一种冰柜智能监控盒及监控算法的制作方法

本发明属于冰柜的智能控制领域，具体涉及一种冰柜智能监控盒及监控算法。

背景技术：

目前市场上对分布式冰柜的商品陈列监控，基本还是以人工定期现场清点或人工现场app拍照后期再清点的方法为主，定期清点后再人工汇总信息。

人工清点或拍照的问题是不能实时的反应商品的陈列情况，也浪费大量人力。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种冰柜智能监控盒及监控算法，解决了现有技术中分布式冰柜商品陈列信息不能够实时监控、浪费大量人力到现场采集数据的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种冰柜智能监控盒，包括监控盒盒体以及设置在盒体内的mcu、数据采集装置、数据传输装置，盒体安装在冰柜的门体上；其中，数据采集装置包括陀螺仪、摄像头、红外感应器、温度传感器、光照度传感器、gps/agps定位器；数据传输装置包括wifi模块和4g模块；陀螺仪用于获取冰柜门打开的角度数据；摄像头用于获取冰柜内商品的陈列信息；红外感应器用于获取冰柜前人流量信息；温度传感器用于获取冰柜内的温度信息，光照度传感器用于获取冰柜内光照度信息；gps/agps定位器用于获取冰柜的地理位置；wifi模块和4g模块用于与用户终端和/或监控终端传输数据。

陀螺仪通过spi接口与mcu连接；摄像头通过dcmi接口与mcu连接；红外感应器通过io接口与mcu连接；温度传感器和光照度传感器与mcu的adc接口连接；wifi模块和4g模块通过uart接口与mcu连接。

还包括电源管理模块，该电源管理模块包括mcu电源管理、wifi电源管理、摄像头电源管理。

所述陀螺仪为六轴陀螺仪。

一种冰柜的智能监控算法，包括如下步骤：

步骤1、读取陀螺仪的角度信息，判断冰柜门是否打开，如果冰柜门处于打开状态，执行步骤2，否则，执行步骤3；

步骤2、记录柜门打开的最大角度值，判断最大角度值是否大于预先设定的第一角度阈值，如果大于第一角度阈值，执行步骤5，否则，执行步骤4；

步骤3、判断当前角度是否大于预先设定的第三角度阈值，如果大于，判定为非法移动标志位置的状态，并做记录，否则，执行步骤7；

步骤4、判断最大角度值是否大于第二角度阈值，如果大于第二角度阈值，执行步骤5，否则，执行步骤7；

步骤5、当前角度值是否小于设定的角度差值，如果小于设定的角度差值，执行步骤6，否则，执行步骤7；

步骤6、摄像头抓拍获取图像数据并获取光照数据、温度数据、人流量和非法移动信息打包存储并上传至监控终端服务器；

步骤7、判断热释电模块输出高电平是否持续1秒，如果是，执行步骤8，否则，执行步骤9；

步骤8、人流量计数加1，等待输出变为低电平，否则下一次不会计数；

步骤9、判断读取经纬度时间是否到，如果时间到，读取经纬度数据，一个处理周期结束；否则，返回执行步骤1。

还包括电源控制算法，具体包括如下方面：

mcu电源控制方法，具体包括如下步骤：

步骤a、判断mcu是否处于休眠状态，如果是，执行步骤b，否则，执行步骤c；

步骤b、启动定时器，判断第一时间中断是否到达，如果是，执行步骤d，否则，返回执行步骤a；

步骤c、计时器开启，到达预定的第一时间阈值，判断人流量，如果是，mcu进入休眠模式，否则，返回执行步骤a；

步骤d、判断预定的第二时间阈值内是否有人流量计数，如果有，启动mcu，然后返回执行步骤a，否则，定时器重新开始计时，然后返回执行步骤a；

wifi电源控制方法，具体包括如下步骤：

步骤a、判断wifi是否处于掉电状态，如果是，执行步骤b，否则，执行步骤c；

步骤b、判断是否到wifi重启时间，如果是，重启wifi后，返回执行步骤a，否则，返回执行步骤a；

步骤c、判断wifi重启次数是否大于预先设定的次数，如果是，断开wifi电源后，返回执行步骤a，否则，返回执行步骤a；

摄像头模块电源控制方法，具体包括如下步骤：

步骤m、判断摄像头是否处于掉电状态，如果是，执行步骤n，否则，执行步骤i；

步骤n、判断冰柜门是否被打开过一次，如果是，启动摄像头拍照，并上传；否则，返回执行步骤m；

步骤i、判断冰柜门关闭时间是否大于td+t，如果大于，摄像头断电休眠后，返回执行步骤m，否则，返回执行步骤m；其中，td为最大的开门间隔值，t为当前每分钟人流量*1分钟。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、利用安装在冰柜上的智能监控盒，实时检测冰柜，抓拍内每次开门前后的商品的图片，上传到服务器，服务器后台根据图像识别算法，分析出商品的实时陈列情况，并根据前后陈列变化进一步判断销售情况，自动汇总信息或触发告警。

2、本智能控制盒属于低功耗产品，由电池供电，安装方便，能大大减少管理冰柜的人工，更实时，更精确地反应商品的陈列和售卖情况。

3、采用armcortex-m432位低功耗mcu为核心，利用6轴陀螺传感器，实时检测冰柜门的开合姿态，结合高清摄像头传感器，抓拍最佳角度的柜内商品照片，利用wi-fi无线技术，同时结合人流量传感器检测经过冰柜的人流情况，通过内置温湿度和光感传感器，实时检测冰柜的内部环境数据，实时上传到服务器。

附图说明

图1为本发明智能监控盒的系统原理框图。

图2为本发明电源管理模块的原理图。

图3为本发明智能监控盒的监控算法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。

一种冰柜智能监控盒，包括监控盒盒体以及设置在盒体内的mcu、数据采集装置、数据传输装置，盒体安装在冰柜的门体上；其中，数据采集装置包括陀螺仪、摄像头、红外感应器、温度传感器、光照度传感器、gps/agps定位器；数据传输装置包括wifi模块和4g模块；陀螺仪用于获取冰柜门打开的角度数据；摄像头用于获取冰柜内商品的陈列信息；红外感应器用于获取冰柜前人流量信息；温度传感器用于获取冰柜内的温度信息，光照度传感器用于获取冰柜内光照度信息；gps/agps定位器用于获取冰柜的地理位置；wifi模块和4g模块用于与用户终端和/或监控终端传输数据。

具体实施例一，如图1、图2所示：

一种冰柜智能监控盒，包括监控盒盒体以及设置在盒体内的mcu、数据采集装置、数据传输装置，盒体安装在冰柜的门体上；其中，mcu选用stm32f429igt6芯片，数据采集装置包括六轴陀螺仪传感器、摄像头、红外感应器、温度传感器、光照度传感器；六轴陀螺仪传感器用于获取冰柜门打开的角度数据，6抽陀螺仪传感器芯片采用mpu6050，通过spi接口和mcu通信；摄像头用于获取冰柜内物品的变化状态信息，摄像头传感器采用ov5640，通过dcmi接口和mcu通信；红外感应器用于获取冰柜前人流量信息，人流量检测采用hcsr501人体红外感应模块，直接通过io与mcu通信；温度传感器用于获取冰柜内的温度信息，温度传感器采用103at-2，直接连接到mcu的adc接口；光照度传感器用于获取冰柜内光照度信息，光照度传感器采用5506，直接连接到mcu的adc接口；

数据传输装置包括wifi模块、4g模块；wifi模块和4g用于与用户终端和/或监控终端传输数据，wifi模块采用usr-c322,通过uart接口和mcu通信；4g及gps/agps模块采用sim868,通过uart接口和mcu通信。

还包括电源管理模块，该电源管理模块包括mcu电源管理、wifi电源管理、摄像头电源管理，所述的电源管理模块的电路图如图2所示。

一种冰柜的智能监控算法，如图3所示，包括如下步骤：

步骤1、读取陀螺仪的角度信息，判断冰柜门是否打开，如果冰柜门处于打开状态，执行步骤2，否则，执行步骤3；

步骤2、记录柜门打开的最大角度值，判断最大角度值是否大于预先设定的第一角度阈值，如果大于第一角度阈值，执行步骤5，否则，执行步骤4；

步骤3、判断当前角度是否大于预先设定的第三角度阈值，如果大于，判定为非法移动标志位置的状态，并做记录，否则，执行步骤7；

步骤4、判断最大角度值是否大于第二角度阈值，如果大于第二角度阈值，执行步骤5，否则，执行步骤7；

步骤5、当前角度值是否小于设定的角度差值，如果小于设定的角度差值，执行步骤6，否则，执行步骤7；

步骤6、摄像头抓拍获取图像数据并获取光照数据、温度数据、人流量和非法移动信息打包存储并上传至监控终端服务器；

步骤7、判断热释电模块输出高电平是否持续1秒，如果是，执行步骤8，否则，执行步骤9；

步骤8、人流量计数加1，等待输出变为低电平，否则下一次不会计数；

步骤9、判断读取经纬度时间是否到，如果时间到，读取经纬度数据，一个处理周期结束；否则，返回执行步骤1。

本方案的核心创新点在于通过陀螺仪判断冰柜开门角度，然后通过摄像头抓拍冰柜商品排面，之后上传到服务器做商品图像识别分析后得出商品陈列和销售数据，而不是开门后根据时延随意乱拍，至于陀螺仪是六轴还是九轴的或者其他类型的陀螺仪，只要能够实现该功能的均可。

该方案还具有电源控制算法，具体包括如下方面：

mcu电源控制方法，具体包括如下步骤：

步骤a、判断mcu是否处于休眠状态，如果是，执行步骤b，否则，执行步骤c；

步骤b、启动定时器，判断第一时间中断是否到达，如果是，执行步骤d，否则，返回执行步骤a；

步骤c、计时器开启，到达预定的第一时间阈值，判断人流量，如果是，mcu进入休眠模式，否则，返回执行步骤a；

步骤d、判断预定的第二时间阈值内是否有人流量计数，如果有，启动mcu，然后返回执行步骤a，否则，定时器重新开始计时，然后返回执行步骤a；

wifi电源控制方法，具体包括如下步骤：

步骤a、判断wifi是否处于掉电状态，如果是，执行步骤b，否则，执行步骤c；

步骤b、判断是否到wifi重启时间，如果是，重启wifi后，返回执行步骤a，否则，返回执行步骤a；

步骤c、判断wifi重启次数是否大于预先设定的次数，如果是，断开wifi电源后，返回执行步骤a，否则，返回执行步骤a；

摄像头模块电源控制方法，具体包括如下步骤：

步骤m、判断摄像头是否处于掉电状态，如果是，执行步骤n，否则，执行步骤i；

步骤n、判断冰柜门是否被打开过一次，如果是，启动摄像头拍照，并上传；否则，返回执行步骤m；

步骤i、判断冰柜门关闭时间是否大于td+t，如果大于，摄像头断电休眠后，返回执行步骤m，否则，返回执行步骤m；其中，td为最大的开门间隔值，t为当前每分钟人流量*1分钟。

具体实施例二，

该实施例对智能冰柜的关门判定方法做具体说明：

开门时当角度值大于30度时记录角度变化的最大值，当记录的角度最大值超过60时,判定当前角度值是否小于50，如果当前角度小于50即确认为关门；

当记录的角度最大值没有超过60，判定当前角度值是否小于最大值-5，小于即确认为关门。

具体实施例三，

该实施例对智能冰柜的数据打包交互方法做具体的说明：

所有数据获取后分包成1024个字节，包括包序号、数据和包长；报告生成后先存储到flash，报告编号放在报告的开头。读取flash，一次读取并发送1024个字节，服务器收到后回复收到的包的编号，下位机判断包的编号数据是否正确，如果不正确重发数据包。下位机收到服务器发的exit(即退出)时终止此次报告的上传。

具体实施例四，

该实施例对智能冰柜的摄像头ov5640软件技术做具体说明：

通过dcmi接口读取摄像头ov5640的图像数据，指令发送通过sccb接口。服务器通过和下位机配合可以设置摄像头部分参数。

具体实施例五，

该实施例对智能冰柜的mpu6050陀螺仪数据读取以及漂移处理做具体说明：

陀螺仪数据通过串口读取，因为其数据是一直在漂移，考虑到数据变换较慢。具体处理方法是：

鉴于陀螺仪数据的缓慢漂移特性，计算角度差过程中，以每次开门前的即时数据作为初始角度数据。

具体实施例六，

该实施例对智能冰柜的wifi模块断连处理方法做具体说明：

wifi串口读取发送数据，通过at指令获取当前连接状态。如果长时间断连，通过at指令来重启wifi。这时候如果处于报告上传阶段，若出现问题，服务器可以发送exit来放弃或重传此次报告。

具体实施例七，

该实施例对智能冰柜的热释电传感器人流检测方法进行具体说明：

经测试此模块受环境影响较大，处理方法：高电平持续1秒以上进行一次人流量计数，低电平持续4秒以上才会进行下一次计数。