一种用于食物新鲜度检测的模组的制作方法

本实用新型涉及食品新鲜度检测技术领域，更具体涉及一种用于食物新鲜度检测的模组。

背景技术：

随着社会经济的日益发展，人们生活水平不断提高，对食物的新鲜度的要求也越来越高。我们经常会自认为把食品放入冰箱里就保鲜了。其实在很多情况下，放入冰箱内的食物也会悄悄的变质，虽然表面上没有什么变化，但是食品的各项理化指标就会发生根本性的变化，无法满足安全的需求，甚至会威胁到生命安全。

通常情况下，人们可以通过外观颜色、气味变化等方面主观判断食品能否食用。实验室环境中采用气相色谱法和气质联用等技术检测食品腐败过程中挥发的气体成分来辨别食品新鲜度，其费用昂贵、检测周期长，响应速度慢。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于现有的日用冰箱中缺少成本低、结构简单的用于食物新鲜度检测的模组。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种用于食物新鲜度检测的模组，包括数据接口、pcb板以及外壳，所述pcb板置于外壳内腔的底部，外壳底部向下延伸一盒体，盒体与所述外壳相通，盒体的下方设有透气孔，所述外壳侧面开设若干个第一通孔，所述数据接口一端的线束分别穿过若干第一通孔与pcb板电连接，所述数据接口的另一端与冰箱内部设置的模组接口连接。本实用新型提供一种用于食物新鲜度检测的模组，将模组的数据接口一端的线束分别穿过若干第一通孔与pcb板电连接，数据接口的另一端与冰箱内部设置的模组接口连接，实现对冰箱内食物的新鲜度进行检测，并且通过盒体上的透气孔能够观察检测的结果，便于人们直观的了解冰箱内食物的新鲜度，判断食物是否能够食用，保证食用的均为新鲜的食物，保障生命安全。

所述用于食物新鲜度检测的模组，还包括防水透气膜，所述防水透气膜置于所述外壳底部与所述盒体的边界面，所述pcb板置于所述外壳内并位于所述防水透气膜上方。防水透气膜隔离将外壳内部的电路结构与冰箱内的水分隔离，保证电路安全，延长电路寿命，从而延长模组寿命。

所述pcb板包括主控制单元、气体传感器单元、温湿度传感器、显示单元、模拟电压输出单元、供电单元以及模组输入输出接口，所述气体传感器单元通过采集单元与所述主控制单元连接，所述显示单元以及所述温湿度传感器分别与所述主控制单元连接，所述主控制单元的输出端与所述模拟电压输出单元连接，所述模拟电压输出单元与模组输入输出接口连接，所述数据接口一端的线束穿过若干个第一通孔与所述pcb板上的模组输入输出接口电连接，供电单元分别给主控制单元、模拟电压输出单元、温湿度传感器、气体传感器单元以及采集单元供电。

主控制单元通过采集单元获取气体传感器单元的传感器原始数据，并将该数据结合温湿度传感器数据传递给主控制单元内的算法处理和补偿校准单元。算法处理和补偿校准单元将气体传感器原始数据和此时的温湿度数据，并结合标定处理单元存储的数据进行综合计算，计算出当前的食物新鲜度等级，将新鲜度等级分为多个颜色区间，显示单元根据多个颜色区间显现出不同颜色，从而表示食物新鲜度的检测状态。

优选的，所述数据接口包括连接端子以及线束，所述连接端子用于与冰箱内部设置的模组接口连接，所述线束的一端穿过若干个第二通孔与所述连接端子连接，所述线束的另一端穿过若干个第一通孔与所述pcb板电连接。

优选的，用于食物新鲜度检测的模组还包括第一封装灌胶体和第二封装灌胶体，所述pcb板被第一封装灌胶体封装在外壳内，连接端子被第二封装灌胶体连接，第二封装灌胶体上灌装凝固后形成若干个所述第二通孔。

优选的，所述气体传感器单元包括若干个气体传感器模块，每个气体传感器模块包括一个气体传感器、第一电阻、第二电阻以及一个电容，每个气体传感器有两个输出端，其中一个输出端接地，另一输出端分别接所述第一电阻的一端和第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端接采集单元，第二电阻的另一端接地，所述电容的一端接第一电阻的另一端，电容的另一端接第二电阻的另一端。

优选的，所述气体传感器为mems(微机电系统，microelectromechanicalsystems)气体传感器。

作为本实用新型的优选方案之一，所述采集单元为ad采集模块，所述ad采集模块包括若干个输入接口，每个输入接口对应一个气体传感器模块，气体传感器模块的第一电阻的另一端接ad采集模块的一个输入接口。

作为本实用新型的又一优选方案，所述采集单元为ads1115阵列，所述ads1115阵列由若干个ads1115芯片组成，每个ads1115芯片对应一个气体传感器模块，气体传感器模块的第一电阻的另一端接ads1115芯片的一个输入接口。

优选的，所述主控制单元为单片机，所述采集单元与主控制单元的一路spi接口或者一路iic接口连接。

优选的，所述温湿度传感器与所述主控制单元的又一路iic接口连接。

优选的，所述显示单元包括led指示灯和与之串联连接的定值电阻，所述led指示灯的一端与所述主控制单元的一路gpio口连接，另一端通过定值电阻接地。

优选的，所述模组输入输出接口包括电源接口、接地端gnd、da接口以及io接口，所述主控制单元的又一路gpio口通过一个限流电阻与所述模组输入输出接口的io接口连接；

所述模拟电压输出单元包括串联连接的da模块和运算放大器，da模块的输入端与所述主控制单元的再一路iic接口连接；运算放大器的输出端与所述模组输入输出接口的da接口连接；

所述模组输入输出接口的接地端gnd接地；电源接口的一端接外接电源。

优选的，所述用于食物新鲜度检测的模组还包括第一线性稳压器ldo1和第二线性稳压器ldo2，所述第二线性稳压器ldo2的输入端与所述电源接口的另一端连接，所述电源接口的另一端还与所述运算放大器的电源端连接，所述第二线性稳压器ldo2的输出端分别连接da模块、主控制单元、温湿度传感器、ad采集模块以及第一线性稳压器ldo1的输入端；

所述第一线性稳压器ldo1的输出端分别连接每个气体传感器的输入端。

优选的，所述第二线性稳压器ldo2的输出端电压为3.3v，所述第一线性稳压器ldo1的输出端电压为1.8v。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

(1)本实用新型提供一种用于食物新鲜度检测的模组，将模组的数据接口一端的线束分别穿过若干第一通孔与pcb板电连接，数据接口的另一端与冰箱内部设置的模组接口连接，通过pcb板内部集成的检测电路实现对冰箱内食物的新鲜度进行检测，并且通过盒体上的透气孔能够观察检测的结果，便于人们直观的了解冰箱内食物的新鲜度，判断食物是否能够食用，保证食用的均为新鲜的食物，保障生命安全。另外，本实用新型结构简单，使用方便，设计成本相对较低。

(2)采用气体传感器单元获取食物腐败时的特征气体浓度，主控制单元通过采集单元获取气体传感器单元的传感器原始数据，将气体传感器原始数据和此时的温湿度数据，并结合主控制单元内部存储的数据进行综合计算，计算出当前的食物新鲜度等级，将新鲜度等级分为多个颜色区间，显示单元根据多个颜色区间显现出不同颜色，从而表示食物新鲜度的检测状态。mems气体传感器具备响应速度快，分辨率高，灵敏度高的特性，同时具备气味选择性、体积小、功耗低的特点，解决了现有技术食物新鲜度检测装置响应速度慢的问题。

(3)本实用新型的防水透气膜能防水凝、防湿气、保温、隔绝大颗粒油脂、醋酸颗粒等，只进气体分子，使食物新鲜度检测模组内的气体传感器、电路等结构与冰箱内复杂的环境完全隔离，不被腐蚀、不被风干扰，提高检测准确度、延长使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所公开的一种用于食物新鲜度检测的模组的一种角度下的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例1所公开的一种用于食物新鲜度检测的模组的又一种角度下的立体结构示意图；

图3是本实用新型实施例1所公开的一种用于食物新鲜度检测的模组的结构爆炸图；

图4是本实用新型实施例2所公开的一种用于食物新鲜度检测的模组的pcb板的电路原理示意图；

图5是本实用新型实施例3所公开的一种用于食物新鲜度检测的模组的pcb板的电路原理示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1-图3所示，一种用于食物新鲜度检测的模组，包括pcb板1、外壳2、盒体3、防水透气膜4、数据接口5以及第一封装灌胶体6。

以图3的方向为例说明，所述pcb板1置于外壳2内腔的底部，pcb板1的形状不限，本实施例中pcb板1为矩形。

外壳2为长方体壳体，所述外壳2侧面开设若干个第一通孔201，外壳2的一部分底部向下延伸形成一盒体3。

所述盒体3同为长方体，且盒体3的体积小于外壳2的体积，盒体3与壳体2相通，盒体3的下方设有透气孔301，所述防水透气膜4置于所述外壳2的底部与所述盒体3的边界面处，其边缘通过胶水与外壳2的底面固定连接；

作为优选的方案，所述防水透气膜4为ptfe防水透气膜，该防水透气膜能防水凝、防湿气、保温、隔绝大颗粒油脂、醋酸颗粒等，只进气体分子，使食物新鲜度检测的模组内的pcb板1上的气体传感器、电路等结构与冰箱内复杂的环境完全隔离，不被腐蚀、不被风干扰，提高检测准确度、延长使用寿命。所述食物新鲜度检测的模组上pcb板1置于所述外壳2内并位于所述防水透气膜4的上方。

所述数据接口5包括连接端子501、第二封装灌胶体502以及线束503，所述连接端子501一端与冰箱内部设置的模组接口连接，另一端被第二封装灌胶体502封装，第二封装灌胶体502上灌装凝固后形成若干个第二通孔5021，所述线束503的一端穿过若干个第二通孔5021与所述连接端子501连接，所述线束503的另一端穿过若干个第一通孔201与所述pcb板1电连接。本实施例中，线束503由四根数据线组成，对应的，第二通孔5021和第一通孔201均为四个。

所述pcb板1被第一封装灌胶体6封装在外壳2内，也可以在外壳2开口处加盖将pcb板封装。

本领域技术人员可以理解的是，本实施例中所述的底部、上方以及下方等关于方位的描述只是为了便于描述所设立的，是一个相对的位置关系，实际应用中方位变换时，本实施例所设立的位置关系也随之变换。

另外，本实施例中的对于第一封装灌胶体6和第二封装灌胶体502的形状及结构只是为了有一个直观的展示，并不限定其形状和结构，其实质是通过灌胶的封装工艺将pcb板1固定在外壳2上或者通过灌胶的封装工艺将线束503与连接端子501固定连接，以隔绝外部复杂的环境，确保导电性和使用寿命。

本实用新型实施例1的工作过程为：将模组的数据接口5一端的线束503分别穿过若干第一通孔201与pcb板1电连接，数据接口5的另一端的接线端子501与冰箱内部设置的模组接口连接，通过pcb板1内置的检测电路实现对冰箱内食物的新鲜度进行检测，并且通过盒体3上的透气孔301能够观察检测的结果，便于人们直观的了解冰箱内食物的新鲜度，判断食物是否能够食用，保证食用的均为新鲜的食物，保障生命安全。

实施例2

如图4所示，作为本实用新型实施例1的pcb板的一个具体实施例，所述pcb板1包括主控制单元、气体传感器单元、温湿度传感器、显示单元、模拟电压输出单元、供电单元以及模组输入输出接口。所述气体传感器单元通过采集单元与所述主控制单元连接，所述显示单元以及所述温湿度传感器分别与所述主控制单元连接，所述主控制单元的输出端与所述模拟电压输出单元连接，所述模拟电压输出单元与模组输入输出接口连接，供电单元分别给主控制单元、模拟电压输出单元、温湿度传感器、气体传感器单元以及采集单元供电。所述线束503的另一端穿过若干个第一通孔201与所述pcb板1上的模组输入输出接口电连接。

所述气体传感器单元包括若干个气体传感器模块，每个气体传感器模块包括一个气体传感器、第一电阻和第二电阻以及一个电容，作为一种选择，气体传感器为mems(微机电系统，microelectromechanicalsystems)气体传感器，每个气体传感器有两个输出端，其中一个输出端接地，另一输出端分别接所述第一电阻的一端和第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端接采集单元，第一电阻为100kω，第二电阻的另一端接地，第二电阻为10kω，所述电容的一端接第一电阻的另一端，电容的另一端接第二电阻的另一端，所述电容的电容值为100nf。

所述采集单元为ad采集模块，所述ad采集模块包括若干个输入接口，即图中1至n个接口，每个输入接口对应一个气体传感器模块，气体传感器模块的第一电阻的另一端接ad采集模块的一个输入接口。

所述主控制单元为单片机mcu，所述采集单元与主控制单元的一路spi接口或者一路iic接口连接。

所述温湿度传感器与所述主控制单元的又一路iic接口连接。

所述显示单元包括led指示灯和与之串联连接的定值电阻，所述定值电阻为1kω，所述led指示灯的一端与所述主控制单元的一路gpio口连接，另一端通过定值电阻接地。

所述模组输入输出接口包括电源接口、接地端gnd、da接口以及io接口，本实施例中电源接口为5v电源接口，所述主控制单元的又一路gpio口通过一个限流电阻与所述模组输入输出接口的io接口连接；所述限流电阻的阻值为0.1kω。

所述模拟电压输出单元包括串联连接的da模块和运算放大器，da模块的输入端与所述主控制单元的再一路iic接口连接；运算放大器的输出端与所述模组输入输出接口的da接口连接；

所述模组输入输出接口的接地端gnd接地；5v电源接口的一端接外接电源。

所述用于食物新鲜度检测的模组还包括第一线性稳压器ldo1和第二线性稳压器ldo2，所述第二线性稳压器ldo2的输入端与所述5v电源接口的另一端连接，所述5v电源接口的另一端还与所述运算放大器的电源端连接，所述第二线性稳压器ldo2的输出端分别连接da模块、主控制单元、温湿度传感器、ad采集模块以及第一线性稳压器ldo1的输入端；

所述第一线性稳压器ldo1的输出端分别连接每个气体传感器的输入端。

具体的，所述第二线性稳压器ldo2的输出端电压为3.3v，所述第一线性稳压器ldo1的输出端电压为1.8v。

需要说明的是，本实用新型已经给出了各模块的连接关系以及连接接口，至于各模块具体采用什么具体的芯片，本领域技术人员能够根据自己的需要选择，且该选择均在本实用新型的保护范围内。

本实用新型实施例2的工作过程为：主控制单元通过采集单元获取气体传感器单元的传感器原始数据，并将该数据结合温湿度传感器数据传递给主控制单元内的算法处理和补偿校准单元。算法处理和补偿校准单元将气体传感器原始数据和此时的温湿度数据，并结合标定处理单元存储的数据进行综合计算，计算出当前的食物新鲜度等级，将新鲜度等级分为多个颜色区间，显示单元根据多个颜色区间显现出不同颜色，从而表示食物新鲜度的检测状态。

实施例3

如图5所示，本实用新型实施例3与实施例2的区别在于：

所述采集单元为ads1115阵列，所述ads1115阵列由若干个ads1115芯片组成，每个ads1115芯片对应一个气体传感器模块，气体传感器模块的第一电阻的另一端接ads1115芯片的一个输入接口，所有ads1115芯片的一个输出接口均与控制单元通过iic总线连接。

通过以上技术方案，本实用新型所公开的一种用于食物新鲜度检测的模组，采用气体传感器单元获取食物腐败时的特征气体浓度，主控制单元通过采集单元获取气体传感器单元的传感器原始数据，将气体传感器原始数据和此时的温湿度数据，并结合主控制单元内部存储的数据进行综合计算，计算出当前的食物新鲜度等级，将新鲜度等级分为多个颜色区间，显示单元根据多个颜色区间显现出不同颜色，从而表示食物新鲜度的检测状态。mems气体传感器具备响应速度快，分辨率高，灵敏度高的特性，同时具备气味选择性、体积小、功耗低的特点，解决了现有技术食物新鲜度检测装置响应速度慢的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。