智能冰柜的制作方法

本实用新型实施例涉及智能化零售领域，特别涉及一种智能冰柜。

背景技术：

近年来随着线下零售成本上升以及联网电商的冲击，线下零售业处于萎缩的状态。调查发现目前线下零售的经营现状，主要存在以下四个问题：一、经营模式同质化明显；二、受电商冲击严重；三、经营成本不断攀升；四、消费者体验滞后。为此，市面上逐渐出现了自助售货机。这种售货机无需人员值守，不受时间、地点限制，大大节省了人力、降低了经营成本，也在极大程度上方便了用户、提升了用户体验。

但现有的自贩机无法实现用户触摸，是一个冷冰冰的机器，且存货量少，货币识别容易出错，体验性差。还有一种rfid方案，但是这种标签具有成本高昂、容易损毁、识别率低以及默写特殊商品不能使用等缺陷，且流程繁琐。

技术实现要素：

本实用新型实施方式的目的在于提供一种智能冰柜，使得在无人值守的情况下，用户可真实触摸选购自己所需要的商品，并在用户购物结束后可自动进行结算，免去了用户现金或手机进行支付的过程。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种智能冰柜，包括：本地中央控制单元、生物特征采集单元、门禁设备控制单元及若干个视觉采集单元；其中，所述生物特征采集单元设置在所述智能冰柜的柜门上；所述若干个视觉采集单元分别设置在所述智能冰柜的内部的不同位置；所述生物特征采集单元、门禁设备控制单元以及若干个视觉采集单元均与所述本地中央控制单元连接；所述生物特征采集单元采集用户的生物特征信息，并将所述生物特征信息发送给所述本地中央控制单元；所述本地中央控制单元将所述生物特征信息上传至远程决策中心单元进行验证，并在接收到通过验证的信息时，向所述门禁设备控制单元发送开门指令；所述若干个视觉采集单元采集智能冰柜内的视频图像，并将所述视频图像发送给所述本地中央控制单元进行识别，以确定用户购买的商品的信息；所述本地中央控制单元在接收到来自所述门禁设备控制单元柜门关闭的信息时，发送结算请求至所述远程决策中心单元。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，在验证通过后，即打开智能冰柜的柜门，使得用户可真实触摸选购自己所需要的商品，极大程度上方便了用户了购物。同时，通过对采集的视频图像进行识别，以确定用户购买的商品的信息，并在智能冰柜的柜门关闭后，自行发送结算请求，也省去了用户结算的过程。也就是说，对于用户来说，其只需要输入相应的生物特征然后购物、关门三个步骤就可完成整个购物环节，这大大便利了用户的购物过程，有利于提升用户的购物体验。

另外，所述本地中央控制单元对所述生物特征信息进行加密，并将加密的所述生物特征信息上传至所述远程决策中心单元进行验证。有利于提高生物特征信息的安全性。

另外，所述智能冰柜还包括制冷单元；所述制冷单元设置在所述智能冰柜内部，并与所述本地中央控制单元连接；所述制冷单元检测所述智能冰柜内部的温度，并将检测结果通过所述本地中央控制单元发送给所述远程决策中心单元；所述制冷单元还接收来自所述本地中央控制单元的调温指令，并根据所述调温指令调控所述智能冰柜内部的温度。这种设计使得远程决策中心单元可以远程调控智能冰柜的温度。

另外，所述智能冰柜的柜门通过电控锁来锁定；所述门禁设备控制单元在接收到所述开门指令时，解除所述电控锁的锁定状态。采用电控锁，使得无论是否通电，都可以锁上柜门。

另外，所述本地中央控制单元通过所述门禁设备控制单元复位所述智能冰柜的柜门。这种设计有利于避免用户在购物完成后因忘记关闭柜门而产生的隐患。

另外，所述智能冰柜还包括语音交互单元；所述语音交互单元与所述本地中央控制单元连接；所述本地中央控制单元接收来自所述远程决策中心单元的购物建议信息，并将所述购物建议信息发送给所述语音交互单元；所述语音交互单元采集所述用户的语音，并将所述语音通过所述本地中央控制单元发送给所述远程决策中心单元。语音交互的方式更方便用户的购物，有助于进一步提升用户的购物体验。

另外，所述智能冰柜还包括注册触摸屏单元，所述注册触摸屏单元与所述本地中央控制单元连接；所述本地中央控制单元向所述注册触摸屏单元发送控制信息，以控制所述注册触摸屏单元显示注册界面，指引用户扫描二维码或者输入账号信息。

另外，所述智能冰柜还包括用于为所述智能冰柜供电的UPS紧急供电单元；所述UPS紧急供电单元分别与所述本地中央控制单元、生物特征采集单元、门禁设备控制单元及若干个视觉采集单元连接。

另外，所述生物特征采集单元还在采集到所述生物特征信息时，向所述本地中央控制单元及所述若干个视觉采集单元发送唤醒信号。在采集到用户的生物特征信息时，才唤醒这些单元，有利于节省功耗。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本实用新型第一实施方式的智能冰柜的侧视图；

图2是根据本实用新型第一实施方式的智能冰柜的结构示意图；

图3是根据本实用新型第二实施方式的智能冰柜的结构示意图；

图4是根据本实用新型第三实施方式的智能冰柜的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种智能冰柜。如图1、2所示，该智能冰柜可包括本地中央控制单元11、生物特征采集单元12、门禁设备控制单元13、若干个视觉采集单元14、制冷单元15、注册触摸屏单元16。其中，生物特征采集单元12、门禁设备控制单元13、若干个视觉采集单元14、制冷单元15、注册触摸屏单元16均与本地中央控制单元11连接。本地中央控制单元11可与远程中央控制单元2通信交互。

具体而言，生物特征采集单元12可置于智能冰柜外侧，比如安装在智能冰柜的柜门上。该生物特征采集单元12可用于采集用户的生物特征信息，并将采集到的生物特征信息发送给本地中央控制单元11。该生物特征信息可以是：掌经脉(即手掌皮下组织微血管)、指纹、虹膜、人脸信息等。

本地中央控制单元11可设置在智能冰柜上。本地中央控制单元11在接收到生物特征采集单元12发送的生物特征信息后，可对其进行加密，并将加密的生物特征信息发送给远程决策中心单元2进行验证。远程决策中心单元2可根据现有技术中的验证方法，去验证该采集的生物特征信息是否为注册用户的生物特征信息，即验证该采集的生物特征信息对应的用户是否为注册用户。该验证方法即是：从已注册的生物特征信息中检索该采集的生物特征信息。若检测到，则说明该采集的生物特征信息为注册用户的生物特征信息；否则，则说明该采集的生物特征信息不是注册用户的生物特征信息。

如上文所述，若未检索到该采集的生物特征信息，则说明该采集的生物特征信息对应的用户不是注册用户。此时，远程决策中心单元2可向本地中央控制单元11返回未通过验证的信息。本地中央控制单元11则可向注册触摸屏单元16发送控制信息，以控制注册触摸屏单元16显示注册界面，指引用户打开相关的支付软件(如支付宝)扫描二维码或直接在注册界面上输入支付账号信息，以使远程决策中心单元2获取到用户的支付账户信息，从而与第三方结算中心完成签约代扣。之后，远程决策中心单元2可通过本地中央控制单元11提示用户录入生物特征信息。待用户通过生物特征采集单元12录入生物特征信息后，远程决策中心单元2就可将用户的支付账户信息与生物特征信息进行绑定注册，生成终生唯一的生物信息ID账号。该ID账号既是账户也是密码。

若检索到该采集的生物特征信息，则说明该采集的生物特征信息对应的用户为注册用户。此时，远程决策中心单元2可向本地中央控制单元11发送通过验证的信息，本地中央控制单元11可向门禁设备控制单元13发送开门指令。在实际应用中，远程决策中心单元2在生物特征信息通过验证后，还可进一步根据当前智能冰柜的运行状态信息以及用户的行为标签，来判断是否满足预设条件，并在满足预设条件后，再通过本地中央控制单元11向门禁设备控制单元13发送开门指令。具体地说，远程决策中心单元2可从该运行状态信息中判断是否有未发送成功的结算请求(比如网络原因导致)；可从用户的行为标签中判断用户是否有不良信用记录，信用值是否低于预设值，账户是否存在异常，以及是否存在未结算的账单等。若判定当前不存在未发送成功的结算请求，且用户没有不良信用记录、信用值高于预设值、账户没有异常、没有未结算的账单等，则认定满足预设条件。此时，远程决策中心单元2可激活该用户的支付账户，并通过本地中央控制单元11发送开门指令至门禁设备控制单元13。值得一提的是，以上只是对预设条件进行举例说明，但并不以此为限。在实际应用中，可根据实际情况灵活设定预设条件，比如，也可只根据用户的行为标签判断用户是否有不良信用记录，信用值是否低于预设值，账户是否存在异常，而不判断是否有未发送成功的结算请求。另外，当判定预设条件不满足时，则可根据实际情况给出相应的处理。例如判定用户存在不良信用记录、或信用值低于预设值，则不发送开门指令，当然也可给出用户相关提示；当判定用户存在未结算的账单时，则可提示用户未结算的原因(如支付账户余额不足)，并提醒用户及时处理等。

本实施方式中，可通过电控锁来锁定柜门，这样无论是否有电，都可以锁上柜门。门禁设备控制单元13在接收到开门指令时，会解除电控锁的锁定状态，以打开智能冰柜的柜门，并保持开锁状态。柜门在打开后，门禁设备控制单元13还会上传已打开柜门的信息(该信息中还可包括柜门打开的时间)至本地中央控制单元11，以供本地中央控制单元11记录。

在打开柜门后，安装在智能冰柜不同位置的视觉采集单元14开始采集的视频图像，并实时将采集的视频图像发送给本地中央控制单元11。视觉采集单元14的数量及安装位置可根据实际需要灵活设置。可选地，该视觉采集单元可以是摄像头。在实际应用中，可将摄像头分别安装在柜体门框的四个拐角处，以及柜体门框的上、下边缘处，并使摄像头处于对射状态，且要使摄像头与货架的垂直切面处于同一水平面，从而使摄像头从各个角度都可拍摄到用户的动作姿态。

在网络通讯速度较差的情况，本地中央控制单元11可自行对该采集的视频图像进行处理；而在网络通讯速度较优的情况，本地中央控制单元11则可将接收到视频图像发送给远程控制中心单元2进行处理。为此，可预先设置一阈值，在当前网络通讯速度达到预设的阈值时，由远程控制中心单元2进行图像处理，在当前网络通讯速度未达到该阈值时，则由本地中央控制单元11进行图像处理。本实施例将以本地中央控制单元11进行图像处理为例进行说明。

本地中央控制单元11可根据现有技术的方法对视频图像进行识别处理，以确定用户购买的商品的信息。具体地，本地中央控制单元11可实时从获取的视频图像中识别出待售商品的种类和数量，然后根据该种类和数量确定被提取(即被用户拿走)的待售商品的种类和数量，从而确定用户购买的商品。

当然，本地中央控制单元11也可以通过以下方式对图像进行识别处理。具体地，本地中央控制单元11在接收到视频图像后，可选择间隔N(为自然数，如5)帧两个视频图像相减，将相同部分作为背景删除，仅框选有变化的部分，并对其识别检测，以识别用户的动作姿态(如从智能冰柜内向外拿商品，或向智能冰柜内放入商品)以及用户动作对应的商品的图像。然后可根据这些识别的结果对用户的购物车(虚拟购物车)进行操作，如识别出用户从智能冰柜内向外拿商品，并将商品向往移动预设距离，则在购物车中添加该商品；在识别出向智能冰柜内放入商品，则从购物车删除该商品等，从而确定用户购买的商品。

在用户购物结束，可手动关上智能冰柜的柜门。电控锁上还安装有接近传感器，当本地中央控制单元11通过该接近传感器检测到智能冰柜的双门关到位时，向门禁设备控制单元13发送关门指令，以使锁定电控锁进入锁定状态。此时，门禁设备控制单元13会向本地中央控制单元11发送柜门关闭的信息，本地中央控制单元11在接收到该信息时，即可发送结算请求至远程决策中心单元。值得一提的是，还可在智能冰柜的柜门上安装压力传感器，并设置该压力传感器与本地中央控制单元11连接。本地中央控制单元11通过压力传感器检测到柜门在预设的时间内连续未受到外力作用时，可通过门禁设备控制单元13复位(关闭)智能冰柜的柜门。

远程决策中心单元2在接收到来自本地中央控制单元11的结算请求时，会给本地中央控制单元11发送一个反馈信息，以使本地中央控制单元11知道该结算请求是否发送成功，并对其记录。若本地中央控制单元11在预设时间内都没有收到反馈信息，也会进行记录。

远程决策中心单元2在接收到结算请求时，即可发送支付指令至第三方结算中心，以完成扣款。之后，远程决策中心单元2还可向用户的移动终端相应的APP里，发送本次的购物账单，以及是否成功完成结算的信息。需要说明的是，本地中央控制单元11在柜门关闭时，还可先查看用户的购物车。若购物车里有商品则发送结算请求至远程决策中心单元2；若购物车里没有商品，则不发送结算请求。

值得一提的是，为了节省功耗，还可设置相关设备(如本地中央控制单元11、视觉采集单元14，以及各种传感器，如温度传感器、烟雾传感器等)在柜门关闭时进入休眠状态。当生物特征采集单元12采集到生物特征信息时，才唤醒这些处于休眠状态的设备，即向这些设备发送唤醒信号。

另外，智能冰柜还包括制冷单元15。制冷单元15可设置在智能冰柜内部，并通过本地中央控制单元11与远程决策中心单元2连接。制冷单元15可用于检测智能冰柜内部的温度，并将检测结果通过本地中央控制单元11发送给远程决策中心单元2。同时，远程决策中心单元2还可在需要调节智能冰柜内部的温度时，通过本地中央控制单元11发送调温指令至制冷单元15，以使制冷单元15根据该调温指令调控智能冰柜内部的温度。

需要说明的是，本实施方式中结算方式有多种，下面将例举其中的三种进行说明：

第一种：本地中央控制单元11在接收到来自生物特征采集单元12发送的生物特征信息时，还可采集当前的智能冰柜的编号。此后，本地中央控制单元11可自行对该生物特征信息进行验证，即验证该生物特征信息对应的用户是否为注册用户。在验证通过后，本地中央控制单元11可从注册信息找出对应该生物特征信息的ID账号。此后，本地中央控制单元11在检测到柜门关闭时，即可发送结算请求至远程决策中心单元2。该结算请求中可包括找出的ID账号、采集到的智能冰柜的编号、以及由购物车的信息生成的购物账单。该购物账单应包括购买的商品的信息，以及对应的支付金额。远程决策中心单元2会对结算请求中包括的信息进行存储，以留作凭证。同时，远程决策中心单元2会将其中的ID账号以及支付金额携带在支付指令中，发送给第三方结算中心，以完成扣款。

第二种：本地中央控制单元11将接收到的生物特征信息加密，并将加密的生物特征信息与采集到的当前的智能冰柜的编号一并发送给远程决策中心单元2。远程决策中心单元2可先对接收到的加密的生物特征信息进行解密，并在解密成功后，对该生物特征信息进行验证，即验证该生物特征信息对应的用户是否为注册用户。在验证通过后，远程决策中心单元2可从注册信息找出对应该生物特征信息的ID账号，并将找出的ID账号与智能冰柜的编号进行关联。此后，本地中央控制单元11在检测到柜门关闭时，即可发送结算请求至远程决策中心单元2。该结算请求中可包括智能冰柜的编号、以及由购物车的信息生成的购物账单。该购物账单应包括购买的商品的信息，以及对应的支付金额。远程决策中心单元2会对结算请求中包括的信息进行存储，以留作凭证。同时，远程决策中心单元2可根据该结算请求中的智能冰柜的编号，找到与之关联的ID账号。然后，将找到ID账号以及支付金额携带在支付指令中，发送给第三方结算中心。

第三种：本地中央控制单元11将接收到的生物特征信息加密，并将加密的生物特征信息与采集到的当前的智能冰柜的编号一并发送给远程决策中心单元2。远程决策中心单元2可先对接收到的加密的生物特征信息进行解密，并在解密成功后，对该生物特征信息进行验证，即验证该生物特征信息对应的用户是否为注册用户。在验证通过后，远程决策中心单元2可从注册信息找出对应该生物特征信息的ID账号。之后，远程决策中心单元2可将该ID账号回传至本地中央控制单元11。此后，本地中央控制单元11在检测到柜门关闭时，即可发送结算请求至远程决策中心单元2。该结算请求中可包括找出的ID账号、采集到的智能冰柜的编号、以及由购物车的信息生成的购物账单。该购物账单应包括购买的商品的信息，以及对应的支付金额。远程决策中心单元2会对结算请求中包括的信息进行存储，以留作凭证。同时，远程决策中心单元2会将其中的ID账号以及支付金额携带在支付指令中，发送给第三方结算中心，以完成扣款。

本实施方式相对于现有技术而言，在生物信息验证通过后，即打开智能冰柜的柜门，使得用户可真实触摸选购自己所需要的商品，极大程度上方便了用户了购物。同时，通过采集用户购物的视频图像，并从所述视频图像中识别所述用户的动作姿态、识别所述用户的动作对应的商品的图像，自行操作用户的购物车，也省去了用户自己添加或删除商品的过程。此外，在智能冰柜的柜门关闭后，本发明实施方式可通过远程决策中心单元发送支付指令至远程决策中心单元，以完成扣款，也省去了用户自行结算的过程。也就是说，对于用户来说，其只需要输入相应的生物特征然后购物、关门三个步骤就可完成整个购物环节，这大大便利了用户的购物过程，有利于提升用户的购物体验。

本实用新型的第二实施方式涉及一种智能冰柜。第二实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：第二实施方式中，增加了可与用户进行交互的语音交互单元。

具体而言，如图3所示，语音交互单元17与本地中央控制单元11连接，其主要可包括扬声器、全向拾音器组件。在柜门打开后，本地中央控制单元11可唤醒语音交互单元17。远程决策中心单元2可调取该用户的历史购物数据，并根据该历史购物数据，通过设置的推荐算法分析用户的购物喜好，生成购物建议信息。之后，远程决策中心单元2可通过本地中央控制单元11向语音交互单元17发送该购物建议信息，以主动向用户提供购物建议。

该购物建议信息也可根据接收到的语音生成。具体地，用户可通过语音交互单元17进行咨询。语音交互单元17会采集用户的语音，并将采集的语音通过本地中央控制单元11发送给远程决策中心单元2。之后远程决策中心单元2可根据接收到的语音生成购物建议信息，并发送给本地中央控制单元11。本地中央控制单元11可通过语音交互单元17播报该反馈意见。从而实现用户与远程决策中心单元2的交互。

本实施方式提供语音交互单元，可进一步方便用户的购物，提升用户的购物体验。

本实用新型的第三实施方式涉及一种智能冰柜。第三实施方式在第一或第二实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：第三实施方式中，增加了UPS紧急供电单元。

UPS紧急供电单元可分别与本地中央控制单元、生物特征采集单元、门禁设备控制单元及若干个视觉采集单元等设置在智能冰柜内的单元连接。它可在突发断电时，为智能冰柜进行供电，以保障该智能冰柜正常运行，保证相关数据的正常存储。

此外，如图4所示，该智能冰柜还可包括若干个监控单元18，用于监控智能冰柜，以提高安全性。该若干个监控单元18可分布于智能冰柜的不同位置，并与本地中央控制单元11连接。本地中央控制单元11可实时将监控单元18摄取的监控图像发送给远程决策中心单元2。为了节省功耗与流量，减轻本地中央控制单元11的工作量，也可设置在柜门关闭时，本地中央控制单元11将监控单元18的监控图像存储于本地硬盘中。而当柜门打开时，本地中央控制单元11可将柜门从打开至关闭这段时间内的监控图像实时发送给远程中心单元2存储。进一步地，还可只选取这段时间(柜门从打开至关闭这段时间)内特定时刻的监控图像，发送至远程决策中心单元2进行存储。例如，只发送柜门打开瞬间、以及柜门打开后第1分钟、第2分钟、第3分钟等时刻的货架监控图像。

另外，该智能冰柜还可包括广告显示单元19，以用于广告投放。该广告显示单元19与本地中央控制单元11连接。远程决策中心单元2可通过本地中央控制单元11控制广告显示单元19显示的广告。

需要说明的是，远程决策中心单元应被理解为上层业务决策中心，是提供数据处理、数据库、数据存储等的业务点。可以是远程服务器，且具有支持智能冰柜业务运营所必需的全部功能。而本地中央控制单元可包括计算机设备及控制组件，并与设置在智能冰柜上的各单元(即各设备)通讯，以实现智能冰柜运行状态的采集和指令的收发，并通过通信单元以有线或无线的方式与远程决策中心单元通信。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。