1 引言
随着物联网技术的高速发展，我国智能家居企业发展迅猛。智能冰箱作为智能家电的代表，已然成为各大企业竞相开发的突破性产品。作为智能冰箱的核心技术之一，物品自动识别是企业需要攻克的关键技术难题，因为只有识别到冰箱内存储的物品，才谈得上智能冰箱的管理。
2 系统方案
智能冰箱和冰箱关系最密切的功能就是物品管理功能，通过设备端的物品数据采集模块获取物品的名称、保质期等信息，并将物品信息发送至云端服务器，云端服务器将物品信息进行分析与处理后，发送数据结果到显示模块，当食品过期时提示用户进行及时处理，当食品缺少时提示用户购物，同时后台服务终端获取云端物品信息，并进行分析，再针对性地进行信息推送到显示模块，如过期提醒、推荐菜谱、在线购物等，显示模块一般为冰箱显示屏和移动终端。物品数据采集模块可采用多种方式获取物品数据信息。目前，家电企业广泛使用的方法有无线射频识别、图像识别、二维码扫描、语音识别、气味识别等先进的自动识别技术。
2.1 射频识别技术
射频识别(Radio Frequency IdentificationRFID)技术是一种非接触式的自动识别技术1..21,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。
最基本的RFID系统由三部分组成:
电子标签(Tag):由合元件及芯片组成且每个标签具有全球唯一的识别号(ID)，附着在物体上标示目标对象，电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。
微型天线(Antenna):在标签和阅读器间传递射频信号，即标签的数据信息
阅读器(Reader):读取(或写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的，通常阅读器与计算机相连，所读取的标签信息被传送到计算机上，进行下一步处理。
电子标签具有防水、防油、不易碎及无障碍识别、可回收再利用的优点，用RFID技术对冰箱物品的进出进行识别，可以实现智能冰箱的跟踪管理物品功能。RFID标签事先写入相应食品的名称、保质期、适宜菜谱等信息，附着到食品的外包装上，在冰箱箱体不同位置布置多个天线，并放置阅读器，冰箱系统连接阅读器和天线。当食品放入冰箱时,安装在冰箱内的RFID读写器扫描到RFID的进入，并将获取的食品信息发送到电脑后台，从而能够监视食品状态,管理食品的相关信息，进一步可以建立食品安全追溯系统，并管理食品的保质期。
目前，国内超市还未全面使用RFID电子标签，所以还需要把每个食品加贴标签，操作繁琐，费用高，这是RFID使用在智能冰箱的一大难题，但是随着RFID技术的普及，电子标签价格的逐步下降，RFID技术必然会成为智能冰箱应用中的主角。
2.2 图像识别技术
图像处理与识别技术始于20世纪中叶。近年来，数字图像识别技术正在经历一个飞跃发展的成熟阶段，成为提高生产的自动化、智能化水平的基础科学之一。
结合图像识别在智能冰箱中的应用，图像信息获取采用数字摄像头获取物品的图片信息，通过图像预处理，提取物品图像特征，包括食品的颜色、纹理、形状等，分类建立大量的样本库,不断进行样本训练，通过一定的算法，将物品特征进行分类，并设计判别函数，从而识别物品的名称。因冰箱中食品种类繁多，在应用于智能冰箱的图像识别技术中,可首先选取具有显著特征的几类食品进行训练，如葡萄、火龙果、大白菜等，然后在逐步扩展到更多食品。
目前，图像识别在智能冰箱中应用的主要难点体现在以下几个方面:一是食品种类繁多，没有相对规则的形态，不像汽车车牌或者人的面孔一样拥有明显特征。二是食品经过加工后形态通常会发生巨大的变化，给食品的自动识别造成巨大干扰。三是食品对食物进行定量分析。例如原本有一公斤生菜，用一部分后还剩多少。四是对食品的定性分析。例如如何确定某种食品的营养价值，维生素含量和卡路里等。五是食品保质期判定。不同食品有不同的保质期，即使同一种食品由于不同的初始状态和不同的加工方法也会导致不同的保质期，且同一食品随着存储环境不同保质期也会不同，如同样一块肉，存放在冷藏室和冷冻室，其保质期差异很大。六是食品包装袋，例如食品装入购物袋,无法看清食品本质:七是遮挡死角难以避免，食品放入冰箱，摄像头拍摄难免会有死角，或者食品之间的相互遮挡。
语音识别技术
语音识别的过程是一个模式识别匹配的过程。在这个过程中，首先要根据人的语音特点建立语音模型，对输入的语音信号进行分析，并抽取所需的特征，在此基础上建立语音信号的特征与已经存在的语音模板进行比较，根据定的搜索和匹配策略，找出一系列最优的与输入的语音相匹配的模板。然后，根据此模板号的定义，通过查表就可以给出计算机的识别结果，语音识别的基本结构如图所示。
语音识别技术用于智能冰箱还存在一定的问题。一是语音识别系统的适应性差，主要体现在对环境的依赖性强，即在某种环境下采集到的语音训练系统只能在这种环境下应用，否则系统性能将急剧下降;二是高噪音环境下语音识别进展很困难，因为此时人的发音变化很大，像声音变高、语速变慢、音调及共振峰变化等等;三是语种及方言差异较大，不同国家的语言，以及同一国家的不同方言变化较大，这使得语音识别在实际使用中的识别率大大降低。
2.3 气味识别技术
气味识别在现阶段应用到智能冰箱暂时还有一定难度。一是很多食物本身气味非常淡，识别起来比较困难;二是食物气味并不是客观可识别的，其变化性太大，食物在不同状态下所发出的气味会随之改变;三是同一种食品会散发出多种气味，不同的食品散发的气味可能会有交叉，这大大增加了识别的难度:四是冰箱内会同时存放多种食品，多种食品存放在冰箱的密闭空间内，气味也会互相掺合，从而对食品的识别产生影响，食物之间的气味一旦混合或发生化学反应，传感器的精确度将大打折扣，降低其准确率。因此，目前鲜有企业运用此技术。
3 总结
随着物联网的快速发展，智能冰箱发展迅速，已成为各大企业竞相开发的主要产品，但智能冰箱真正走入普通家庭还需要相当长一段时间。目前智能冰箱面临的主要困难是物品自动识别技术发展遇到瓶颈，任何技术的发展都有个循序渐进的过程，在技术转化为生产力过程中，不但需要对消费需求进行引导，更需要企业踏踏实实做技术研究。
