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物联网智能冰箱生态系统

时间:2020-02-15 20:30来源:未知 作者:admin 点击:
摘 要:家电产品智能化成为全球家电产业的主流发展趋势,笔者分析了物联网智能冰箱及其应用的发展趋势。在物联网和大数据的基础上,深入分析了家庭实际需求的食材和食品保鲜冷藏过程,提出了以家庭式智能冰箱为终端的物联网生态系统架构,并对其实现运营所要
  摘 要:家电产品智能化成为全球家电产业的主流发展趋势,笔者分析了物联网智能冰箱及其应用的发展趋势。在物联网和大数据的基础上,深入分析了家庭实际需求的食材和食品保鲜冷藏过程,提出了以家庭式智能冰箱为终端的物联网生态系统架构,并对其实现运营所要解决的问题和可能带来的新的运营模式进行了探讨。
  
  关键词:大数据;生态系统;智能冰箱;物联网
  
  1 概 述
  
  近年来,物联网智能家居市场获得了很大发展,几乎所有家电厂商都推出了智能家居产品,实现了互联的功能,很多商业巨头如谷歌、亚马逊等都参与到了人工智能和物联网的科技推动当中,智能网联正成为全球家电产业的主流发展趋势。以家庭式智能冰箱为终端是其中代表之一。
  
  传统冰箱曾经是婚嫁彩礼之必备,除了基本冷藏功能外, 还承载了对财富和幸福生活的美好向往。传统冰箱的高级功 能应具备:有专业循环系统,持久保持冰箱的温度和湿度, 无霜,独立循环避免串味;冷藏室内壁的金属材质传导实现 冰箱内部均匀制冷;精致保鲜技术,高效控制温度变化,减 少冷藏室及冷冻室温度波动;智能变频和智能保鲜系统等。 而对于智能冰箱,行业里并没有一个统一的标准和定义,通 常具有大容积、风冷、变频、电脑温控、智能杀菌等功能, 而这些都是指冰箱本体的智能化。本文定义的智能冰箱,是 指除传统高级功能外,可作为智能终端且具有智能网联功能 的冰箱。笔者认为,以智能冰箱为终端的物联网大数据生态 系统将成为智能冰箱发展的一大趋势。
  
  随着 e 时代的发展,各大厂商不断推陈出新,长虹推出的温区自由定制的物联网冰箱(CHiQ2 代冰箱),采用智能冷量分配技术、ETC 智能识别技术和云图像识别技术,围绕食物识别与管理,完成从终端数据采集到云端存储和识别, 冰箱的温区将随着存放食品的变化而自动调节恒温。三星推出的 Family Hub 2.0 智能冰箱,通过可视化界面设定快速冷藏/快速冷冻模式,支持与用户的智能手机相连进行设置, 可以以语音或文字输入的方式添加食材种类,设定适宜的存储天数,临近设定期限会及时显示。通过手机互联直接监控冰箱内部,远程补充食品储备。通过冰箱来辅助进行美食烹饪,并具有家庭交流、智能简讯、相册、留言板、电台、天气预报、网页浏览器、厨房电视和开门报警等功能。海尔推出的应用 UHomeOS 的智慧厨房生态系统解决方案,以智能冰箱为核心,互联控制烤箱、吸油烟机等厨电,会推荐健康菜谱,并传输给烤箱和灶具进行烹制。洗碗机还会根据智能冰箱发送的指令,设定洗涤程序。美的通过搭载的“i+ 冰箱智能管理系统”,用手机 APP 实现远程一键式下单及配送, 甚至还有提醒家居老人健康用药的功能。可见,基于物联网新的功能和属性,正在不断地对包括智能冰箱在内的家电系列进行深层应用和提供增值服务。
  
  当然,创新的年代,有机遇也有风险,各类智能冰箱的 市场表现和接受度还不尽如人意,有夸大宣传、过度包装的 情况,主要原因还是对以智能冰箱为核心的生态系统设计不 够完整。冰箱本身最基本的安全、健康、方便、节能功能仍 是消费者最关注的,所以深入挖掘普通家庭对智能冰箱的需 求、与百姓生活息息相关的智能功能,借助物联网和大数据, 构造出适合大众家庭应用的智能冰箱生态系统才是根本意义 所在。
  
  2 生态系统总体架构
  
  以家庭式智能冰箱为终端,运用物联网和大数据技术, 从家庭消费引导、选购和配送,到生产和加工,构建食材和食物新的生态系统总体架构,形成良性循环系统和全新的生活模式,是完全必要且可行的。
  
  在以往的生活方式中,冰箱始终是家庭饮食生活的核心。各类食材及食物都有生产、加工、运输、保鲜、冷藏和被食 用的过程,要完成运输、保鲜及冷藏的周期和所需要的环境 温度都不同。就单个家庭而言,采购、食用和冷藏是交替进 行的,这其中包含了家庭成员对食物的个人口味和偏好,也 包含了家庭成员的生活和工作习惯以及健康状况。保鲜和冷 藏只是其中一个必备的环节。冰箱的功能归根结底还是实现 食材及食物的保鲜和冷藏,安全快捷和省电是对冰箱提出的 增值功能要求。冰箱的容量决定了生活的节奏,冰箱的制冷区域决定了不同食材和食物的消费进程。所有食材和食物的 采购、运送、分类放置、保质期判断、食用搭配等都是由家 庭成员直接参与、识别和决定的。冰箱是作为家庭中的个体 独立存在的。单个家庭无法提前获得超市的及时推荐或配送, 无法获得食材和食物生产加工基地的信息。对多数单个家庭 来说基本上是在超市看见什么才选购什么,冰箱里剩什么就 吃什么,经常是买多冰箱放不下,食物过期了不知道;超市 只能根据销售的历史数据决定进什么食材、进多少量、在超 市过渡性冷藏多久等;生产加工基地获得销售历史数据的周 期长,常常带来滞销或脱销的窘境。在这样的生活模式下, 在各个环节都会出现非常现实的问题,归根结底是因为整个 生态系统的信息和数据不通畅,供需关系不清晰,食材和食 物的周转和配送更是处于混沌状态,不能有效地保鲜保质, 无法形成均衡地健康运作,不仅带来低效和浪费,也远远不 能适应现代生活的需要。
  
  总体来说,生态系统总体结构由智能冰箱终端、智能手机端、远程大数据运营监控平台、超市及物流服务商客户端组成。
  
  2.1智能冰箱终端
  
  通过内部总线实时获取智能冰箱内部食材和食物的数据及状态,结合 GPS/ 北斗传感器获取定位信息,并将数据通过 GPRS/CDMA 无线网络发送到远程大数据运营监控平台。
  
  2.2智能手机端
  
  智能手机通过 APP 应用软件可与自家智能冰箱终端进行通信,实现对智能冰箱内部食材和食物状态的监控提醒、新补购置下单、营养菜谱建议和家庭健康状态分析等操作。同时可通过 Internet 远程访问大数据运营监控平台,可以获得平台上更加丰富的家庭生活和厨艺信息。
  
  2.3远程大数据运营监控平台
  
  利用云服务器,对各个家庭及智能冰箱冷藏食材和食物 的基础信息进行大数据管理和分析,对各种状态下各类食材 和食物的实时数据进行保鲜、保质及营养分析,为家庭客户、超市及服务商客户提供完整高效的需求、配送、运营调度信 息。结合第三方各类服务机构,为各级客户提供方便、快捷 和健康生活的服务。
  
  2.4超市及物流服务商客户端
  
  在特定的权限范围内,所有超市及物流服务商客户端均采用服务接口与远程大数据运营监控平台服务器交换信息,获得各家庭式智能冰箱食材和食物状态,以及新补订单信息和配送调度信息,及时完成各家庭食品和食物的各级订单配送。
  
  3 运行模式
  
  高效、快捷、安全、健康地提供新鲜食材和食物,以及与健康、营养等相关的服务,是新型运营模式应设计和完善的,也是生活方式更有意义的回归。智能冰箱是食材和食品保鲜冷藏的一个环节,归根结底是服务于家居生活的,是厨艺必备的设备,但是人们最终真正需要的还是营养和健康的新鲜食材和食物。
  
  随着智能冰箱功能的完善和品质的不断提升,未来智能 冰箱会成为这一生态系统的载体,许多附加的有意义的第三 方服务和增值服务模式才有可能被规划。例如,结合家庭成 员的身体素质,建议选购什么样的新品,如何进行营养配餐 和卡路里配置等。通过远程的管理和在线服务,提供食品保 鲜、美食和生活帮手、营养和健康管理、社交分享与互动等 功能,让智能冰箱成为能够陪伴家庭的专业化、个性化高智 慧生活管家。所有的智能冰箱会由超市或运营机构承担统一 的采购、布局、安装和维护职责。例如,系列式冷藏体系设计, 包括家庭式冰箱、小区集中式个人冰箱、公益冰箱、集中式 公共冰箱、集中式冰库。家庭客户只承担家庭式智能冰箱的 使用费用,像买通讯服务送手机一样具有吸引力。这种新型 运营模式也是值得探讨的。
  
  存在几个与运营相关的待解决的问题,具体如下。
  
  (1)智能冰箱本体功能的优化及完善。除了传统的高效制冷、自动冷量分配、保鲜除臭等功能之外,智能冰箱独有的时效性、循环性、衔接更新性等使用特点,需要实现冰箱与物联网服务器后台、个人手机、个人电脑的远程智能互联。需要通过特殊标识、图像和语言识别,实现食材和食物品类、余量和保质期的智能辅助识别。有些成熟的通信与识别技术已被非常好地应用到了其他日常生活领域。
  
  (2)正向配送问题。根据各个家庭的不同需求决策, 通过大数据后台或云端服务器进行统一的周转调度处理,确 定各个家庭所需的各类食材和食物,例如蔬菜、水果、蛋类、鱼和肉类等,在完成采摘、捕捞和加工或调配之后,通过物 流系统或超市系统,采用不同的物流运输和配送方式,最终 分别配送到各个家庭的智能冰箱终端。这样才能高效地调动 各级资源,减少中间环节的过渡过程,最大限度地利用好食 材和食物的保鲜时间,满足各个家庭的生活需要。
  
  (3)决策辅助引导问题。根据各个家庭的饮食习惯和偏好、家庭成员健康状况,以及智能冰箱当前冷藏的食材和食物,通过超市或第三方营养健康机构,实时推荐当前可选择的配菜菜谱,保质期提醒和推荐新品,以及提醒需要补充的食材和食物品类,供各个家庭参考,生成当前的菜谱决策和食材和食物的需求决策。
  
  (4)周转缓存冷藏问题。食物和食材生产加工完成后, 即刻进入保鲜、保质的冷藏环节,通过冷藏车运输到冷库或超 市冷藏柜,又配送到小区缓存冷藏箱,直到进入家庭智能冰箱。通过大数据信息系统的统一协调,形成一个完整有序的食品和 食物传递和冷藏过程,彻底改变传统冰箱的使用方式。
  
  (5)结算、隐私、安全、信誉以及其他相关问题。和快递和外卖类似,食材和食物的配送同样存在商品结算、家庭隐私、食品安全及信誉等相关问题,随着物联网、电子商务、物流以及安保等日益完善,家庭式智能冰箱物联网生态系统 会更加高效、便捷和实用,作为生态系统环节的又一补充, 会衍生出更多的运营模式。
  
  4 结 语
  
  物联网和大数据平台建设是国家战略,国内外互联网商业巨头进入智能家居领域,发展迅猛,大规模应用时代已来临,家庭式智能冰箱作为其中一份子起到了引领家庭消费、保护家人健康、改善家庭生活的巨大作用。据预测,2018年全球智慧家庭市场规模将达 710 亿美元,如此庞大的市场已让互联网、信息通信、家电、地产等领域的中外巨头动作频频。从长远来看,智慧家庭市场无疑是亿万量级的真实蓝海。在此基础上,本文提出的全新的生态系统架构是对传
  
  统冰箱生活理念的改变,也是对全新运营模式和生活方式的展望。
  
  参考文献
  
  [1]荆静静 . 大数据的冰箱行业发展 [J] 家用电器 ,2014.
  
  [2]高冬花 , 王波 , 刘磊 . 图像识别技术在智能冰箱食品管理中的应用 [J]. 日用电器 ,2016.
  
  [3]赵子贤 . 智能冰箱食品管理系统的设计与实现 [D]. 成都 : 电子科技大学 ,2015.
  
  [4]褚文利, 林杉. 一种基于智能冰箱的食品管理系统[D].广州 : 广东工业大学 ,2015.
  
  [5]吴方 , 袁浩杰 , 钟海华 . 基于物联网的智能冰箱设计与实现 [J]. 现代计算机 ,2011.

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