王釗 霍顏東 辛修瑞
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隨著智能家居產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,智能冰箱正在逐步走進(jìn)人們的生活。智能冰箱對食品智能管理功能的有效發(fā)揮需要得到食品自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的有力支持。食品識(shí)別技術(shù)作為智能冰箱的關(guān)鍵技術(shù)之一,其不斷發(fā)展和成熟,有利于攻克智能冰箱食品識(shí)別方面的難題,為用戶提供更加便利的服務(wù)。
射頻識(shí)別技術(shù)產(chǎn)生于二十世紀(jì)中期,經(jīng)過人們對相關(guān)理論的不斷探索和創(chuàng)新,射頻識(shí)別技術(shù)得到了較大程度的豐富和發(fā)展,被越來越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)實(shí)踐之中,是具有廣闊發(fā)展前景的食品自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。通過運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù),智能冰箱能夠?qū)Ψ湃牒湍贸霰涞氖称愤M(jìn)行數(shù)據(jù)采集,方便用戶隨時(shí)查看冰箱內(nèi)食品的狀態(tài),做到了對食品的跟蹤管理,實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)與家電產(chǎn)品的有機(jī)結(jié)合,極大地便利了人們的生活。
在射頻識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用過程中,其電子標(biāo)簽、閱讀器和微型天線等組成部分發(fā)揮了重要作用:電子標(biāo)簽的信息存儲(chǔ)容量大、體積小、質(zhì)量輕,便于應(yīng)用在各類產(chǎn)品之中。每個(gè)電子標(biāo)簽擁有唯一的序列號(hào),其上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可進(jìn)行隨時(shí)的更新和讀寫,極大地增強(qiáng)了數(shù)據(jù)識(shí)別的安全性和實(shí)用性。讀寫速度快是電子標(biāo)簽的突出優(yōu)勢,除此之外,支持高速動(dòng)態(tài)識(shí)別和多目標(biāo)識(shí)別,適應(yīng)現(xiàn)代快節(jié)奏的生產(chǎn)生活需求,使得食品識(shí)別操作更加快速便捷,是射頻識(shí)別系統(tǒng)的重要組成部分;閱讀器通過與電子標(biāo)簽之間的信息交換,發(fā)揮對電子標(biāo)簽進(jìn)行無需直接接觸的信息讀取和寫入的功能,方便智能冰箱依靠對食品信息的采集、處理和傳送,為用戶提供云服務(wù),實(shí)現(xiàn)智能化的冰箱食品管理;微型天線將射頻信號(hào)在電子標(biāo)簽和閱讀器之間進(jìn)行傳遞,完成了閱讀器和電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)交換[1]。
在射頻識(shí)別技術(shù)在智能冰箱的實(shí)際應(yīng)用中,通過在食品表面附上寫入食品名稱、保質(zhì)保鮮周期、營養(yǎng)搭配食譜等信息的電子標(biāo)簽,再由放置在冰箱內(nèi)部的閱讀器和微型天線對與食品一一對應(yīng)的電子標(biāo)簽上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)掃描和讀取,并將獲取的信息傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對冰箱內(nèi)物品的識(shí)別,方便用戶實(shí)時(shí)查看食品狀態(tài),清楚地跟蹤食品存取情況。射頻識(shí)別技術(shù)依靠電磁波完成信息的傳遞,使其可以不受食品表面障礙物的影響進(jìn)行非接觸式的識(shí)別,且信息獲取速度極快,使用壽命長,具有防水、防磁的優(yōu)點(diǎn),適應(yīng)冰箱內(nèi)部環(huán)境,是適合智能冰箱應(yīng)用的食品識(shí)別技術(shù)。但由于電子標(biāo)簽的價(jià)格較高,且在使用過程中需要用戶逐一地為食品加貼標(biāo)簽,一定程度上影響了用戶的使用體驗(yàn)。若能有效降低電子標(biāo)簽的使用成本,射頻識(shí)別技術(shù)將在智能冰箱的應(yīng)用中得到進(jìn)一步的推廣和發(fā)展。
對二維碼技術(shù)的探索始于二十世紀(jì)后半期,經(jīng)過不斷地深入研究,我國的二維碼技術(shù)已取得了較好的成果。隨著信息技術(shù)水平的不斷提高和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不斷完善,二維碼技術(shù)通過手機(jī)等終端逐漸深入到人們生活的方方面面,改變了人們的生活消費(fèi)方式。二維碼識(shí)別技術(shù)在食品溯源方面發(fā)揮了有效作用,其在智能冰箱中的運(yùn)用也具有一定的可行性,可以為相關(guān)研究者提高智能冰箱的食品識(shí)別能力提供方向。
二維碼利用黑白矩形幾何形狀與二進(jìn)制數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了信息的自動(dòng)處理。與一維碼相比,二維碼打破了一維碼單方向識(shí)別的限制,其水平和垂直方向均可以存儲(chǔ)文字、數(shù)字、圖片等大量信息,并可以從各個(gè)方向進(jìn)行識(shí)別,增強(qiáng)了信息識(shí)別操作的便利性。且由于二維碼儲(chǔ)存的信息類型更為豐富,二維碼的應(yīng)用范圍得到了極大擴(kuò)展,在物流追蹤、食品追溯、移動(dòng)支付等方面得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí),二維碼識(shí)別技術(shù)的操作方法簡單,只需要通過使用圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備對二維碼圖像進(jìn)行掃描,即可自動(dòng)識(shí)別和獲取二維碼中存儲(chǔ)的信息,使二維碼成為實(shí)現(xiàn)信息化、智能化現(xiàn)代生活的得力工具[2]。
二維碼在智能冰箱的實(shí)際應(yīng)用中具有優(yōu)點(diǎn):二維碼技術(shù)的運(yùn)用較為普遍,技術(shù)發(fā)展較為成熟,其應(yīng)用成本較低,且制作方便,在食品產(chǎn)業(yè)中有較多的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。二維碼可以存儲(chǔ)大量、豐富的食品信息,通過掃描食品包裝上的二維碼圖像可以自動(dòng)獲取食品的名稱、種類、產(chǎn)地、保質(zhì)期等文字信息和食品相關(guān)的圖像信息,為用戶提供多樣化的冰箱內(nèi)食品信息,方便用戶對食品進(jìn)行管理。但與此同時(shí),二維碼識(shí)別技術(shù)在智能冰箱中運(yùn)用的缺點(diǎn)也非常明顯:一方面,二維碼技術(shù)僅支持正面、完整的圖像掃描,這使得冰箱內(nèi)部物品對二維碼的遮擋,或者二維碼圖像受到污損,將造成智能冰箱對食品信息無法讀取和識(shí)別的狀況。而冰箱內(nèi)的食品普遍是以疊放的方式放置,且冰箱內(nèi)部環(huán)境很容易造成紙質(zhì)二維碼的損壞,嚴(yán)重影響冰箱的食品識(shí)別功能的正常發(fā)揮;另一方面,一些食品上不附帶二維碼,也造成了用戶的使用不便。若能在冰箱內(nèi)二維碼的掃描方式和位置,以及二維碼防損能力方面進(jìn)行一些改進(jìn),或能為二維碼識(shí)別技術(shù)在智能冰箱中的有效應(yīng)用找到出路[3]。
為了更好地實(shí)現(xiàn)智能冰箱對食品的智能化管理,需要不斷改進(jìn)和完善射頻識(shí)別、二維碼識(shí)別等食品識(shí)別技術(shù)。在分析和掌握現(xiàn)有食品識(shí)別技術(shù)的優(yōu)劣的基礎(chǔ)上,探索新的研究方向和思路,促進(jìn)智能冰箱的進(jìn)一步發(fā)展,為用戶提供更加智能化的服務(wù)。