CN105160863A - 一种多功能手势控制智能盒子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能手势控制智能盒子，包括家用电器控制兼手势控制模块、无线通讯模块、微处理器和电源模块，还包括具有与家用电器红外遥控器对应的操作界面和操作按钮以及手势控制界面和设置按钮的手机APP。利用控制家用电器的红外发射模块和红外接收模块实现了手势动作的操作和控制，既可以直接使用智能盒子对家用电器的操作和控制，实现手势控制换台、调音量、调温度、调灯光外，手势控制可与手机、平板电脑以及智能电视操作对接，还实现了用手机通过智能盒子对家用电器的远程控制和防盗报警。此外，还具有事务提醒功能和灯光照明功能，用手机APP进行提醒设置，提醒用户按时吃药及时喝水，替代了智能药瓶和智能水杯。

Description

一种多功能手势控制智能盒子

技术领域

本发明涉及一种智能产品，特别是涉及一种多功能手势控制智能盒子。

背景技术

目前有一种WiFi转红外的智能遥控器，其内部具有WiFi模块，实现了手机对具有红外功能的家用电器的控制。但这一产品功能比较单一，还没有充分挖掘红外发射和接收的潜能，其操作控制依赖于手机，不能直接用智能遥控器对家用电器进行控制，更没有手势控制功能，不能更好的满足用户的需求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种多功能手势控制智能盒子，解决现有的WiFi转红外的智能遥控器没有手势控制，功能单一，不能更好的满足用户需求的问题，利用控制家用电器的红外发射模块和红外接收模块实现了手势动作的操作和控制，既可以直接使用智能盒子对家用电器的操作和控制，实现手势控制换台、调音量、调温度、调灯光外，还实现了用手机通过智能盒子对家用电器的远程控制和防盗报警。此外，还具有事务提醒功能，用手机APP进行提醒设置，提醒用户按时吃药及时喝水，替代了智能药瓶和智能水杯，可识别并提醒任何形状的水杯和药品，可用声光提醒及语音提醒。手势控制可与手机、平板电脑以及智能电视操作对接，还可实现手势控制游戏，如切水果、赛车、射击等游戏，免接触的手势控制还避免了键盘操作病毒细菌的交叉感染，给用户带来更多更好更方便的体验，因此具有显著的技术进步。

一种多功能手势控制智能盒子，其特征在于：

包括家用电器控制兼手势控制模块、无线通讯模块、微处理器或具有微处理器的无线通讯模块和电源模块；

所述无线通讯模块或具有微处理器的无线通讯模块为WiFi模块，或WiFi模块加2.4G无线模块，或WiFi模块加5G无线模块，或WiFi模块加433M无线模块，或WiFi模块加Zigbee无线模块，或WiFi模块加蓝牙模块；

家用电器控制模块兼手势控制模块包括红外发射模块和红外接收模块，所述红外发射模块为多个红外发射管和驱动电路组成，所述红外接收模块为红外接收头；

所述多个红外发射管指向不同的方向，以将红外线信号覆盖房间内更大的空间以及获得不同方向的手势操作指令；红外接收头安装在多个红外发射管的中心区域，以便接收来自红外发射管发出的经过人手反射的红外反射信号，获得各种手势控制指令；

红外发射模块与所述微处理器的红外发射端口连接，红外接收模块与微处理器的红外接收端口连接，无线通讯模块与微处理器的通讯端口连接；

还包括手机APP，所述手机APP具有可控制家用电器的操作界面和操作按钮以及手势控制界面和设置按钮。

还包括物品检测模块，所述物品检测模块包括红外发射管和红外接收头，红外发射管和红外接收头安装在智能盒子壳体的侧面，其外部镶嵌有可以透过红外线的检测窗，微处理器的红外信号发射端口通过驱动电路与红外发射管连接，微处理器的红外信号接收端口与红外接收头的信号端口连接；

还包括事务提醒手机APP，所述事务提醒APP具有事务提醒操作界面，包括要提醒的事物输入窗口和时间设定按钮，如吃药提醒，按医嘱设置吃药时间以及药量，开启吃药提醒；

将药品放在物品检测模块旁边，红外发射管发出的红外信号被放置在智能盒子侧面的药品反射并被红外接收头接收，红外接收头将检测到药品的信息传输给微处理器；到吃药时间时，智能盒子发出吃药提醒，吃药提醒可以是提示音或提示灯光或提示语音以及这些提示的组合，如果用户没能及时拿起药品吃药就会再次提醒，直到拿起药品吃药为止；吃完药后将药品放回智能盒子的检测窗旁，继续运行下一个时间提醒，若用户没有及时将药品放回检测窗旁，则向用户发出吃药后请放回原处的提醒，直到用户放回原处。

还包括物品提醒指示灯，安装在检测窗旁，与微处理器连接，当需要提醒的物品放在检测窗旁边时则发光并维持点亮，表明物品放置的位置准确并进入了事务提醒状态，提醒时间到则指示灯快速闪烁，用户将物品拿开后还未拿回来时，则指示灯慢速闪烁，拿回来后则维持点亮，当关闭物品提示功能则指示灯熄灭。

还包括防盗报警传感模块，所述防盗报警模块为热释电红外传感模块或微波传感模块或红外发射接收模块，其信号输出端与微处理器的信号输入端连接；

还包括防盗报警手机APP，防盗报警手机APP具有防盗报警操作界面和操作按钮，当离家外出时打开防盗报警功能，若有人非法入侵，热释电红外传感模块或微波传感模块将信号传输到微处理器，微处理器将信息通过WiFi模块发送到手机APP端，提醒用户及时报警，当回到家里则关闭防盗报警功能。

还包括显示模块或按键输入模块或显示模块加按键输入模块，所述显示模块或按键输入模块或显示模块加按键输入模块与微处理器连接。

还包括灯光电路组件和灯罩，灯光电路组件与微处理器的灯光端口连接，灯罩安装在壳体上并覆盖灯光电路组件。

所述红外接收模块为一个或多个红外接收头，当采用一个红外接收头时，将其安装在多个红外发射管的中部，当采用多个红外接收头时，将其与红外发射管配对安装或几个红外发射管配合一个红外接收头。

所述红外发射模块还包括可控制红外发射信号强度的增益控制电路，所述增益控制电路串联在红外发射管回路中，平时正常检测人手、人体或物体的反射信息时减小红外发射强度，当向家用电器发送红外控制信号时，提高红外发射强度；

所述增益控制电路包括三极管或场效应管Q、限流电阻R2，三极管Q为PNP或NPN型，场效应管为P沟道或N沟道；

在三极管Q的集电极和发射极两端并联限流电阻R2，或在场效应管的源极和漏极两端并联限流电阻R2。

还包括发声模块或语音模块或发声模块加语音模块，所述发声模块包括扬声器及音频驱动电路，所述语音模块包括话筒和离线式语音输入模块或包括话筒和通过WiFi模块连接到在线式语音云系统，发声模块和语音模块分别与微处理器的对应端口连接。

一种多功能手势控制智能盒子的控制方法，其特征在于：

控制家用电器的方法：

智能盒子内的红外接收模块接收家用电器自带的红外遥控器的按键码，通过手机APP的遥控界面进行各按键的学习并保存，手机APP里可预先存储有各种家用电器的红外码库，可根据用户的家用电器型号随时调用。

打开手机APP，操作与家用电器自带的遥控器相对应的手机控制按钮，手机通过WiFi路由器发送控制信息或直接发送控制信息由无线通讯模块接收并输送到微处理器，微处理器输出控制信号给红外发射管，红外发射管向室内空间发送，由室内的家用电器接收并执行相应的控制。

可通过手机APP自定义用户需要的控制功能和控制模式，包括用户自己创建一个或多个操作控制计划，到时可自动执行该计划。

手势控制的方法：

智能盒子平时处于人手或人体检测状态，此时微处理器发送占空比小的红外码给红外发射管来降低红外信号强度或通过增益控制电路来降低红外信号强度，当人手或人体接近红外发射管和红外接收头的有效检测区域时，红外发射管发射的红外线信号被人手或人体反射由红外接收头接收并传输到微处理器，由微处理器判断是否有效的信息输入指令，若是则输出相应控制信号及执行相应的控制。

本发明提供了一种多功能手势控制智能盒子，解决现有的WiFi转红外的智能遥控器没有手势控制，功能单一，不能更好的满足用户需求的问题，利用控制家用电器的红外发射模块和红外接收模块实现了手势动作的操作和控制，既可以直接使用智能盒子对家用电器的操作和控制，实现手势控制换台、调音量、调温度、调灯光外，还实现了用手机通过智能盒子对家用电器的远程控制和防盗报警。此外，还具有事务提醒功能，用手机APP进行提醒设置，提醒用户按时吃药及时喝水，替代了智能药瓶和智能水杯，可识别并提醒任何形状的水杯和药品，可用声光提醒及语音提醒。手势控制可与手机、平板电脑以及智能电视操作对接，还可实现手势控制游戏，如切水果、赛车、射击等游戏，免接触的手势控制还避免了键盘操作病毒细菌的交叉感染，给用户带来更多更好更方便的体验，因此，本发明与现有技术相比具有显著的技术进步。

附图说明

图1是本发明第一实施例的原理框图。

图2是本发明第二实施例的原理框图。

图3是本发明第三实施例的原理框图。

图4是本发明第四实施例的原理框图。

图5是本发明第五实施例的原理框图。

图6是本发明第六实施例的原理框图。

图7是本发明第七实施例的原理框图。

图8是本发明第八实施例的原理框图。

图9是本发明第九实施例的原理框图。

图10是本发明第十实施例的原理框图。

图11是本发明第十一实施例的原理框图。

图12是本发明第十二实施例的原理框图。

图13是本发明增益控制电路的第一实施例。

图14是本发明增益控制电路的第二实施例。

图15是本发明增益控制电路的第三实施例。

图16是本发明红外发射管和红外接收头空间排列第一实施例正面示意图。

图17是本发明红外发射管和红外接收头空间排列第一实施例侧面示意图。

图18是本发明手势控制第一实施例示意图。

图19是本发明手势控制第二实施例示意图。

图20是本发明的主剖视图。

图21是本发明的俯视图。

图22是本发明事务提醒的俯视图。

图23是本发明事务提醒的侧视图。

图24是本发明红外发射管和红外接收头空间排列第二实施例正面示意图。

图25是本发明红外发射管和红外接收头空间排列第三实施例正面示意图。

图26是本发明红外发射管和红外接收头空间排列第四实施例正面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1和图2所示，本发明的一种多功能手势控制智能盒子的第一和第二实施例包括家用电器控制兼手势控制模块、无线通讯模块、微处理器或具有微处理器的无线通讯模块和电源模块。

无线通讯模块或带有微处理器的无线通讯模块为WiFi模块。WiFi模块可通过WiFi路由器连接到互联网，通过互联网与手机通讯。WiFi模块也可以直接与手机通过热点直接通讯。

如图3和图4所示，无线通讯模块或具有微处理器的无线通讯模块还包括2.4G无线模块，或WiFi模块加5G无线模块，或WiFi模块加433M无线模块，或WiFi模块加Zigbee无线模块，或WiFi模块加蓝牙模块。通过这一增加的无线模块，本发明的智能盒子可以和具有上述无线模块的其它智能硬件通讯，如，可以和带有433M的智能开关进行通讯，通过智能开关实现照明的智能控制。

如图1和图2以及图16至图21所示，家用电器控制兼手势控制模块10包括红外发射模块和红外接收模块，红外发射模块为多个红外发射管11和驱动电路组成，红外接收模块为红外接收头12。

多个红外发射管11指向不同的方向，以将红外线信号覆盖房间内更大的空间以及获得不同方向的手势操作指令；红外接收头12安装在多个红外发射管11的中心区域，以便接收来自红外发射管11发出的经过人手反射的红外反射信号，获得各种手势控制指令。

如图20所示，本发明还包括隔离腔13，以防止红外发射管11发出的红外信号未经人手反射直接被红外接收头12接收。

如图1和图2所示，红外发射管与所述微处理器的红外发射端口连接，红外接收头与微处理器的红外接收端口连接，无线通讯模块与微处理器的通讯端口连接。内置微处理器的无线通讯模块目前较为常用的如TI公司的CC3000系列WiFi模块。

若控制程序比较复杂端口要求比较多，内置处理器的WiFi模块无法满足需要，则需要单独的微处理器，如图2所示，红外发射模块与微处理器的红外发射端口连接，红外接收模块与微处理器的无线通讯模块内的红外接收端口连接，无线通讯模块与微处理器的无线通讯端口连接。

无线通讯模块接收手机通过WiFi路由器发送的的控制信息给微处理器，由微处理器输出控制信号给红外发射模块，再由红外发射模块发射红外信号给房间内具有红外接收模块的家用电器来实现对家用电器的控制。

红外接收模块接收家用电器遥控器的遥控学习指令，还可接收来自红外发射模块发出的并通过人手、人体或物体反射回来的控制信息给微处理器来实现手势、人体对智能盒子的控制。

本发明还包括手机APP，所述手机APP具有可控制家用电器的操作界面和操作按钮以及手势控制界面和设置按钮。

如图18和图19所示，将手分别放在标记有1、2、3、4四个位置的四个红外发射管附近，可获得4个位置的基本手势控制指令，将手由位置1移动到位置3可获得一个手势指令，将手由位置1移动到位置2，又可以获得一个手势指令。由此可以得出如下手势操作指令：1-3，3-1，4-2，2-4；1-2，2-3，3-4，4-1；1-4，4-3，3-2，2-1；以上共有12个指令；分别移动到1、2、3、4后立即离开，可获得的4个基本手势控制指令，分别移动到1、2、3、4后做暂短停留后离开，又可获得的4个手势控制指令；因此共可获得20个手势控制指令。将手伸开放在红外接收头中心部位，可同时反射四个红外发射管的红外线，或同时放在3、4红外发射管处仅同时反射3、4红外发射管的红外线，可以获得更多的手势指令。对于这些手势指令，可以根据产品的功能和用户体验来筛选，选出便于用户理解的适合一般用户使用习惯的手势控制指令。

如图16所示，原理同上，对于具有8个红外发射管的手势控制来说，比上述4个红外发射管能获得更多的手势控制指令。此外，还可以用手或手指在1-8个发射管周围做画圈动作，当手移动在哪个发射管的位置就能开启相应的灯光亮度。采用更多的发射管可以获得更多的手势控制指令，但更多的发射管排列更加密集，增加了手势控制的误动作，除非进一步加大管一管的间距，因此，应进一步减小红外发射管的发射强度，以获得更加准确的手势控制。

如图20和图21所示，本发明还包括物品检测模块50，物品检测模块50包括红外发射管51和红外接收头52，红外发射管51和红外接收头52安装在智能盒子壳体20的侧面，其外部镶嵌有可以透过红外线的检测窗54。如图9和图10所示，物品检测模块与微处理器连接，具体为：微处理器的红外信号发射端口通过驱动电路与红外发射管51连接，微处理器的红外信号接收端口与红外接收头52的信号端口连接。对外观没有更高要求的也可以省去检测窗口，使红外发射管和红外接收头的头部裸露在壳体的侧面。

本发明还包括事务提醒手机APP，配合物品检测模块50和物品20使用。所述事务提醒APP具有事务提醒操作界面，包括要提醒的事物输入窗口和时间设定按钮。如吃药提醒，按医嘱设置吃药时间、药量以及药品名称，开启吃药提醒。不同的药品在不同时间吃药提醒，有时用户每天需要吃几种不同的药，可以同时设置好几种药的名称、药量和吃药时间，到时就会按设定的顺序逐一提醒。

如图20至图23所示，还以吃药提醒为例，物品20即是药品20。将药品20放在智能盒子侧面的物品检测模块50的检测窗54旁边，红外发射管51发出的红外信号被放置在智能盒子侧面检测窗旁边的药品20反射并被红外接收头52接收，红外接收头52将检测到药品20的信息传输给微处理器；到吃药时间时，智能盒子发出吃药提醒，吃药提醒可以是提示音或提示灯光或提示语音以及这些提示的组合，如果用户没能及时拿起药品吃药就会再次提醒，直到拿起药品吃药为止；吃完药后将药品放回智能盒子的检测窗旁，继续运行下一个时间提醒，若用户没有及时将药品放回检测窗旁，则向用户发出吃药后请放回原处的提醒，直到用户放回原处。

如图21所示，物品检测模块50还包括物品提醒指示灯55，安装在检测窗旁54，与微处理器连接。当需要提醒的物品放在检测窗旁边时则发光并维持点亮，表明物品放置的位置准确并进入了事务提醒状态，提醒时间到则指示灯快速闪烁，同时发出提示声音，当用户将物品拿开后还未拿回来时，则指示灯慢速闪烁，拿回来后则维持点亮，继续运行下一个提醒事件，当关闭物品提示功能则指示灯熄灭。

如图21所示，本发明还包括物品提醒指示灯55，安装在检测窗54旁，与微处理器连接，当需要提醒的物品放在检测窗旁边时则发光并维持点亮，表明物品放置的位置准确并进入了事务提醒状态，提醒时间到则指示灯快速闪烁，用户将物品拿开后还未拿回来时，则指示灯慢速闪烁，拿回来后则维持点亮，当关闭物品提示功能则指示灯熄灭。

本发明的事务提醒功能不仅可以替代智能药瓶提醒吃药，还可以替代智能水杯提醒喝水，而且适合任何不同形状和不同材质的水杯，提醒用户不要遗忘东西，总之，任何需要提醒的事物都可以。喝水提醒以及其他事物提醒的APP可参考上述吃药提醒APP以及现有技术的智能水杯的APP。

如图5和图21所示，本发明还包括防盗报警传感模块70，可采用热释电红外传感器或微波传感器，也可采用红外发射管和红外接收头组成的红外发射接收模块。采用热释电红外传感模块70的实施例包括热释电红外传感器71，其外部覆盖有菲涅尔透镜72，其信号输出端与微处理器的信号输入端连接。采用微波传感器和红外发射管和红外接收头原理为现有技术，在此不做详细描述，其安装位置和结构可参考上述热释电传感器的实施例。

本发明还包括防盗报警手机APP，防盗报警手机APP具有防盗报警操作界面和操作按钮，当离家外出时打开防盗报警功能，若有人非法入侵，热释电红外传感模块或微波传感模块将信号传输到微处理器，微处理器将信息通过WiFi模块发送到手机APP端，提醒用户及时报警，当回到家里则关闭防盗报警功能。

如图7和图8所示，本发明还包括显示模块或按键输入模块或显示模块加按键输入模块，显示模块或按键输入模块或显示模块加按键输入模块与微处理器连接。如图20所示，显示模块为LED显示模块或液晶显示屏，也可以是LED指示灯15，也可以根据功能需要LED指示灯加LED显示模块或液晶显示屏。如红外遥控家用电器需要在空调、电视、照明灯具之间进行切换，则可以采用最简单的LED指示灯来显示切换状态。也可以采用显示屏显示切换状态。按键输入模块可以采用按钮方式，也可以采用触摸方式。也可以只保留显示模块无按键输入模块，智能盒子上的基本操作只靠手势控制实现，具体的操作功能控制模式的设置修改由用户通过手机APP来实现。

如图9所示，本发明还可包括触摸屏模块，触摸屏模块与微处理器连接。用户可直接使用触摸屏进行操作控制以及对操作功能控制模式的设置修改，使用更加方便。

显示模块或显示屏可设置在智能盒子的顶部红外发射管和红外接收头之间，还可设置在智能盒子的侧面。也可用显示模块或显示屏做消息推送，如根据温度变化气候变化推送天气预报，事情备忘提醒等互动功能。

对于具有物品检测模块的事务提醒功能来说，显示屏或触摸屏能显示提醒的事物可以直接显示需要提醒的事物，使用中可以不用打开手机查看详情，手机只是在提醒设置时使用，用户使用起来更加方便。当然，对于采用触摸屏的实施方案，也可以通过触摸屏来设置需要提醒的事物。

如图6和图20所示，本发明还可包括灯光电路组件60和灯罩40，灯光电路组件60与微处理器的灯光端口连接，灯罩40安装在壳体20上并覆盖灯光电路组件60。灯光电路组件60包括LED光源，还包括与LED光源连接的LED驱动电路，LED驱动电路与微处理器的灯光端口连接。此外，还可设置反光件80。对于本发明需要提醒或提示的功能，也可采用灯光的方式给用户做出提醒。

家用电器控制模块兼手势控制模块10中的红外接收模块12为一个或多个红外接收头。如图16至图21和图24所示，当采用一个红外接收头时，将其安装在多个红外发射管11的中部。如图25和图26所示，当采用多个红外接收头时，将其与红外发射管配对安装或几个红外发射管配合一个红外接收头。如图24和图25所示，可根据实际需要将红外发射管的发射方向置于和红外接收头的接收方向相同。

如图13至图15所示，本发明的红外发射模块还包括可控制红外发射信号强度的增益控制电路，所述增益控制电路串联在红外发射管回路中，平时正常检测人手、人体或物体的反射信息时减小红外发射强度，当向家用电器发送红外控制信号时，提高红外发射强度。

增益控制电路包括三极管或场效应管Q、限流电阻R2，三极管Q为PNP或NPN型，场效应管为P沟道或N沟道。在三极管Q的集电极和发射极两端并联限流电阻R2，或在场效应管的源极和漏极两端并联限流电阻R2。

如图10和图11所示，本发明还包括发声模块或语音模块或发声模块加语音模块，所述发声模块包括扬声器及音频驱动电路，所述语音模块包括话筒和离线式语音输入模块或包括话筒和通过WiFi模块连接到在线式语音云系统，发声模块和语音模块分别与微处理器的对应端口连接。发声模块可以为用户提供声音提醒，可以采用蜂鸣器发出嘀嘀嘀的蜂鸣声，也可以采用扬声器发出语音提示。语音模块可实现人和本发明的智能盒子之间的语音互动，语音模块包括硬件语音引擎，也可以用互联网语音云平台实现语音互动，无论是语音硬件引擎还是语音云平台，国内的科大讯飞都有成熟的解决方案，可以采用。

本发明还包括温度传感器，其信号输出端与微处理器的信号输入端连接。

对于具有温度传感器的实施例，平时可将温度显示在手机APP上，还可显示在智能盒子的显示屏上供用户参考。对于空调来说，因空调本身的温度传感器在空调内部，和室内远离空调的位置温度还是有差距的，可用本发明的智能盒子发送红外信号控制空调，在手机APP里设定好用户需要的室内温度，当智能盒子的温度传感器检测到的温度比设定的温度高时就向空调发出降低温度的红外信号，反之就发出提高温度的红外信号。还可设置一个温度范围，低于这个温度就开启空调，高于这个温度就关闭空调。还可用户自定义时间程序控制，几点到几点开空调，几点关空调。因此，本发明的智能盒子还是一个专业的智能空气调节开关。

另一种更有效的实施方式是，只需增加几角钱在家用电器如空调上安装红外发射管就可以与本发明智能盒子实现红外信号双向通讯，可实现智能盒子发出的控制信号是否被空调接收，是否被有效执行，若没有有效收到或得到有效执行，则反馈给智能盒子，由智能盒子重新发送一次控制信号给空调，提高了控制的可靠性。此外，还可将空调的运行状况及空调检测的温度信息传输给智能盒子，智能盒子可根据接收到的空调温度及运行状态等信息再根据智能盒子检测到的环境温度进行综合运算做出适当运行控制调整，或由智能盒子传输到手机端，由手机APP根据接收到的空调温度及运行状态等信息再根据智能盒子检测到的环境温度进行综合运算做出适当运行控制调整。这种低成本的双向通讯方式对于其它家用电器同样适用。

本发明还提供了一种多功能手势控制智能盒子的控制方法：

控制家用电器的方法：

智能盒子内的红外接收模块接收家用电器自带的红外遥控器的按键码，通过手机APP的遥控界面进行各按键的学习并保存，手机APP里可预先存储有各种家用电器的红外码库，可根据用户的家用电器型号随时调用。

打开手机APP，操作与家用电器自带的遥控器相对应的手机控制按钮，手机通过WiFi路由器发送控制信息或直接发送控制信息由无线通讯模块接收并输送到微处理器，微处理器输出控制信号给红外发射管，红外发射管向室内空间发送，由室内的家用电器接收并执行相应的控制。

可通过手机APP自定义用户需要的控制功能和控制模式，包括用户自己创建一个或多个操作控制计划，到时可自动执行该计划。

手势控制的方法：

智能盒子平时处于人手或人体检测状态，此时微处理器发送占空比小的红外码给红外发射管来降低红外信号强度或通过增益控制电路来降低红外信号强度，当人手或人体接近红外发射管和红外接收头的有效检测区域时，红外发射管发射的红外线信号被人手或人体反射由红外接收头接收并传输到微处理器，由微处理器判断是否有效的信息输入指令，若是则输出相应控制信号及执行相应的控制。

用手机APP界面还可对手势控制功能和模式进行设置，可根据用户的需要开启手势控制的红外发射管数量，数量少可以进行简单手势操作，更适合孩子和老年人，数量多更适合年轻人对手势控制的需求。还可关闭或开启手势控制或按键输入模式以及在手势控制和按键控制之间切换，也可以同时开启手势控制和按键控制模式。在智能盒子和手机APP上设置右离家模式(防盗报警模式)按钮，开启这个按钮启动防盗报警模式，当有人非法进入室内就会通过防盗报警传感模块将信号通过微处理器、无线通讯模块传送到手机上或直接传送到110报警台。

离家防盗功能也可利用家用电器控制兼手势控制模块的红外发射接收模块配合微处理器和手机APP实现，开启离家模式后，微处理器输出适当占空比的红外发射信号给红外发射管或者控制增益控制电路使红外发射管的发射强度大于手势感应小于控制家用电器的发射强度，能检测出人体经过智能盒子即可。可根据人体反射的红外信号强度调整好信号的占空比，或通过适当选取增益控制电路的限流电阻的阻值，如果按红外遥控家用电器模式下的发射强度太强的话即使没有人经过也会造成墙壁反射而误报，因此也可根据实际需要在红外发射电路回路中再串联一组增益控制电路，其电路中的限流电阻的阻值与人体经过时反射的红外信号相互匹配。

手势控制通过APP可与手机、平板电脑以及智能电视操作对接，可实现手势控制换台、调音量、调温度、调灯光，还可实现手势控制游戏，如切水果、赛车、射击等游戏。免接触的手势控制还避免了键盘操作病毒细菌的交叉感染。

本发明所述的家用电器包括空调、电视、机顶盒、电风扇、换气扇、浴霸、电暖气、音响系统、耳机系统、窗帘机、摄像头、烟雾传感器、人体传感器、温度传感器、湿度传感器、门磁、LED灯泡和灯具等所有带红外接收模块和无线通讯模块的家用和商用产品。本发明的智能盒子可通过盒子内的红外发射模块和无线通讯模块与这些家用电器通讯，实现智能盒子与家用电器的通讯、信息采集和控制。

本发明也可把用于防盗报警的人体检测功能用于自动检测人体而自动开启本发明智能盒子的灯光或通过智能盒子控制室内的照明灯具，方便夜间起来上卫生间。

本发明原理框图中的电源模块是连接到微处理器的，但并不表明只给微处理器供电，电源模块是给整个智能盒子的各个模块和电路包括灯光电路组件和显示模块供电的，只是为了简化原理图未逐个连接而已。

对于没有接入互联网有线宽带的用户，可以采用手机无线通讯模块加手机卡的方式替代智能盒子里的WiFi模块，使用户可以通过移动无线通讯网络接入互联网，实现手机对智能盒子的远程控制。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能手势控制智能盒子，其特征在于：

包括家用电器控制兼手势控制模块、无线通讯模块、微处理器或具有微处理器的无线通讯模块和电源模块；

所述无线通讯模块或具有微处理器的无线通讯模块为WiFi模块，或WiFi模块加2.4G无线模块，或WiFi模块加5G无线模块，或WiFi模块加433M无线模块，或WiFi模块加Zigbee无线模块，或WiFi模块加蓝牙模块；

家用电器控制模块兼手势控制模块包括红外发射模块和红外接收模块，所述红外发射模块为多个红外发射管和驱动电路组成，所述红外接收模块为红外接收头；

所述多个红外发射管指向不同的方向，以将红外线信号覆盖房间内更大的空间以及获得不同方向的手势操作指令；红外接收头安装在多个红外发射管的中心区域，以便接收来自红外发射管发出的经过人手反射的红外反射信号，获得各种手势控制指令；

红外发射管与所述微处理器的红外发射端口连接，红外接收头与微处理器的红外接收端口连接，无线通讯模块与微处理器的通讯端口连接；

还包括手机APP，所述手机APP具有可控制家用电器的操作界面和操作按钮以及手势控制界面和设置按钮。

2.如权利要求1所述的智能盒子，其特征在于：

还包括物品检测模块，所述物品检测模块包括红外发射管和红外接收头，红外发射管和红外接收头安装在智能盒子壳体的侧面，其外部镶嵌有可以透过红外线的检测窗，微处理器的红外信号发射端口通过驱动电路与红外发射管连接，微处理器的红外信号接收端口与红外接收头的信号端口连接；

还包括事务提醒手机APP，所述事务提醒APP具有事务提醒操作界面，包括要提醒的事物输入窗口和时间设定按钮，如吃药提醒，按医嘱设置吃药时间以及药量，开启吃药提醒；

将药品放在物品检测模块旁边，红外发射管发出的红外信号被放置在智能盒子侧面的药品反射并被红外接收头接收，红外接收头将检测到药品的信息传输给微处理器；到吃药时间时，智能盒子发出吃药提醒，吃药提醒可以是提示音或提示灯光或提示语音以及这些提示的组合，如果用户没能及时拿起药品吃药就会再次提醒，直到拿起药品吃药为止；吃完药后将药品放回智能盒子的检测窗旁，继续运行下一个时间提醒，若用户没有及时将药品放回检测窗旁，则向用户发出吃药后请放回原处的提醒，直到用户放回原处。

3.如权利要求2所述的智能盒子，其特征在于：

还包括物品提醒指示灯，安装在检测窗旁，与微处理器连接，当需要提醒的物品放在检测窗旁边时则发光并维持点亮，表明物品放置的位置准确并进入了事务提醒状态，提醒时间到则指示灯快速闪烁，用户将物品拿开后还未拿回来时，则指示灯慢速闪烁，拿回来后则维持点亮，当关闭物品提示功能则指示灯熄灭。

4.如权利要求1所述的智能盒子，其特征在于：

还包括防盗报警传感模块，所述防盗报警模块为热释电红外传感模块或微波传感模块或红外发射接收模块，其信号输出端与微处理器的信号输入端连接；

还包括防盗报警手机APP，防盗报警手机APP具有防盗报警操作界面和操作按钮，当离家外出时打开防盗报警功能，若有人非法入侵，热释电红外传感模块或微波传感模块将信号传输到微处理器，微处理器将信息通过WiFi模块发送到手机APP端，提醒用户及时报警，当回到家里则关闭防盗报警功能。

5.如权利要求1所述的智能盒子，其特征在于：

还包括显示模块或按键输入模块或显示模块加按键输入模块，所述显示模块或按键输入模块或显示模块加按键输入模块与微处理器连接。

6.如权利要求1所述的智能盒子，其特征在于：

还包括灯光电路组件和灯罩，灯光电路组件与微处理器的灯光端口连接，灯罩安装在壳体上并覆盖灯光电路组件。

7.如权利要求1所述的智能盒子，其特征在于：

所述红外接收模块为一个或多个红外接收头，当采用一个红外接收头时，将其安装在多个红外发射管的中部，当采用多个红外接收头时，将其与红外发射管配对安装或几个红外发射管配合一个红外接收头。

8.如权利要求7所述的智能盒子，其特征在于：

所述红外发射模块还包括可控制红外发射信号强度的增益控制电路，所述增益控制电路串联在红外发射管回路中，平时正常检测人手、人体或物体的反射信息时减小红外发射强度，当向家用电器发送红外控制信号时，提高红外发射强度；

所述增益控制电路包括三极管或场效应管Q、限流电阻R2，三极管Q为PNP或NPN型，场效应管为P沟道或N沟道；

在三极管Q的集电极和发射极两端并联限流电阻R2，或在场效应管的源极和漏极两端并联限流电阻R2。

9.如权利要求1-8中任一项所述的智能盒子，其特征在于：

还包括发声模块或语音模块或发声模块加语音模块，所述发声模块包括扬声器及音频驱动电路，所述语音模块包括话筒和离线式语音输入模块或包括话筒和通过WiFi模块连接到在线式语音云系统，发声模块和语音模块分别与微处理器的对应端口连接。

10.一种多功能手势控制智能盒子的控制方法，其特征在于：

控制家用电器的方法：

智能盒子内的红外接收模块接收家用电器自带的红外遥控器的按键码，通过手机APP的遥控界面进行各按键的学习并保存，手机APP里可预先存储有各种家用电器的红外码库，可根据用户的家用电器型号随时调用；

打开手机APP，操作与家用电器自带的遥控器相对应的手机控制按钮，手机通过WiFi路由器发送控制信息或直接发送控制信息由无线通讯模块接收并输送到微处理器，微处理器输出控制信号给红外发射管，红外发射管向室内空间发送，由室内的家用电器接收并执行相应的控制；

可通过手机APP自定义用户需要的控制功能和控制模式，包括用户自己创建一个或多个操作控制计划，到时可自动执行该计划；

手势控制的方法：

智能盒子平时处于人手或人体检测状态，此时微处理器发送占空比小的红外码给红外发射管来降低红外信号强度或通过增益控制电路来降低红外信号强度，当人手或人体接近红外发射管和红外接收头的有效检测区域时，红外发射管发射的红外线信号被人手或人体反射由红外接收头接收并传输到微处理器，由微处理器判断是否有效的信息输入指令，若是则输出相应控制信号及执行相应的控制。