CN104122864A - 一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，其特征在于，该系统包括：安装于受控家用电器中的控制信号接收端，安装于系统终端内的中央微处理器、传感器、控制信号发送端、电路控制装置，传感器、控制信号发送端、电路控制装置分别于中央微处理器连接。本发明通过人体状态、温度变化、语音或者手势来合理调节对应家用电器的各项功能，以达到最大化的节能环保和对人体的保护。

Description

一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统

技术领域

本发明涉及只能检测和控制系统，更具体地说，涉及一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统。

背景技术

目前空调设备都是用户根据需求自己手动调节各种功能。比如空调的开关、温度的高低控制，风力大小等控制。例如：晚上睡觉前空调温度调的过低，睡着后就一直这样，等醒来时房间温度很低，这样就容易感冒，而且严重浪费电能。电视机的开\关、选台等切换功能也是靠人工来操作完成。由于有时忘记关闭电器或者照明灯具，人离开了，电器或者照明灯具等还在工作，也是造成了很大的电能浪费。只要是人工操作的电器设备，都存在着很多的局限性所以就一定能造成资源浪费和污染环境。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种通过人体状态、温度变化、语音或者手势来合理调节对应家用电器的各项功能，以达到最大化的节能环保和对人体的保护的一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下所述：一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，其特征在于，该系统包括：

控制信号接收端，安装于受控家用电器内，从系统终端接收信号指令对受控家用电器进行相应指令操作；

中央微处理器，安装于系统终端内，用于储存相关信息和工作时自行检测某种传感信号，自动对信号进行分析、计算、得出结果，然后立即处理相应的命令和执行相应的指令；

传感器，针对各受控家用电器特征，设置对应信号需求传感器，安装于系统终端内，与中央微处理器连接；

控制信号发送端，安装于系统终端内，在接收到中央微处理器的信号指令后，将相应信号指令发送到控制信号接收端并对对应受控家用电器进行相关控制。

电路控制装置，安装于系统终端内，受控于控制信号接收端，通过中央微处理器内写入的无线距离检测程序，控制信号接收端检测到系统终端的距离，同时中央微处理器执行相应传感器检测当前环境，通过内部程序比较，然后再执行打开此设备命令，当系统终端离开的距离超过了设置的距离，中央微处理器判别到系统终端已经离开，马上执行关闭程序。

所述控制信号接收端与控制信号发送端为蓝牙装置，该蓝牙装置与中央微处理器连接，并连接有功率放大器。

所述蓝牙装置可与电子设备进行连接，并可通过电子设备进行操作、显示。

受控家用电器为空调时，其特征在于，所述传感器包括重力加速传感器、心率传感器和红外体温传感器：

重力加速传感器，与中央微处理器连接，将感知到的力信号转化为电信号，经过处理后输出信号，信号经过采样、滤波、运算放大后输入到中央微处理器里，然后通过与中央微处理器的程序计算、分析后，得出当前是在走路、跑步、休息、睡眠四种当中的一种结果，并得出当前消耗的卡路里, 然后自动储存当前结果于中央微处理器中，供之后查阅和改善；

心率传感器，与中央微处理器连接，在重力加速传感检测到是正常睡眠状态时，心率传感器进入工作状态，由中央微处理器控制心率传感器交替发光，通过照射皮肤表面的血管，根据脉搏的跳动变化反射到心率传感器的红光和光通量，心率传感器将这一变化规律转换成电压信号，然后对电压信号进行滤波、电平转换、交直流分离、信号放大，得到实时的比较清晰稳定的脉搏波形数据，再经过模数转换器对数据实时采样、滤波、放大、变成数字信号然后输入到中央微处理器，通过中央微处理器计算、分析后得出当前睡眠结果：a.深度睡眠、b.失眠、c.浅睡眠中的一种结果，然后自动保存当前结果供之后查阅和改善；

红外体温传感器，与中央微处理器连接，通过中央微处理器的指令发射红外光，照射到皮肤上，皮肤和血管吸收一些光，通过反射回来的光通量，在红外体温传感器件内部经过信号处理后变成信号，信号经过采样、滤波、运算放大后输入到中央微处理器里，然后通过中央微处理器的计算、分析后，此信号作为人体的体表温度，通过中央微处理器的计算、分析得出当前的环境温度比较：

1）、当温度高于体表温度，中央微处理器就执行温度降低调节指令，经过信号处理由控制信号发送端送出，再经过控制信号接收端接收，然后去调节空调温度向低端调节指令；

2）、当温度低于体表温度，中央微处理器就执行温度升高调节指令，经过信号处理由控制信号发送端送出，再经过控制信号接收端接收，然后去调节空调温度向高端调节指令。

5、根据权利要求1所述的一种检测人体活动状态的设备，其特征在于，所述心率传感器为一体式光电传感器。

受控家用电器为电视时，其特征在于，所述传感器为语言手势传感器，与中央微处理器连接，中央微处理器内存储有受控电视的遥控面板上的所有功能，

 1）、语音控制，通过咪头和信号处理电路，把人的语音信号变成电信号，再经过放大、滤波、A\D转换变成数字信号，再输入到中央微处理器里，通过程序识别出输入的信号是什么内容，然后根据这个信号内容由中央微处理器执行查找程序，当找到与这个内容相关的内容，再次进行匹配成功后，然后发出指令，通过控制信号发送端发送出去，再经过控制信号接收端接收，去控制电视的相应功能；

2）、手势控制，由于手势的方向不同，连贯性的时间不同，所以语言手势传感器检测到的电平也不一样，经过语言手势传感器元器件内部电路处理后输出数字信号，信号经过采样、滤波、运算放大后输入到中央微处理器里进行处理；

3）、因在中央微处理器里存储有和手势相应的识别单元，然后根据这个信号内容由中央微处理器执行查找，当找到与这个内容相关的内容，再次进行匹配成功后，通过控制信号发送端发送出去，再经过控制信号接收端接收，去控制电视的相应功能。

该系统还包括显示系统和按键。

该系统还包括电源。

本发明系统终端可以做成穿戴设备佩带在使用者手上，通过对使用者的皮肤温度（人体体温）实时变化来合理来监测房间温度。然后通过本设备来自动调节空调的温度，在人体舒适温度范围内，让人更舒适，又避免人在熟睡过程中空调温度过低而引起的感冒，还能节约能源减少排放对环境的污染。

本发明可以通过通过语音或者手势来控制相应的电器设备。

本发明可以通过在室内驻留时间来控制相应的家用电器的开、关。当使用人进入房间时本设备自行检测当前环境（例如温度、光线、进入时间等）经自动分析处理后分别来控制相应设备或者提醒使用者的选择。当离开房间本设备会自动关闭相应电器。从而避免忘记关闭电器造成的电能浪费和减少环境污染。

本发明还可以通过增加其他装置来替代传统的各种遥控器。减少到处找遥控器，和遥控器的数量（一般家庭至少有2个遥控器以上）从而达到操作方便、节能省电、节约资源和减少环境污染。

本发明实现了通过真实的人体感受温度来控制设备所产生温度，更加真实的体现在不同环境人体所需要的舒适温度，让其设备更为准确的为人类服务。也减少不必要的资源浪费，最大限度的对人体进行了相应的保护。真正的能达到以为人本和节能的效果。

附图说明

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的说明。

图1为本发明结构框图。

具体实施方式

如图1所示，一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，该系统包括：

聚合物电池，给本系统提供电能的。

MCU，MCU是中央微处理器，用来分析数据、执行命令和储存相关信息的。工作时自行检测某种传感信号，程序自动对信号分析、计算、得出结果，然后立即处理相应的命令和执行相应的指令，使从设备正常工作。

重力加速传感器

A、运动监测是由重力加速传感器和MCU来实现的。

B、本系统采用的重力加速传感元器件，通过电路连接的方式分布在此设备合理的位置，让它能正常工作，（因为在重力加速传感器件外围添加相关的电子元件，整个电路就能正常工作），它就能够感知到加速力的变化，（如晃动、上升、下降等各种移动量的变化）把力信号转化为电信号，经过重力传感器元器件内部电路处理后输出数字I2C信号，I2C信号经过采样、滤波、运算放大后输入到MCU里，然后通过与微处理器的程序计算分析后，得出当前是在走路、跑步、休息、睡眠，四种当中的一种结果，并得出当前消耗的卡路里。然后自动保存当前结果供今后查阅和改善，也可随时通过自带按键选择功能显示在屏幕上或者通过蓝牙传输到手机和IPD上。

心率传感器

A、睡眠质量监测是由心率传感器、重力加速传感器和MCU来实现的。

B、重力加速传感在这个项里，只做状态检测功能，功能同上所述，当检测到是正常睡眠状态时，心率传感器才进人工作状态。

C、本系统的心率传感器采用一体式光电传感（反射式）器件，通过电路连接的方式分布在此系统合理的位置，让它能正常工作，由于人体脉搏反应了人的心跳次数，人在不同状态时，心跳次数也不一样。由MCU控制一体式光电传感器交替发光，通过照射到处皮肤表面的血管上，根据脉搏的变化反射回来到一体光电传感上的红光和光通量也随着脉搏跳动的快慢而变化。此时一体式光电传感器将这一变化规律转换成电压信号，然后对这一电压信号进行滤波、电平转换、交直流分离、信号放大，得到实时的比较清晰稳定的脉搏波形数据，再经过模数转换器（A/D）对数据实时采样、滤波、放大、变成数字信号然后输入到MCU，通过与微处理器的程序计算分析后得出当前睡眠结果：a.深度睡眠、b.失眠、c.浅睡眠中的一种结果，然后自动保存当前结果供今后查阅和改善，也可随时通过自带按键选择功能显示在屏幕上或者通过蓝牙传输到手机和IPD上。

a、深度睡眠：此时的心律和运动量完全是最低的。

b、失眠：由于人的心情浮躁必然心律加快，并伴有肢体上的动作，此时的运动量也有所增加。

c、浅睡眠：往往是说梦话、磨牙、做梦等，此类是与心理压力大和精神过度紧张引起的。所以必然造成心律加快。

d、打呼噜：往往伴随有睡眠呼吸暂停的状态。此时心律极不均匀。

以上四点通过心率传感和重力传感检测的数据在MCU里进行比较，最终得出当前使用者的睡眠状况。

红外体温传感器

A、自动调节空调温度是由红外体温传感器和MCU、环境温度检测来实现的。

B、本系统采用的红外体温传感元器件，通过电路连接的方式布局在此系统合理的位置，让它能正常工作。（因为在红外体温传感元器件外围添加相关的电子元件，整个电路就能正常工作）。

C、通过微处理器的指令发射红外光，照射到皮肤上，所以皮肤和血管吸收一些光，通过反射回来的光通量，在红外体温传感器件内部经过信号处理后变成I2C信号，I2C信号经过采样、滤波、运算放大后输入到MCU里，然后通过微处理器的计算分析后，此信号就是人体的体表温度，通过与微处理器的程序计算分析得出当前的环境温度比较：

1）、当高于体表温度，MCU就执行温度往低调节指令，经过信号处理由蓝牙电路发送出，再经过和本系统配套的蓝牙终端设备接收，然后去调节空调温度向低端调节指令。

2）、当低于体表温度，MCU就执行温度往高调节指令，经过信号处理由蓝牙电路发送出，再经过和本系统配套的蓝牙终端设备接收。然后去调节空调温度向高端调节指令。

语言手势传感器

A、智能电视机遥控是由语言手势传感器和MCU来实现的。

B、首先MCU内存储被受控电视的遥控面板上的所有功能。

C、语音控制，通过本系统里面的咪头和信号处理电路，把人的语音信号变成电信号，再经过放大、滤波、A\D转换变成数字信号，再输入到MCU里，通过程序识别出输入的信号是什么内容，然后根据这个信号内容由MCU执行查找程序，当找到与这个内容相关的内容，再次进行匹配成功后，然后发出指令，通过蓝牙传送出去，再经过和本系统配套的蓝牙终端设备接收去控制电视的相应功能。

D、手势控制：

1）采用光电传感器，通过电路连接的方式布局在此设备合理的位置， 外加相关的电子元件，使整个电路就能正常工作。

2）由于手势的方向不同（前后左右）四个方向，连贯性的时间不同，所以光电传感器检测到的电平也不一样，经过光电传感器元器件内部电路处理后输出数字I2C信号，I2C信号经过采样、滤波、运算放大后输入到MCU里进行处理。

3）因为在MCU里写入了和手势相应的识别程序，然后根据这个信号内容由MCU执行查找程序，当找到与这个内容相关的内容，再次进行匹配成功后，然后发出指令，通过蓝牙传送出去，再经过和本系统配套的蓝牙终端设备接收去控制电视的相应功能。

电器控制装置

A、在系统终端的电源处（插头盒）装上一个控制器，经过调试电路参数使之能正常工作，受控于蓝牙终端设备。

B、通过MCU写入蓝牙距离检测程序，可以自行设置（1—15米）当本产品蓝牙终端设备检测到佩戴者的距离。

C、同时MCU程序执行光电传感器检测当前环境，通过内部程序比较，然后再执行打开此设备命令，（也可以提醒佩戴者选择）

D、当佩戴者离开的距离超过了设置的距离，程序判别到佩戴者已经离开，马上执行关闭程序。

蓝牙发送

通过电路把蓝牙模块连接起来，经过调试电路参数使之能正常工作，并能正常工作，负责处理发送和接收本产品的蓝牙信号，并能与MCU之间正常通讯。

蓝牙终端接收器

把蓝牙模块加上控制电路，经过调试电路参数使之能正常工作，负责接收本产品蓝牙信号，并能控制从设备。

本发明是发射端和接受端同时使用，一个发射端可以控制两个以上的电器设备，也可以扩容，还可以通过连接智能手机，或者智能平板来取代传统遥控器，让生活更方便简单。

Claims (8)

1.一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，其特征在于，该系统包括：

控制信号接收端，安装于受控家用电器内，从系统终端接收信号指令对受控家用电器进行相应指令操作；

中央微处理器，安装于系统终端内，用于储存相关信息和工作时自行检测某种传感信号，自动对信号进行分析、计算、得出结果，然后立即处理相应的命令和执行相应的指令；

传感器，针对各受控家用电器特征，设置对应信号需求传感器，安装于系统终端内，与中央微处理器连接；

控制信号发送端，安装于系统终端内，在接收到中央微处理器的信号指令后，将相应信号指令发送到控制信号接收端并对对应受控家用电器进行相关控制；

电路控制装置，安装于系统终端内，受控于控制信号接收端，通过中央微处理器内写入的无线距离检测程序，控制信号接收端检测到系统终端的距离，同时中央微处理器执行相应传感器检测当前环境，通过内部程序比较，然后再执行打开此设备命令，当系统终端离开的距离超过了设置的距离，中央微处理器判别到系统终端已经离开，马上执行关闭程序。

2.根据权利要求1所述的一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，其特征在于，所述控制信号接收端与控制信号发送端为蓝牙装置，该蓝牙装置与中央微处理器连接，并连接有功率放大器。

3.根据权利要求2所述的一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，其特征在于，所述蓝牙装置可与电子设备进行连接，并可通过电子设备进行操作、显示。

4.根据权利要求1所述的一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，受控家用电器为空调时，其特征在于，所述传感器包括重力加速传感器、心率传感器和红外体温传感器：

重力加速传感器，与中央微处理器连接，将感知到的力信号转化为电信号，经过处理后输出信号，信号经过采样、滤波、运算放大后输入到中央微处理器里，然后通过与中央微处理器的程序计算、分析后，得出当前是在走路、跑步、休息、睡眠四种当中的一种结果，并得出当前消耗的卡路里, 然后自动储存当前结果于中央微处理器中，供之后查阅和改善；

心率传感器，与中央微处理器连接，在重力加速传感检测到是正常睡眠状态时，心率传感器进入工作状态，由中央微处理器控制心率传感器交替发光，通过照射皮肤表面的血管，根据脉搏的跳动变化反射到心率传感器的红光和光通量，心率传感器将这一变化规律转换成电压信号，然后对电压信号进行滤波、电平转换、交直流分离、信号放大，得到实时的比较清晰稳定的脉搏波形数据，再经过模数转换器对数据实时采样、滤波、放大、变成数字信号然后输入到中央微处理器，通过中央微处理器计算、分析后得出当前睡眠结果：a.深度睡眠、b.失眠、c.浅睡眠中的一种结果，然后自动保存当前结果供之后查阅和改善；

红外体温传感器，与中央微处理器连接，通过中央微处理器的指令发射红外光，照射到皮肤上，皮肤和血管吸收一些光，通过反射回来的光通量，在红外体温传感器件内部经过信号处理后变成信号，信号经过采样、滤波、运算放大后输入到中央微处理器里，然后通过中央微处理器的计算、分析后，此信号作为人体的体表温度，通过中央微处理器的计算、分析得出当前的环境温度比较：

1）、当温度高于体表温度，中央微处理器就执行温度降低调节指令，经过信号处理由控制信号发送端送出，再经过控制信号接收端接收，然后去调节空调温度向低端调节指令；

2）、当温度低于体表温度，中央微处理器就执行温度升高调节指令，经过信号处理由控制信号发送端送出，再经过控制信号接收端接收，然后去调节空调温度向高端调节指令。

5.根据权利要求1所述的一种检测人体活动状态的设备，其特征在于，所述心率传感器为一体式光电传感器。

6.根据权利要求1所述的一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，受控家用电器为电视时，其特征在于，所述传感器为语言手势传感器，与中央微处理器连接，中央微处理器内存储有受控电视的遥控面板上的所有功能，

 1）、语音控制，通过咪头和信号处理电路，把人的语音信号变成电信号，再经过放大、滤波、A\D转换变成数字信号，再输入到中央微处理器里，通过程序识别出输入的信号是什么内容，然后根据这个信号内容由中央微处理器执行查找程序，当找到与这个内容相关的内容，再次进行匹配成功后，然后发出指令，通过控制信号发送端发送出去，再经过控制信号接收端接收，去控制电视的相应功能；

2）、手势控制，由于手势的方向不同，连贯性的时间不同，所以语言手势传感器检测到的电平也不一样，经过语言手势传感器元器件内部电路处理后输出数字信号，信号经过采样、滤波、运算放大后输入到中央微处理器里进行处理；

3）、因在中央微处理器里存储有和手势相应的识别单元，然后根据这个信号内容由中央微处理器执行查找，当找到与这个内容相关的内容，再次进行匹配成功后，通过控制信号发送端发送出去，再经过控制信号接收端接收，去控制电视的相应功能。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，其特征在于，该系统还包括显示系统和按键。

8.根据权利要求1-6任一所述的一种检测人体状态并可通过该状态控制家用电器的系统，其特征在于，该系统还包括电源。