第一章绪论
课题研究背景
伴着生活水平的提高,人民对生活环境质量的要求愈来愈高。家电作为与人们日常生活关系最密切和最不可或缺的一部分,家电智能化趋势日趋凸显。智能控制技术和信息技术的飞速发展为家电智能化提供了良好的物质基础。与传统的家电相比,智能家电更多的应用了先进控制技术、数字技术和计算机网络技术,使家电具备自动监测自身的故障、自动控制调节和网络通讯等功能。智能化家电通过网络通讯功能可以和互联网连接,用户只需身边有一部可以连接网络的设备就可以查看和控制自家所有电器的运行情况,极大的方便了人们的日常生活。
冰箱作为家电的重要组成部分,未来冰箱的发展应该是使冰箱具有人性化、功能更加完善、操作更加简易方便以及具有网络通信能力。通过给冰箱提供网络接口,使其与其它网络家电进行联网,组成家庭局域网,并将局域网连入互联网。用户通过互联网便可直接了解到冰箱中的食品存储情况,从而及时购买所需食品。
互联网的快速普及,为网络技术的发展提供了前提,网络技术的逐渐成熟为物联网的出现提供了可能。物联网集合了网络技术、传感技术、通信技术和射频识别技术,是具有智能化识别、监控和管理等功能的网络系统在概念上的不断完善统一,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。通过物联网,世界上任何物品都可以在任何时间、任何地点按需要被识别、追踪和监控。物联网的出现对物品的生产制造、运输、制造、管理、物品回收等物品供应链环节,以及企业、个人和政府带来深刻影响,将引领未来一种全新的生活观念和生活方式的变革,将物联网应用到家电是必然的发展趋势。
RFID以其独特的技术优势得到快速发展,被广泛应用到物流、交通控制管理和工业自动化等领域,是物联网的主要技术之一。随着RFID的进一步普及应用,未来商品必然会通过电子标签进行标识,冰箱中的物品作为物流供应链的一部分,通过小小的电子标签,就能够识别物品并获取该物品相应的信息,将RFID技术应用到冰箱是必然趋势。同时目前在家庭使用的冰箱,不具备物品信息管理功能,冰箱用户如果想要知道冰箱内的物品存储情况,需要打开冰箱去查看,给用户带来了很多的不便,同时用户往往不会留意到冰箱中已经过期的食品,从而影响到自身的健康。因此研究基于物联网技术的冰箱物品信息管理系统,通过RFID将冰箱融入物联网,使用户通过物联网随时了解冰箱内的物品信息,具有广阔的应用前景和不可估量的价值。
1.2国内外研究现状
1.2. 1国外研究现状
未来家电的发展离不开物联网的进步,国外对物联网极为重视,2009年美国奥巴马总统提出了《美国创新战略》,将物联网和新能源列为振兴经济的重点。欧盟也制定了物联网行动方案,并颁布了物联网领域14项行动计划,并力推物联网在能源、航空航天、智能交通等18个领域的应用。日本政府也出台了数字日本创新项目的行动大纲,其他发达国家也加快了部署下一代网络的步伐。
在物联网应用与研发方面,欧美、日本、韩国等少数国家的起步较早。当前主要的RFID相关规范有欧美的EPC规范、日本的UID (ubiquitous ID)规范和ISO18000系列标准。
智能化家电正在成为各大企业竞相开发的新宠。早在2000年,韩国LG就推出了全球第一台通过互联网连接的“互联网冰箱”0 2007年1月15日,韩国三星公司提出了,采用RFID技术的智能冰箱可以“计算”冰箱中的食品,并“告诉”人们有关存放食品的相关信息。每份食品上都贴有一枚电子标签,冰箱能够通过发信息到手机把冰箱的相关信息告诉用户,比如食品的有效期、同类食品的数量以及使用冰箱里的食品可以组成的菜谱等等。西门子公司在上海世博会上向世人展示了其I-Fresh冰箱,该款冰箱融合了物联网、3G互联网和智能管理等技术:食物管理系统能让用户对冰箱的食物了解的一清二楚,还可以通过视频提供食谱告诉用户怎么用冰箱内现存的食物做食谱;哪种食物没了可以直接通过屏幕访问超市网站,手指点几下便可以购买食物;拥有通讯功能的I-Fresh冰箱还能通过屏幕实现视频通话和短信收发;通过内置摄像头还能实现远程网络监控。
第三章 物联网相关技术.............. 29-36
3.1 射频识别技术.............. 29-30
3.2 EPC网络简介.............. 30-34
3.2.1 EPC中间.............. 31-32
3.2.2 对象命名.............. 32-33
3.2.3 实体标记.............. 33-34
3.3 嵌入式系统.............. 34-35
3.4 本章小结.............. 35-36
第四章 冰箱物品信息管理.............. 36-49
4.1 冰箱物品信息管理.............. 36-37
4.2 冰箱物品信息管理.............. 37-42
4.2.1 系统的硬件.............. 38-39
4.2.2 电子标签读取.............. 39-42
4.3 冰箱物品信息管理系统.............. 42-48
4.3.1 WinCE操作系统.............. 42-44
4.3.2 WinCE操作系统.............. 44-45
4.3.3 软件开发平台.............. 45-46
4.3.4 系统软件的功能.............. 46-48
4.4 本章小结.............. 48-49
第五章 冰箱物品信息管理系统.............. 49-68
5.1 冰箱物品管理系统.............. 49-50
5.2 嵌入式数据库的.............. 50-54
5.2.1 嵌入式数据库.............. 50-51
5.2.2 SQLite数据库.............. 51-52
5.2.3 数据库的实现.............. 52-54
5.3 通讯接口模块的设计.............. 54-60
5.3.1 通讯接口模块.............. 54-56
5.3.2 通讯接口模块.............. 56-60
5.4 在线购物模块的设计.............. 60-67
5.4.1 网络通信方式.............. 60-62
5.4.2 在线购物模块.............. 62-65
5.4.3 在线购物模块.............. 65-67
5.5 本章小结.............. 67-68
总结
本文主要是以物联网技术在冰箱的应用为研究背景,结合国内外对智能冰箱的研究现状和物联网的组成框架,提出了基于物联网技术的冰箱物品信息管理系统的总体方案,并设计与实现了冰箱物品信息管理系统的部分功能。
本文详细讨论了冰箱物品信息管理系统的功能需求和总体架构。冰箱物品信息管理系统主要包括物品信息获取模块和物品信息管理两大模块。物品信息获取模块由数据采集和物品信息获取两部分组成:数据采集部分,采用了将RFID读写器安装在冰箱门框附近,通过温度传感器控制读写器的运行,RFID读写器只扫描进出冰箱的贴有电子标签的物品,从而识别物品的方式;物品信息获取部分,采用了通过网络平台找到存储物品详细信息的物品信息服务器,从而获取物品信息的工作方式;物品信息管理层具有存储物品信息、统计同类物品的数量、智能决策、推荐食谱、对将过期或者己过期的物品进行报警提示等功能,并为用户提供用户操作界面,用户通过操作界面能够直接查询冰箱中的物品信息,进行在线购买等操作。