一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)，包括可穿戴數(shù)據(jù)采集裝置、移動(dòng)終端和智能設(shè)備；所述可穿戴數(shù)據(jù)采集裝置包括傳感器、低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、低功耗微處理器、低功無(wú)線耗射頻模塊；所述傳感器分別與低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、低功耗微處理器相連，所述低功無(wú)線耗射頻模塊分別與低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、低功耗微處理器相連；本實(shí)用新型是一種無(wú)線智能控制環(huán)境下的除了鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸等方式之外的一種新的低功耗低成本的控制指令輸入方式，采用可穿戴設(shè)備作為信號(hào)采集裝置，攜帶方便，操作簡(jiǎn)單高效；設(shè)有待機(jī)休眠功能，具有低功耗的特點(diǎn)；同時(shí)成本低，使用方便，值得推廣。
【專利說(shuō)明】一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在物聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展的背景下，一些新的應(yīng)用場(chǎng)景和概念被相繼提出，如智能家居、智能工業(yè)控制、智能醫(yī)療等。在這些應(yīng)用下，如何高效低成本的實(shí)現(xiàn)人機(jī)控制成為了新的命題?，F(xiàn)有技術(shù)以移動(dòng)終端(如手機(jī)、PAD)作為計(jì)算、通訊和控制節(jié)點(diǎn)，人通過(guò)移動(dòng)終端的屏幕得到信息反饋，通過(guò)觸摸屏操作下達(dá)控制指令，而移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線通訊與控制對(duì)象進(jìn)行交互?，F(xiàn)有技術(shù)的不足在于人的指令下達(dá)/信息反饋都與移動(dòng)終端的屏幕緊耦合。而此種控制方式存在不便，比如電燈的開關(guān)，本應(yīng)一個(gè)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，而在實(shí)際情況下，需要觸摸點(diǎn)擊多次；例如對(duì)無(wú)人飛行器控制，由于觸摸屏是二維的，在需要對(duì)飛行器進(jìn)行三維空間移動(dòng)控制時(shí)，觸摸屏控制存在先天的不便利性。
[0003]隨著傳感器和模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，肢體感應(yīng)(簡(jiǎn)稱“體感”)或聲音信息作為新的輸入方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)控制的應(yīng)用受到越來(lái)越多的關(guān)注。目前，體感檢測(cè)的方式有兩類，一類是基于視覺(jué)圖像處理；另一類是基于傳感器?；谝曈X(jué)圖像處理的技術(shù)具有識(shí)別率高、可識(shí)別的動(dòng)作信息豐富等特點(diǎn)，但是對(duì)于識(shí)別的有效區(qū)域和環(huán)境光線具有較高的限制?；趥鞲衅鞯姆绞絼t不受環(huán)境和位置的限制，配以優(yōu)化的模式識(shí)別算法，其具有較好的操作性。
[0004]本實(shí)用新型采用體感及聲音識(shí)別作為新的人機(jī)控制輸入方法，所涉及的體感檢測(cè)是基于傳感器(加速度計(jì)/陀螺儀/磁力計(jì)/音頻信號(hào)采集器等)的模式識(shí)別。
[0005]可穿戴設(shè)備是物聯(lián)網(wǎng)大環(huán)境下的產(chǎn)物，其具有(人體或外界的)信息采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)收發(fā)等功能，面積功耗低、攜帶便捷等特點(diǎn)。目前，可穿戴設(shè)備仍然作為一個(gè)獨(dú)立的電子設(shè)備存在，其應(yīng)用主要集中在人體生命體征檢測(cè)、健康管理、運(yùn)動(dòng)信息評(píng)估等方面。
[0006]本實(shí)用新型利用可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)概念，將其作為人肢體的一部分，利用其便攜性質(zhì)和無(wú)線通信功能實(shí)時(shí)精確地捕捉特定的肢體或語(yǔ)音信號(hào)，并將該信號(hào)作為控制指令傳送到具有較強(qiáng)運(yùn)算能力和無(wú)線收發(fā)功能的移動(dòng)終端。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)，是一種無(wú)線智能控制環(huán)境下的除了鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸等方式之外的一種新的低功耗低成本的控制指令輸入方式，采用可穿戴設(shè)備作為信號(hào)采集裝置，攜帶方便，操作簡(jiǎn)單高效；設(shè)有待機(jī)休眠功能，具有低功耗的特點(diǎn)；同時(shí)成本低，使用方便，值得推廣。
[0008]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用將采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)，包括可穿戴數(shù)據(jù)采集裝置、移動(dòng)終端和智能設(shè)備；
[0010]所述可穿戴數(shù)據(jù)采集裝置包括傳感器、低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、低功耗微處理器、低功無(wú)線耗射頻模塊；所述傳感器分別與低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、低功耗微處理器相連，所述低功耗無(wú)線射頻模塊分別與低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、低功耗微處理器相連；
[0011]所述可穿戴數(shù)據(jù)采集裝置包括模式識(shí)別模塊、調(diào)用管理模塊、APP端，所述模式識(shí)別模塊、調(diào)用管理模塊、APP端依次相連。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)和語(yǔ)音信號(hào)采集器。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，低功無(wú)線耗射頻模塊采用WiF1、藍(lán)牙、Zigbee或 ANT。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述智能設(shè)備包括影音系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、家用電器、智能門窗。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述移動(dòng)終端為手機(jī)或Pad。
[0016]本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用與現(xiàn)有應(yīng)用相比，具有以下優(yōu)勢(shì):
[0017]1、方便快捷:采用可穿戴設(shè)備作為信號(hào)采集裝置，其具有攜帶方便的特點(diǎn)；采用體感或聲音識(shí)別的方法進(jìn)行人機(jī)控制，其具有操作簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)。
[0018]2、低功耗:可穿戴設(shè)備只負(fù)責(zé)采集并傳送體感信號(hào)，其板級(jí)系統(tǒng)采用超低功耗設(shè)計(jì)，包括傳感器，功能優(yōu)化定制的低功耗微處理器MCU和低功無(wú)線耗射頻模塊；設(shè)備通常處于待機(jī)休眠狀態(tài)，只有收到按鍵或聲音喚醒信號(hào)后才處于工作狀態(tài)；超過(guò)一定時(shí)間無(wú)指令動(dòng)作則自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待再次喚醒。
[0019]3、低成本:借助手機(jī)或PAD等用戶已有的移動(dòng)終端進(jìn)行模式識(shí)別算，而不是放在可穿戴設(shè)備本身，大大降低了可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)成本，從而降低了用戶的購(gòu)買成本。
[0020]4、開放平臺(tái):本實(shí)用新型所涉及的模式識(shí)別的驅(qū)動(dòng)平臺(tái)為開放式平臺(tái)，可連接任何具有藍(lán)牙、Zigbee, ANT, WIFI等無(wú)線通信功能的智能設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型的應(yīng)用場(chǎng)景說(shuō)明圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
[0023]圖3是可穿戴數(shù)據(jù)采集設(shè)備的板級(jí)結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖4是可穿戴數(shù)據(jù)采集設(shè)備低功耗工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0026]本實(shí)用新型公開一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)，其應(yīng)用場(chǎng)景說(shuō)明如圖1所示，所述系統(tǒng)適用于任何具備無(wú)線通信功能的智能硬件，例如智能開關(guān)、智能插座、電視機(jī)、電腦、汽車等，這些家電可作為一個(gè)單獨(dú)的控制系統(tǒng)，如家電控制系統(tǒng)、們窗控制系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、影音控制系統(tǒng)、安防控制系統(tǒng)等，都可作為被監(jiān)控對(duì)象連入本系統(tǒng)。
[0027]本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成框圖如圖2所示。當(dāng)可穿戴數(shù)據(jù)采集設(shè)備中的低功耗微處理器MCU接收到用戶的喚醒脈沖或聲控指令時(shí)，發(fā)出Restart啟動(dòng)信號(hào)，喚醒板級(jí)系統(tǒng)上的所有芯片模塊:傳感器模塊實(shí)時(shí)感知手臂動(dòng)作或聲音，檢測(cè)到的模擬信號(hào)經(jīng)低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)低功無(wú)線耗射頻模塊發(fā)送。
[0028]本實(shí)用新型所涉及的可穿戴數(shù)據(jù)采集裝備的板級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3所示，由傳感器，如加速度計(jì)/陀螺儀/磁力計(jì)/音頻信號(hào)采集器等、低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、低功耗微處理器MCU、低功耗無(wú)線射頻發(fā)射模塊，如低功耗藍(lán)牙/ZIGBEE/ANT等。其中，低功耗微處理器MCU采用中斷觸發(fā)的機(jī)制接收外部啟動(dòng)指令，統(tǒng)一喚醒啟動(dòng)板上其他模塊，根據(jù)低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)輸出的數(shù)字信號(hào)的先后、長(zhǎng)度和序列的時(shí)間間隔為每組動(dòng)作指令加入前導(dǎo)碼；傳感器實(shí)時(shí)捕捉手臂動(dòng)作和聲音信號(hào)；低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC為高精度ADC，將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；低功耗無(wú)線射頻模塊可選用低功耗藍(lán)牙模塊、Zigbee, ANT等協(xié)議，將每條指令序列發(fā)射出去。
[0029]本實(shí)用新型所涉及的可穿戴信號(hào)采集裝備的板級(jí)系統(tǒng)低功耗工作流程如圖4所示。低功耗微處理器MCU檢測(cè)到外部的觸發(fā)信號(hào)(脈沖或特定聲音信號(hào))，喚醒板級(jí)所有模塊；當(dāng)?shù)凸奈⑻幚砥鱉CU再次檢測(cè)到外部觸發(fā)信號(hào)(脈沖或特定聲音信號(hào))或者傳感器在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)(例如60s)未檢測(cè)出任何體感或聲音信號(hào)時(shí)，微處理器MCU發(fā)出休眠指令，整個(gè)板級(jí)系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，直到下一次的喚醒。
[0030]本實(shí)用新型涉及的模式識(shí)別模塊的軟件算法平臺(tái)是一個(gè)可共享的算法驅(qū)動(dòng)模塊，可以移植在andr1d/1s等移動(dòng)終端操作系統(tǒng)中，與其他應(yīng)用程序(app)的接口對(duì)接。驅(qū)動(dòng)算法查找體感或聲音庫(kù)里資源，解碼出接收到的控制信號(hào)。算法驅(qū)動(dòng)模塊中有app調(diào)用管理機(jī)制，為了節(jié)省運(yùn)算的內(nèi)存消耗，一個(gè)移動(dòng)終端同時(shí)允許一個(gè)app對(duì)接。
[0031]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的如提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括可穿戴數(shù)據(jù)采集裝置、移動(dòng)終端和智能設(shè)備； 所述可穿戴數(shù)據(jù)采集裝置包括傳感器、低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器纟IX:、低功耗微處理器、低功無(wú)線耗射頻模塊；所述傳感器分別與低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器八IX:、低功耗微處理器相連，所述低功耗無(wú)線射頻模塊分別與低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器仙匕低功耗微處理器相連； 所述可穿戴數(shù)據(jù)采集裝置包括模式識(shí)別模塊、調(diào)用管理模塊、仙？端，所述模式識(shí)別模塊、調(diào)用管理模塊、仙？端依次相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)和語(yǔ)音信號(hào)采集器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)，其特征在于:低功無(wú)線耗射頻模塊采用11？1、藍(lán)牙、21曲66或八階。
4.如權(quán)利要求1所述的一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述智能設(shè)備包括影音系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、家用電器、智能門窗。
5.如權(quán)利要求2所述的一種適用于體感或聲音控制的超低功耗無(wú)線智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)終端為手機(jī)或？％1。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK204256444SQ201420802242
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】趙爽, 葉云飛, 周立人 申請(qǐng)人:趙爽