基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置製造方法

2023-06-07 08:58:56

基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置，所述冰箱監控裝置包括多個接觸式位置傳感器、溼度檢測器和主控制器，每一個接觸式位置傳感器位於一個冰箱門內側，用於檢測對應冰箱門的開關狀態，所述溼度檢測器用於檢測冰箱內部溼度，所述主控制器分別連接所述溼度檢測器和所述多個接觸式位置傳感器，根據接收到的冰箱內部溼度和多個冰箱門的開關狀態，確定是否啟動冰箱結霜檢測和自動除霜處理。通過本發明，能夠在冰箱門開啟過久或冰箱內溼度過高的情況下，及時進行冰箱結霜檢測和自動除霜處理，提高冰箱除霜的效率。
【專利說明】基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及冰箱監控領域，尤其涉及一種基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱 監控裝置。

【背景技術】
[0002] 冰箱的應用，歷史悠久。隨著人們生活水平的提高和科學技術的進步，人們對冰箱 的需求不僅僅停留在製冷，智能化、多功能冰箱成為冰箱發展的趨勢之一。
[0003] 在冰箱的使用中，在冰箱內部靠近製冷設備位置的面板上，存在結霜的現象。結 霜的原因有很多，冰箱門不關嚴會導致冰箱結霜，平時清洗乾淨的蔬菜、水果放在冰箱裡， 這些食品中的水分蒸發，遇冷後也會凝結成霜，開冰箱門時也不要讓其與外界流通的時間 太長。冰箱結霜為人們的使用帶來了不便，一方面，霜層過厚會佔據冰箱內部本來有限的空 間，另一方面，霜層會降低製冷設備的製冷效率，提高了冰箱的能耗。
[0004] 現有技術中對冰箱除霜的方法為，聘請專業人士，定時打開冰箱內部後壁面板，進 行人工除霜，或者定時啟動加溫設備，對霜層加熱，從而減少霜層厚度。但是人工除霜的方 式費時費力，需要一定的維護費用，加溫除霜的方式不考慮冰箱的具體使用情況，簡單地進 行定時加溫，會導致有時霜層過厚的時候未到預定時間而無法加溫的情況發生，也會導致 有時無霜時到達預定時間而盲目加溫的情況發生，除霜效率低下。
[0005] 因此，需要一種自適應冰箱除霜的技術方案，基於對冰箱門開啟狀態和冰箱內部 溼度的檢測結果，確定是否啟動霜層檢測盒除霜處理，避免盲目除霜，在保證除霜效果的同 時，提1? 了除霜的效率。


【發明內容】

[0006] 為了解決上述問題，本發明提供了一種基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監 控裝置，引入溼度檢測器對冰箱內部溼度進行檢測，引入分別設置在多個冰箱門上的多個 接觸式位置傳感器對每一個冰箱門的開關狀態進行檢測，從而便於控制設備基於上述檢測 結果確定除霜策略，保證在可能結霜的情況下及時進行除霜，提高了冰箱除霜的自動化水 平。
[0007] 根據本發明的一方面，提供了一種基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝 置，所述冰箱監控裝置包括溼度檢測器、主控制器和多個接觸式位置傳感器，每一個接觸式 位置傳感器位於一個冰箱門內側，用於檢測對應冰箱門的開關狀態，所述溼度檢測器用於 檢測冰箱內部溼度，所述主控制器分別連接所述溼度檢測器和所述多個接觸式位置傳感 器，根據接收到的冰箱內部溼度和多個冰箱門的開關狀態，確定是否啟動冰箱結霜檢測和 自動除霜處理。
[0008] 更具體地，在所述基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置中，所述冰箱 監控裝置還包括，多個接觸式位置傳感器，每一個接觸式位置傳感器包括一個觸頭，用於基 於對應冰箱門和冰箱主體是否接觸擠壓來確定對應冰箱門的開啟和關閉；溼度檢測器，包 括電阻式溼敏元件和感溼膜，感溼膜覆蓋在電阻式溼敏元件上，當冰箱內部空氣中的水蒸 氣吸附在感溼膜上時，基於電阻式溼敏元件的電阻率和電阻值的變化檢測冰箱內部溼度； 結霜檢測設備，包括按照預設距離水平嵌入在冰箱內部的結霜探測面上的紅外光發射二極 管和紅外光接收二極體，紅外光發射二極體用於將紅外光發射到結霜探測面上，當結霜探 測面無結霜時，發射的紅外光將在空氣中傳播，紅外光接收二極體檢測不到紅外光，當結霜 探測面存在結霜時，發射的紅外光將在結霜層內散射和反射，紅外光接收二極體將接收到 的紅外光進行光電轉換，將紅外光信號轉換為電壓信號並輸出；加熱設備，設置在結霜探測 面的背面，用於對結霜探測面加熱以實現除霜功能；攝像設備，設置在結霜探測面的對立 面，用於對結霜探測面的結霜情況進行實時拍攝，並輸出結霜圖像；主控制器，包括定時器 和存儲器，主控制器分別連接多個接觸式位置傳感器、溼度檢測器、結霜檢測設備、加熱設 備和攝像設備，基於多個接觸式位置傳感器的檢測結果，當存在一個冰箱門開啟超過預設 開啟最長時間或冰箱內部溼度超過第一溼度閾值時，進入冰箱結霜檢測和自動除霜處理模 式，當所有冰箱門關閉超過預設關閉最長時間且冰箱內部溼度低於第二溼度閾值，退出冰 箱結霜檢測和自動除霜處理模式，第一溼度閾值大於第二溼度閾值；用戶輸入設備，連接所 述主控制器以根據用戶的輸入，修改主控制器內置存儲器中存儲的預設開啟最長時間、預 設關閉最長時間、第一溼度閾值、第二溼度閾值、第一預設電壓幅值和第二預設電壓幅值； 顯示設備，連接所述主控制器以實時顯示每一個冰箱門的開啟時間，實時顯示冰箱內部溼 度，在接收到結霜過厚信號時實時顯示與結霜過厚信號對應的文字提示信息，並在所述主 控制器進入冰箱結霜檢測和自動除霜處理模式時，實時顯示攝像設備拍攝的結霜圖像；無 線通信設備，連接所述主控制器，在接收到結霜過厚信號時將與結霜過厚信號對應的文字 提示信息通過無線通信網絡實時發送給冰箱用戶的無線通信終端；其中，在冰箱結霜檢測 和自動除霜處理模式中，主控制器啟動攝像設備進行實時拍攝，同時主控制器接收結霜檢 測設備輸出的電壓信號，在電壓信號大於等於第一預設電壓幅值時，啟動加熱設備進行除 霜，在電壓信號大於等於第二預設電壓幅值時，啟動加熱設備進行除霜並發出結霜過厚信 號，在電壓信號小於第一預設電壓幅值時，關閉加熱設備，第二預設電壓幅值大於第一預設 電壓幅值；其中，主控制器內置存儲器中存儲的預設開啟最長時間、預設關閉最長時間、第 一溼度閾值、第二溼度閾值、第一預設電壓幅值和第二預設電壓幅值在冰箱出廠時由冰箱 廠商設置默認值；其中，所述溼度檢測器位於冰箱內部側面上，所述主控制器、所述用戶輸 入設備、所述顯示設備和所述無線通信設備都位於冰箱外部正面上端。
[0009] 更具體地，在所述基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置中，將所述主 控制器、所述用戶輸入設備、所述顯示設備和所述無線通信設備集成在一塊集成電路板上。
[0010] 更具體地，在所述基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置中，所述主控 制器為凌陽公司的16位的SPCE061A單片機。
[0011] 更具體地，在所述基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置中，所述顯示 設備根據所述主控制器轉發的多個冰箱門的開關狀態，對多個冰箱門進行動態模擬顯示。
[0012] 更具體地，在所述基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置中，所述冰箱 監控裝置還包括供電設備，與所述主控制器連接，以在所述主控制器的控制下，對所述冰箱 監控裝置進行供電管理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中：
[0014] 圖1為根據本發明實施方案示出的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控 裝置的結構方框圖。
[0015] 圖2為根據本發明實施方案示出的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控 裝置的結霜檢測設備的結構方框圖。
[0016] 圖3為根據本發明實施方案示出的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控 裝置的主控制器的結構方框圖。

【具體實施方式】
[0017] 下面將參照附圖對本發明的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置的 實施方案進行詳細說明。
[0018] 居家過日子，冰箱少不了。冰箱內壁結霜，水汽從那裡來？據了解，大部分水汽來 自空氣中，人們存放食品打開冰箱時，室內空氣和冰箱內氣體自由交換，室內的溼空氣悄悄 地進入冰箱裡。還有一部分水汽來自冰箱裡存放的食品，如清洗乾淨的蔬菜、水果放在保鮮 盒裡，蔬菜等食品中的水分蒸發，遇冷後凝結成霜。特別在夏天，室內的氣溫高，溼度大，室 溫與冰箱內的溫度差大。當打開冰箱時，一股涼氣從裡向外流，而室內空氣往冰箱裡鑽。少 許時間，冰箱面壁上就出現一層白霜。人們還發現，即使冰箱裡不放任何東西，經常打開的 冰箱裡面也會結起厚厚一層霜，可見冰箱中的水汽有很大一部分來自空氣中的水汽。
[0019] 當前採用的冰箱除霜方案為，方案一，聘請專業人員人工除霜；方案二，通過加溫 設備定時自動除霜。兩種方案都存在一定的缺陷，方案一過於原始，自動化水平低下，方案 二應用較多，例如，所謂的無霜冰箱，即指箱中所有間室均為自動化霜和具有自動處理化霜 水裝置，並至少有一個間室由一無霜系統來製冷，而無霜系統規定除霜系統自動定時除霜 工作，以防止在所有製冷表面上形成持久性霜層，而不是保證箱體內不結霜，由此看來，方 案二不考慮冰箱內部的結霜的具體情況，除霜針對性不高，效率低下。
[0020] 因此，需要一種基於冰箱使用情況進行除霜的方案，根據冰箱結霜的原因可以看 出，冰箱結霜主要發生在兩種情況下，第一種情況，冰箱門的開啟過久導致冰箱內外空氣的 交換頻繁，第二種情況，含有水分的蔬菜水果放置在冰箱內，導致冰箱內溼度過高。為了使 得冰箱除霜有的放矢，可以通過檢查這兩種情況發生時，開始啟動冰箱霜層檢測和除霜處 理，在檢查到這兩種情況都沒有發生時，結束冰箱霜層檢測和除霜處理，從而提高了冰箱除 霜的效率。
[0021] 本發明的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置，能夠基於冰箱門開啟 狀態的檢測結果以及冰箱內溼度的檢測結果，確定除霜策略，在實現自動除霜的同時避免 了盲目除霜。
[0022] 圖1為根據本發明實施方案示出的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控 裝置的結構方框圖，所述冰箱監控裝置包括η個接觸式位置傳感器1，η為冰箱門的數量，所 述冰箱監控裝置還包括溼度檢測器2、結霜檢測設備3、加熱設備4、攝像設備5、主控制器6、 用戶輸入設備7、顯示設備8和無線通信設備9,主控制器6分別與η個接觸式位置傳感器 1、溼度檢測器2、結霜檢測設備3、加熱設備4、攝像設備5、用戶輸入設備7、顯示設備8和無 線通信設備9連接。
[0023] 接著，對所述冰箱監控裝置的結構進行進一步地描述。
[0024] 其中，每一個接觸式位置傳感器1位於一個冰箱門內側，用於檢測對應冰箱門的 開關狀態，每一個接觸式位置傳感器1包括一個觸頭，用於基於對應冰箱門和冰箱主體是 否接觸擠壓來確定對應冰箱門的開啟和關閉。
[0025] 溼度檢測器2,包括電阻式溼敏元件和感溼膜，感溼膜覆蓋在電阻式溼敏元件上， 當冰箱內部空氣中的水蒸氣吸附在感溼膜上時，基於電阻式溼敏元件的電阻率和電阻值的 變化檢測冰箱內部溼度。
[0026] 參照圖2,結霜檢測設3包括按照預設距離水平嵌入在冰箱內部的結霜探測面上 的紅外光發射二極體31和紅外光接收二極體32,紅外光發射二極體31用於將紅外光發 射到結霜探測面上，當結霜探測面無結霜時，發射的紅外光將在空氣中傳播，紅外光接收二 極管32檢測不到紅外光，當結霜探測面存在結霜時，發射的紅外光將在結霜層內散射和反 射，紅外光接收二極體32將接收到的紅外光進行光電轉換，將紅外光信號轉換為電壓信號 並輸出。
[0027] 加熱設備4,設置在結霜探測面的背面，用於對結霜探測面加熱以實現除霜功能。
[0028] 攝像設備5,設置在結霜探測面的對立面，用於對結霜探測面的結霜情況進行實時 拍攝，並輸出結霜圖像。
[0029] 參照圖3,主控制器6包括定時器61、存儲器62和處理器63,處理器63分別與定 時器61和存儲器62連接，主控制器6分別連接多個接觸式位置傳感器1、溼度檢測器2、結 霜檢測設備3、加熱設備4和攝像設備5,基於多個接觸式位置傳感器1的檢測結果，當存在 一個冰箱門開啟超過預設開啟最長時間或冰箱內部溼度超過第一溼度閾值時，進入冰箱結 霜檢測和自動除霜處理模式，當所有冰箱門關閉超過預設關閉最長時間且冰箱內部溼度低 於第二溼度閾值，退出冰箱結霜檢測和自動除霜處理模式，第一溼度閾值大於第二溼度閾 值。
[0030] 用戶輸入設備7,連接主控制器6以根據用戶的輸入，修改主控制器6內置存儲器 62中存儲的預設開啟最長時間、預設關閉最長時間、第一溼度閾值、第二溼度閾值、第一預 設電壓幅值和第二預設電壓幅值。
[0031] 顯示設備8,連接主控制器6以實時顯示每一個冰箱門的開啟時間，實時顯示冰箱 內部溼度，在接收到結霜過厚信號時實時顯示與結霜過厚信號對應的文字提示信息，並在 所述主控制器6進入冰箱結霜檢測和自動除霜處理模式時，實時顯示攝像設備5拍攝的結 霜圖像。
[0032] 無線通信設備9,連接所述主控制器6,在接收到結霜過厚信號時將與結霜過厚信 號對應的文字提示信息通過無線通信網絡實時發送給冰箱用戶的無線通信終端。
[0033] 其中，在冰箱結霜檢測和自動除霜處理模式中，主控制器6啟動攝像設備5進行實 時拍攝，同時主控制器6接收結霜檢測設備3輸出的電壓信號，在電壓信號大於等於第一預 設電壓幅值時，啟動加熱設備4進行除霜，在電壓信號大於等於第二預設電壓幅值時，啟動 加熱設備4進行除霜並發出結霜過厚信號，在電壓信號小於第一預設電壓幅值時，關閉加 熱設備4,第二預設電壓幅值大於第一預設電壓幅值；另外，主控制器6內置存儲器62中存 儲的預設開啟最長時間、預設關閉最長時間、第一溼度閾值、第二溼度閾值、第一預設電壓 幅值和第二預設電壓幅值在冰箱出廠時由冰箱廠商設置默認值；以及，所述溼度檢測器2 位於冰箱內部側面上，所述主控制器6、所述用戶輸入設備7、所述顯示設備8和所述無線通 信設備9都位於冰箱外部正面上端。
[0034] 其中，將所述主控制器6、所述用戶輸入設備7、所述顯示設備8和所述無線通信設 備9集成在一塊集成電路板上；所述主控制器6為凌陽公司的16位的SPCE061A單片機；所 述顯示設備8根據所述主控制器6轉發的多個冰箱門的開關狀態，對多個冰箱門進行動態 模擬顯示；所述冰箱監控裝置還包括供電設備，與所述主控制器6連接，以在所述主控制器 6的控制下，對所述冰箱監控裝置進行供電管理。
[0035] 另外，對於溼度傳感器來說，和測量重量、溫度一樣，選擇溼度傳感器首先要確定 測量範圍。除了氣象、科研部門外，搞溫、溼度測控的一般不需要全溼程測量。在當今的信 息時代，傳感器技術與計算機技術、自動控制技術緊密結合著。測量的目的在於控制，測量 範圍與控制範圍合稱使用範圍。當然，對不需要搞測控系統的應用者來說，直接選擇通用型 溼度儀就可以了。溼敏元件是最簡單的溼度傳感器。溼敏元件主要有電阻式、電容式兩大 類。將感溼膜覆蓋在電阻式溼敏元件上，當空氣中的水蒸氣吸附在感溼膜上時，元件的電阻 率和電阻值都發生變化，利用這一特性即可測量溼度。電容式溼敏元件一般是用高分子薄 膜電容製成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚醯亞胺、酪酸醋酸纖維等，當環境溼度發 生改變時，電容式溼敏元件的介電常數發生變化，使其電容量也發生變化，其電容變化量與 相對溼度成正比。
[0036] 採用本發明的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置，針對現有冰箱除 霜方案耗費人工或除霜針對性不強的技術問題，通過接觸式位置傳感器和溼度檢測器檢測 冰箱門的開啟狀態和冰箱內部溼度，基於檢測結果制定霜層檢測和除霜處理的策略，一方 面保證了自動除霜的效果，另一方面，提高了除霜系統的智能化程度，為冰箱的健康運行提 供了保障。
[0037] 可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例並非用以 限定本發明。對於任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案範圍情況下， 都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等 同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對 以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍 內。
【權利要求】
1. 一種基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置，其特徵在於，所述冰箱監控 裝置包括溼度檢測器、主控制器和多個接觸式位置傳感器，每一個接觸式位置傳感器位於 一個冰箱門內側，用於檢測對應冰箱門的開關狀態，所述溼度檢測器用於檢測冰箱內部溼 度，所述主控制器分別連接所述溼度檢測器和所述多個接觸式位置傳感器，根據接收到的 冰箱內部溼度和多個冰箱門的開關狀態，確定是否啟動冰箱結霜檢測和自動除霜處理。
2. 如權利要求1所述的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置，其特徵在 於，所述冰箱監控裝置還包括： 多個接觸式位置傳感器，每一個接觸式位置傳感器包括一個觸頭，用於基於對應冰箱 門和冰箱主體是否接觸擠壓來確定對應冰箱門的開啟和關閉； 溼度檢測器，包括電阻式溼敏元件和感溼膜，感溼膜覆蓋在電阻式溼敏元件上，當冰箱 內部空氣中的水蒸氣吸附在感溼膜上時，基於電阻式溼敏元件的電阻率和電阻值的變化檢 測冰箱內部溼度； 結霜檢測設備，包括按照預設距離水平嵌入在冰箱內部的結霜探測面上的紅外光發射 二極體和紅外光接收二極體，紅外光發射二極體用於將紅外光發射到結霜探測面上，當結 霜探測面無結霜時，發射的紅外光將在空氣中傳播，紅外光接收二極體檢測不到紅外光，當 結霜探測面存在結霜時，發射的紅外光將在結霜層內散射和反射，紅外光接收二極體將接 收到的紅外光進行光電轉換，將紅外光信號轉換為電壓信號並輸出； 加熱設備，設置在結霜探測面的背面，用於對結霜探測面加熱以實現除霜功能； 攝像設備，設置在結霜探測面的對立面，用於對結霜探測面的結霜情況進行實時拍攝， 並輸出結霜圖像； 主控制器，包括定時器和存儲器，主控制器分別連接多個接觸式位置傳感器、溼度檢測 器、結霜檢測設備、加熱設備和攝像設備，基於多個接觸式位置傳感器的檢測結果，當存在 一個冰箱門開啟超過預設開啟最長時間或冰箱內部溼度超過第一溼度閾值時，進入冰箱結 霜檢測和自動除霜處理模式，當所有冰箱門關閉超過預設關閉最長時間且冰箱內部溼度低 於第二溼度閾值，退出冰箱結霜檢測和自動除霜處理模式，第一溼度閾值大於第二溼度閾 值； 用戶輸入設備，連接所述主控制器以根據用戶的輸入，修改主控制器內置存儲器中存 儲的預設開啟最長時間、預設關閉最長時間、第一溼度閾值、第二溼度閾值、第一預設電壓 幅值和第二預設電壓幅值； 顯示設備，連接所述主控制器以實時顯示每一個冰箱門的開啟時間，實時顯示冰箱內 部溼度，在接收到結霜過厚信號時實時顯示與結霜過厚信號對應的文字提示信息，並在所 述主控制器進入冰箱結霜檢測和自動除霜處理模式時，實時顯示攝像設備拍攝的結霜圖 像； 無線通信設備，連接所述主控制器，在接收到結霜過厚信號時將與結霜過厚信號對應 的文字提示信息通過無線通信網絡實時發送給冰箱用戶的無線通信終端； 其中，在冰箱結霜檢測和自動除霜處理模式中，主控制器啟動攝像設備進行實時拍攝， 同時主控制器接收結霜檢測設備輸出的電壓信號，在電壓信號大於等於第一預設電壓幅值 時，啟動加熱設備進行除霜，在電壓信號大於等於第二預設電壓幅值時，啟動加熱設備進行 除霜並發出結霜過厚信號，在電壓信號小於第一預設電壓幅值時，關閉加熱設備，第二預設 電壓幅值大於第一預設電壓幅值； 其中，主控制器內置存儲器中存儲的預設開啟最長時間、預設關閉最長時間、第一溼度 閾值、第二溼度閾值、第一預設電壓幅值和第二預設電壓幅值在冰箱出廠時由冰箱廠商設 置默認值； 其中，所述溼度檢測器位於冰箱內部側面上，所述主控制器、所述用戶輸入設備、所述 顯示設備和所述無線通信設備都位於冰箱外部正面上端。
3. 如權利要求2所述的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置，其特徵在 於： 將所述主控制器、所述用戶輸入設備、所述顯示設備和所述無線通信設備集成在一塊 集成電路板上。
4. 如權利要求2所述的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置，其特徵在 於： 所述主控制器為凌陽公司的16位的SPCE061A單片機。
5. 如權利要求2所述的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置，其特徵在 於： 所述顯示設備根據所述主控制器轉發的多個冰箱門的開關狀態，對多個冰箱門進行動 態模擬顯示。
6. 如權利要求2所述的基於冰箱門開關狀態和溼度檢測的冰箱監控裝置，其特徵在 於，所述冰箱監控裝置還包括 供電設備，與所述主控制器連接，以在所述主控制器的控制下，對所述冰箱監控裝置進 行供電管理。
【文檔編號】F25D29/00GK104110937SQ201410393600
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】不公告發明人 申請人:無錫北鬥星通信息科技有限公司