外线与该酒位正交编码的卷积值为零，则卷积结果受环境红外线与该酒位正交编码卷积结果影响大，若环境红外线不符合高斯分布，则其卷积结果不为零，但必定小于一个值，此时，根据经验或者统计方式设定第二设定比例之后，将卷积结果与预设值的第二设定比例进行比较，若小于预设值的第二设定比例，则判定该酒位不存在酒品；由此，可以有效防止环境红外线不是高斯分布时候的判断出现误差。

由此，通过红外线发射器发射正交编码后的红外线信号的方式，在接收端采用将接收的红外信号与酒位自身的正交编码进行卷积的方法，排除了相邻酒位红外信号以及环境红外信号的干扰，从而可以准确的判断出酒位上是否存在酒品，解决了现有技术中采用红外传感器检测酒位上是否有酒品时存在的容易误判的技术问题。

基于上述的酒柜酒品定位方法，本发明实施例还提出一种酒柜酒品定位装置，如图2所示，包括设置于每个酒位上的红外发射器21和红外接收器22、卷积运算器23和判断器24。

红外发射器21向对应酒位发射正交编码的红外信号；红外接收器22接收对应酒位范围内的红外信号；该接收的红外信号包括酒位对应的红外发射器发射并反射回来的经正交编码的红外信号、相邻酒 位对应的红外发射器发射的红外信号、和/或环境红外信号。卷积运算器23将每个酒位上红外接收器接收的红外信号与对应酒位的正交编码进行卷积运算；判断器24基于卷积运算器的运算结果，判断每个酒位上的卷积结果是否大于对应酒位的预设值的第一设定比例；若是，则判断对应酒位上存在酒品。

在又一实施例中，判断器24还可以基于卷积运算器的运算结果，判断每个酒位上的卷积结果是否小于对应酒位的预设值的第二设定比例；若是，则判断对应酒位上不存在酒品。

为获取每个酒位对应的正交编码，本发明实施提出的酒柜酒品定位装置还包括正交编码器25和发射控制器26；正交编码器25根据酒柜内所有酒位确定的编码位数进行正交编码，得到每个酒位上的正交编码；发射控制器26控制酒位上的红外发射器按照正交编码发射红外线。

优选的，红外接收器为接收设定频率设定和波长红外线的红外接收放大器。例如，采用38KHZ的接收放大器，接收到38KHZ频率的940nm的红外信号时，才会有信号输出，而接收到其他频率的红外信号则无信号输出，该特征可以有效防止环境红外信号中的太阳光中的红外信号干扰。

在实际应用中，由于同一个酒位上的红外发射器与红外接收器距离较近，在对应酒位上不存在酒品时，由于反射器具有一定的辐射面，会导致接收器直接接收到发射的红外信号，导致误判断，针对这种情况，可以在红外发射器上添加一个屏蔽罩，例如金属圈或者硬质海绵 圈均可。

采用本装置的酒柜，由于排除了相邻酒位红外发射器发射的红外干扰，以及排除了环境红外信号的干扰，有效的提高了酒柜酒品的定位，因此对于酒瓶瓶底颜色深的情况，可以通过增大发射功率的方法来提高反射信号的强度，因为接收的红外信号经处理后再做判断，不会受相邻酒位发射器发射的红外信号以及环境红外信号的影响，从而能投提高定位精度、提高定位距离，经试验，才用本发明实施例提出的酒柜酒品定位装置，对于酒品的瓶盖检测距离可达12cm，瓶底的检测距离可达10cm。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。