自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在智能冰箱中的應(yīng)用

章詠

【摘? 要】論文在概述自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和智能化理論的基礎(chǔ)上，分析智能化識(shí)別的發(fā)展，然后進(jìn)一步探討自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)在智能冰箱中的應(yīng)用，希望為我國(guó)研究智能化家居的人員提供參考。

【Abstract】On the basis of summarizing automatic identification technology and intelligent theory， this paper analyzes the development of intelligent identification， and then further discusses the application of automatic identification technology in intelligent refrigerator， hoping to provide reference for the researcher of intelligent home in China.

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)識(shí)別;智能化;應(yīng)用

【Keywords】automatic identification; intelligent; application

【中圖分類號(hào)】TM925.21;TP391.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）06-0186-02

1 引言

智能化建立在大數(shù)據(jù)化、物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，逐步實(shí)現(xiàn)模擬人類的行為能力，來達(dá)到便利人們的生活水平的目的。隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，自動(dòng)識(shí)別技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，生活中智能化技術(shù)已經(jīng)隨處可見，例如，家庭掃地機(jī)器人的尋物識(shí)別技術(shù)、無人駕駛汽車的車載傳感器自動(dòng)尋路自動(dòng)控制技術(shù)等眾多自動(dòng)識(shí)別技術(shù)高度結(jié)合應(yīng)用發(fā)展的產(chǎn)物。

2 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的概述

2.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的內(nèi)涵

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是將信息數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)讀、自動(dòng)輸入計(jì)算機(jī)的重要方法和手段，使得人類得以對(duì)大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的處理。自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)完成信息的采集并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)終端進(jìn)行存儲(chǔ)，應(yīng)用系統(tǒng)軟件對(duì)上傳的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類應(yīng)用處理，而應(yīng)用程序接口（API）分配內(nèi)存或者訪問文件，將收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以識(shí)別的系統(tǒng)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

2.2 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的常見方法

常見識(shí)別方式有條碼識(shí)別、磁卡識(shí)別、圖像識(shí)別、生物信息識(shí)別等。按照國(guó)際自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的分類標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)識(shí)別技術(shù)可以有2種分類方法：一是根據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行分類，分類依據(jù)是需要進(jìn)行識(shí)別的物體具有特殊的識(shí)別特征載體，如常見的條碼標(biāo)簽，是目前最實(shí)用的識(shí)別技術(shù)，按照一定編碼規(guī)則的條碼符號(hào)組成特定的信息，經(jīng)過讀取識(shí)別后變成一組與線、空白組成的電子訊號(hào)，經(jīng)譯碼還原為相應(yīng)的字母或者數(shù)字。二是根據(jù)提取特征技術(shù)進(jìn)行分類。分類依據(jù)是根據(jù)被識(shí)別的物體的行為特征來完成數(shù)據(jù)的采集，可分為靜態(tài)特征、動(dòng)態(tài)特征和屬性特征。

2.3 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的基本原理

以最常見普通的條形碼識(shí)別技術(shù)為例。眾所周知，條形碼是由一串寬度不同的黑條白條組成。當(dāng)識(shí)別器讀取到條形碼上時(shí)，白條和黑條會(huì)反射不同強(qiáng)弱的反射光信號(hào)，根據(jù)系統(tǒng)中已有的譯碼規(guī)則，轉(zhuǎn)換為其相應(yīng)的信號(hào)輸出到放大整形電路，再經(jīng)過整形電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后經(jīng)過譯碼接口電路譯為數(shù)字字符信息。這就形成了一套條碼識(shí)別系統(tǒng)。

3 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在智能冰箱中的具體應(yīng)用

智能冰箱+智能模式早就屢見不鮮，家電市場(chǎng)中的智能冰箱已經(jīng)有許多智能功能應(yīng)用。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在此領(lǐng)域大多數(shù)是依靠射頻識(shí)別和圖像識(shí)別技術(shù)，部分也有語音識(shí)別的應(yīng)用。

射頻識(shí)別技術(shù)是通過無線電信號(hào)識(shí)別傳遞的，由特定的電子標(biāo)簽進(jìn)行存儲(chǔ)識(shí)別。整個(gè)系統(tǒng)由服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、智能識(shí)別模塊、信息分析模塊、知識(shí)庫管理模塊、交互模塊和移動(dòng)設(shè)備組成。這種技術(shù)在2007年三星的冰箱中廣泛應(yīng)用，優(yōu)勢(shì)十分明顯且可以隨時(shí)跟蹤檢測(cè)食物的位置、查看保存日期等有用信息。圖像識(shí)別技術(shù)通過冰箱內(nèi)置紅外攝像頭等監(jiān)控設(shè)備對(duì)冰箱內(nèi)的食物進(jìn)行識(shí)別，通過影像的處理提取物品的特征，識(shí)別后建立起相關(guān)數(shù)據(jù)樣本庫進(jìn)行樣本比對(duì)，利用算法技術(shù)進(jìn)行食物識(shí)別分類存儲(chǔ)，再根據(jù)相應(yīng)的食物存放函數(shù)曲線進(jìn)行食物的規(guī)劃處理。

經(jīng)過調(diào)查了解，智能冰箱已經(jīng)有了食材識(shí)別、營(yíng)養(yǎng)保鮮規(guī)劃、人臉識(shí)別營(yíng)養(yǎng)分析、遠(yuǎn)程遙控等功能，這些功能都與自動(dòng)識(shí)別技術(shù)息息相關(guān)。

3.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在食材識(shí)別中的應(yīng)用

當(dāng)把食材放入智能冰箱時(shí)，冰箱內(nèi)的內(nèi)置攝像頭會(huì)依次進(jìn)行掃描識(shí)別，并上傳至云端計(jì)算器中，記錄品種名稱、數(shù)量以及儲(chǔ)藏時(shí)間等一系列相關(guān)信息。智能冰箱利用了圖像識(shí)別的方式，利用拍攝的食材圖像與網(wǎng)絡(luò)上的相似圖片作對(duì)比，以此確定目標(biāo)食材的種類。

3.2 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在營(yíng)養(yǎng)保鮮規(guī)劃中的應(yīng)用

當(dāng)智能冰箱錄入云端以后，云端大數(shù)據(jù)中記錄了食材最佳使用時(shí)機(jī)和預(yù)測(cè)食材新鮮度，和實(shí)時(shí)拍攝的食材圖片相比較預(yù)測(cè)食材保鮮時(shí)間，從放入食材時(shí)間等數(shù)據(jù)從而校正誤差。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)使得智能冰箱在食材營(yíng)養(yǎng)保鮮規(guī)劃領(lǐng)域中有了至關(guān)重要的進(jìn)步。

3.3 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在人臉識(shí)別營(yíng)養(yǎng)分析中的應(yīng)用

若想獲得專業(yè)營(yíng)養(yǎng)分析，冰箱外置攝像頭會(huì)完成人臉掃描采集，創(chuàng)建一份用戶專屬的資料檔案，包括昵稱、身高、體重等一系列身體健康數(shù)據(jù)。云端系統(tǒng)會(huì)綜合各項(xiàng)信息判斷用戶的個(gè)人喜好與基本健康狀況，隨后通過網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的營(yíng)養(yǎng)方案分析用戶的飲食動(dòng)態(tài)，為用戶提供更健康的飲食方案，也可以設(shè)定一個(gè)目標(biāo)，讓云端系統(tǒng)根據(jù)用戶個(gè)人的身體情況分析安排飲食搭配推薦。例如，當(dāng)用戶設(shè)立目標(biāo)減肥5kg時(shí)，智能冰箱會(huì)提供幾份健康飲食搭配來幫助用戶完成目標(biāo)，通過膳食搭配的方式使用戶完成減肥目標(biāo)。

3.4 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在遠(yuǎn)程遙控中的應(yīng)用

目前市場(chǎng)上的智能冰箱中，遠(yuǎn)程控制功能是必不可少的。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在遠(yuǎn)程搖桿控制中發(fā)揮了重要作用，移動(dòng)控制端直接和服務(wù)器上面的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通訊，服務(wù)軟件定時(shí)在數(shù)據(jù)庫里面查詢有無相應(yīng)設(shè)備的數(shù)據(jù)，并發(fā)送給設(shè)備進(jìn)行通訊和控制。只要有網(wǎng)絡(luò)，用戶可以使用遠(yuǎn)程移動(dòng)端隨時(shí)隨地控制冰箱，即可通過移動(dòng)設(shè)備遠(yuǎn)程查看冰箱運(yùn)行狀態(tài)、食材狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并可根據(jù)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，還支持可選模式、AI聊天等功能。

4 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用中存在的問題

4.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的自動(dòng)感應(yīng)精度不夠

現(xiàn)在市場(chǎng)上的智能冰箱都具有自動(dòng)控溫和自動(dòng)感應(yīng)開門的功能，但是如果傳感器的精確度不夠，可能會(huì)導(dǎo)致一些問題。智能冰箱是在周圍感應(yīng)有物體存在然后傳導(dǎo)開門的，如果是家里有寵物的家庭，寵物恰好在附近逗留，冰箱門也會(huì)隨之打開，這就會(huì)使冰箱內(nèi)部溫度升高，從而自動(dòng)控溫系統(tǒng)工作，導(dǎo)致智能冰箱耗電量增加和使用壽命減少。

4.2 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在人臉識(shí)別方面的安全性問題

在智能家電中，人臉識(shí)別的安全性是一大難題。以我國(guó)而言，法律在這方面并沒有出臺(tái)任何相關(guān)保護(hù)政策的情況下，則會(huì)出現(xiàn)在未征得個(gè)人的同意下被人臉識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別采集到人臉信息，一旦采集商沒有妥善保管和泄露、惡意采集和違法買賣信息，這可能會(huì)涉及個(gè)人隱私和安全問題，嚴(yán)重的或?qū)⒃斐刹豢深A(yù)估的風(fēng)險(xiǎn)，并且一旦這類惡性事件屢次發(fā)生，勢(shì)必會(huì)加深人們對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)的警惕和擔(dān)憂，也會(huì)對(duì)這些采集公司報(bào)以不信任的態(tài)度，從而阻礙人臉識(shí)別技術(shù)的發(fā)展。

5 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在未來改進(jìn)的方向預(yù)測(cè)

第一，智能冰箱必須要具備一些智能化的功能，如果傳統(tǒng)冰箱只能被動(dòng)接受用戶的指令，那么智能冰箱必須學(xué)會(huì)“主動(dòng)思考”來迎合用戶的需求，當(dāng)然，剛才提到的健康生活是一個(gè)核心原則。為此，智能冰箱就需要數(shù)據(jù)分析和人工智能方面的技術(shù)，在這一點(diǎn)上，傳統(tǒng)家電企業(yè)還可以與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行更深入的探討與合作。

第二，智能冰箱不僅應(yīng)采取低能耗的智能模式，以此更加環(huán)保，更節(jié)能，而且應(yīng)對(duì)某些突發(fā)狀況采取有效措施，例如，在冰箱內(nèi)部安裝一個(gè)應(yīng)急電源，讓沒有外部能源供給的情況下，智能冰箱還能正常工作，以此保持冰箱內(nèi)部的食材健康保鮮。

第三，對(duì)于自動(dòng)識(shí)別技術(shù)來說，重要的是識(shí)別的精度、準(zhǔn)確度。就語音識(shí)別來說，如果是一個(gè)普通話不標(biāo)準(zhǔn)的人來操作，最后識(shí)別出來的語句難免和操作者本來的意愿不符，所以應(yīng)當(dāng)采取DIY語音設(shè)置功能，可以提前設(shè)置一些語言習(xí)慣等信息，或者可以在系統(tǒng)里添加方言系統(tǒng)，讓不會(huì)說普通話的人也能使用語音識(shí)別功能，讓機(jī)器識(shí)別得更精準(zhǔn)。

6 結(jié)論

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)對(duì)于智能冰箱領(lǐng)域來講是一項(xiàng)重要的技術(shù)支撐。我國(guó)的智能家居產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展進(jìn)步，隨之自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的運(yùn)用也越來越廣泛，但是從中顯露出許多問題需要進(jìn)一步創(chuàng)新改進(jìn)，使我國(guó)在智能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域走在世界前列。

【參考文獻(xiàn)】

【1】梁光勝，張安然，田璐.基于STM32單片機(jī)的智能云共享冰箱設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子測(cè)試，2020（22）：5-7+10.

【2】邱明明，杜莉.智能冰箱圖像識(shí)別系統(tǒng)攝像頭分布設(shè)計(jì)方案分析探討[C].中國(guó)家用電器協(xié)會(huì).2019年中國(guó)家用電器技術(shù)大會(huì)論文集.中國(guó)家用電器協(xié)會(huì)：《電器》雜志社，2019：1277-1282.

【3】王志辰.人工智能在家電中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)新通信，2018，20（22）：232.

【4】賴南華.智能冰箱的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（08）：112-113.