CN105629939A - 用于电器的智能操控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电器的智能操控系统，包含以下模块：手势识别模块，记录手指的运动轨迹，并根据该运动轨迹生成手势；查询模块，查找对应于所述手势的被控电器的编码或编号；第一选择模块，根据所述编码或编号选择控制指令；驱动模块，根据控制指令驱动被控电器。用手势操作以控制用电电器的智能操控系统及方法。本发明具有使用方便，增加操作感受以及智能化程度高的优点。

Description

用于电器的智能操控系统及方法

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种用于电器的智能操控系统及方法。

背景技术

现有公开的用于电器的智能控制装置多以远程智能控制系统为主，远程控制系统需要与家庭网关进行通信，远程控制系统与家庭网关之间的通信方法是直接让远程服务器与家庭网关或者中央控制器相连，然后家庭网关或者中央控制器再通过无线技术控制家居设备，这种方式具有很密的耦合性，非常不灵活。例如公开号为CN101859134A的发明专利，其公开了一种智能家居远程控制系统，该系统包括用户终端、远程服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，还包括一独立通信模块，远程服务器通过独立通信模块与家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备连接。

然而，虽然远程操控较为方便，但是远程操控后不具有直接的可视性，例如，在远处操作家庭中的用电设备开或关，不能及时看到操作所带来的结果，加上信号是否一定可靠传输到终端，也就无法判断操作就一定是成功的，对用户来说，使用这样的系统增加依赖性以后，未必就一定能得到想要的结果。另外，这种远程控制系统对家庭用户来说，不但设备复杂，安装设备需要占用更多的室内空间，并且设备的成本高昂，不利于在一般的家庭用户中使用，或者说一般的家庭用户不会选择这样的控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用手势操作以控制用电电器的智能操控系统及方法。

一种用于电器的智能操控系统，其特征在于，包含以下模块：

手势识别模块，记录手指的运动轨迹，并根据该运动轨迹生成手势；

查询模块，查找对应于所述手势的被控电器的编码或编号；

第一选择模块，根据所述编码或编号选择控制指令；

驱动模块，根据控制指令驱动被控电器。

优选地，所述查询模块包括：

第一查询模块，根据生成的手势查找对应于该手势的代码；

第二查询模块，根据第一查询模块提供的代码查找被控电器的编码或编号。

优选地，所述代码为数字或字母，或者为数字与字母的组合。

优选地，还包括：

计算模块，计算当前环境的参数值；

比较模块，将当前的环境参数值与设置的阈值进行比较；

第二选择模块，根据比较结果来选择是否向对应于环境参数的被控电器发出控制指令，若是，则驱动模块根据控制指令驱动被控电器。

一种用于电器的智能操控方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1，记录手指的运动轨迹，并根据该运动轨迹生成手势；

步骤2，查找对应于所述手势的被控电器的编码或编号；

步骤3，根据所述编码或编号选择控制指令；

步骤4，根据控制指令驱动被控电器。

优选地，所述步骤2包括以下过程：根据生成的手势查找对应于该手势的代码；根据第一查询模块提供的代码查找被控电器的编码或编号。

优选地，所述代码为数字或字母，或者为数字与字母的组合。

优选地，步骤1中，采用触摸屏记录手指的运动轨迹以及生成手势。

优选地，所述控制指令包括开启指令、关闭指令、调节指令。

优选地，还包括以下步骤：

计算当前环境的参数值的步骤；

将当前的环境参数值与设置的阈值进行比较的步骤；

根据比较结果来选择是否向对应于环境参数的被控电器发出控制指令，若是，则驱动模块根据控制指令驱动被控电器。

本发明以手势作为操控用电电器的操控方式，用户只需要在输入设备上书写相应的代码或编号或字母等，即可起到控制用电设备的目的，不但丰富了用户的使用感受，而且简化了电路结构，即无需通过繁杂的布线来控制相应的用电设备了，也无需使用网关等中间设备来传递信号，具有占用空间小，成本低，操作方便，智能化程度高等诸多优点。另外，作为手势操控的设备既可以是固定式的，也可以是移动式的，对于操控者而言，通过一个设备就可以操作连接在系统上的所有用电电器，因此，使用起来非常方便。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2a为本发明中电源模块的示意图；

图2b为本发明中稳压电路的示意图；

图2c为本发明中电压转换电路的示意图；

图3为本发明中信号发射器的示意图；

图4为发明中信号接收器的示意图；

图5为本发明中主控制器和时钟电路的示意图；

图6为本发明中第一种驱动电路的示意图；

图7为本发明中第二种驱动电路的示意图；

图8为本发明中第三种驱动电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明的技术及性能作进一步说明

如图1所示，本发明的用于电器的智能操控系统，包含以下模块：

手势识别模块，记录手指的运动轨迹，并根据该运动轨迹生成手势；当操作者的手指在输入设备(例如触摸屏)上形成运动轨迹时，系统内部的手势识别模块将手指的运动轨迹进行记录，并生成对应于操作者所发出的操作手势，例如，操作者的手指在触摸屏上运动的轨迹为字母C，则手势识别模块记录手指运动轨迹，并在该手势识别模块内生成手势C。

查询模块，查找对应于所述手势的被控电器的编码或编号；优选地，所述查询模块包括：

第一查询模块，根据生成的手势查找对应于该手势的代码；第二查询模块，根据第一查询模块提供的代码查找被控电器的编码或编号。所述代码为数字或字母，或者为数字与字母的组合。例如，手势识别模块生成手势C后，首先由第一查询模块查询对应于手势C的代码，假知，对应于该手势C的代码为1，则第一查询模块查得的结果就为1，并将该查询结构传递到第二查询模块，在用电电器列表中查询对应于代码1的用电电器，假如，LED照明灯对应于代码1，则这时系统就可以发出控制指令去控制LED照明灯了。

第一选择模块，根据所述编码或编号选择控制指令；对于一般的电器来说，控制指令分为开和关，但对于有的用电电器，还需要对其进行调节，例如LED灯，可以调节其亮度，风扇可以调节其转速，因此，对于同一用电电器来说，操作者发出的操作手势不一致，其操控的含义也是不相同的，例如，当前用户需要开启LED照明灯，在发出上述操作手势C后，通过查询模块查询对应的代码是1，并且第一选择模块选择对应该代码的用电电器为LED，以及对应于该代码值的指令是开启或关闭指令，那么，这时系统发出开启或关闭控制指令。如果，在开启LED照明灯后，用户当前需要调节LED照明灯的亮度，假如，用户发出操作手势D，手势识别模块识别并生成操作手势D后，第一查询模块查询对应所述D的代码为2，第二查询模块查询对应代码2的用电电器为LED照明灯，以及对应于该代码值的控制指令是调节亮度，那么，这时系统发出调节亮度的控制指令对LED照明灯的亮度进行调节。

驱动模块，根据控制指令驱动被控电器。

上述的手势与代码和电器编码或编号以及控制指令之间的相互对应关系，均可以通过通信协议进行设置，其采用的方式一般为数字或字母或者是字母与数字的组合，对于输入端手势而言，一般采用简单易记的方式设置。

优选地，本发明的系统还包括以下模块：

计算模块，计算当前环境的参数值；该环境的参数值包括：温度、温度、光照度、烟雾浓度等等，这些参数值首先由相应的传感器进行检测，各种传感器将检测的数据传送到本发明的系统中，由计算模块进行计算，并将计算的结果送到比较模块。

比较模块，将当前的环境参数值与设置的阈值进行比较；例如，当前的环境温度为27度，而系统内设置的温度阈值为25度，比较后，系统得出环境温度已超过设置的温度阈值。

第二选择模块，根据比较结果来选择是否向对应于环境参数的被控电器发出控制指令，若是，则驱动模块根据控制指令驱动被控电器。上述比较模块比较后，系统得出环境温度已超过设置的温度阈值，这时第二选择模块选择对应于该温度参数的风扇或空调发出控制指令，通过驱动模块驱动风扇或空调工作。这样自动控制模式是建立在手势操控的模式下面的，能够为用户提供方便，例如在夜晚，有的家庭用户会使用加湿器，在开始使用时，加湿器一般处于较大的档位工作，当用户睡觉前，并不会调整加湿器的档位，用户睡着了以后，更不会通过手势操控去关闭加湿器，加湿器工作一段时间后，室内的空气湿度变大，如果继续加湿，反而对人体不利，因此，这样通过计算模块计算得到环境的湿度后，由比较模块得出环境的湿度大于系统设置的阈值后，这时系统则切断加湿的供电，使加湿器停止工作，以使用户处于舒适的环境。

一种用于电器的智能操控方法，包含以下步骤：

步骤1，记录手指的运动轨迹，并根据该运动轨迹生成手势；步骤1中，采用触摸屏记录手指的运动轨迹以及生成手势。触摸屏为电容式触摸屏、电阻式触摸屏、红外式触摸屏。

步骤2，查找对应于所述手势的被控电器的编码或编号；优选地，所述步骤2包括以下过程：根据生成的手势查找对应于该手势的代码；根据第一查询模块提供的代码查找被控电器的编码或编号。所述代码为数字或字母，或者为数字与字母的组合。

步骤3，根据所述编码或编号选择控制指令；优选地，所述控制指令包括开启指令、关闭指令、调节指令。

步骤4，根据控制指令驱动被控电器。

优选地，还包括以下步骤：

计算当前环境的参数值的步骤；

将当前的环境参数值与设置的阈值进行比较的步骤；

根据比较结果来选择是否向对应于环境参数的被控电器发出控制指令，若是，则驱动模块根据控制指令驱动被控电器。

操控方法的举例说明与系统的相同，在此不一赘述。

此外，本发明还提供了一种用于电器的智能控制装置，其包括电源模块10、信号发射器20、信号接收器30、主控制器40、驱动电路50，下面分别对每部分进行详细地说明：

电源模块10包括整流滤波电路、电压变换电路以及开关控制电路。参见图2a，整流滤波电路的输出端与电压变换电路电连接，整流滤波电路由4只二极管组成的单相全波整流电路，以及由电感L4、电容CE7、电容CE8组成的π型滤波电路构成，交流电经过单相全波整流电路整流后得到直流电，通过滤波电路对直流电进行谐波过滤，提高直流电的质量。经过整流滤波电路得到的直流电输送到电压变换电路，该电压变换电路为变压器T3，将高电压变换为低电压，以供后续的电路使用。所述开关控制电路分别与整流滤波电路与以电压变换电路电连接。开关控制电路包括电源控制芯片U19、三极管Q3，通过从变压器T3的初级绕组采样得到变压器初级绕组的电压信号，该电压信号与电源控制芯片U19内部设定的输出电压值进行比较，若两者不相等，则电源控制芯片U19输出控制信号，通过三极管的开关改变变压器初级绕组上的电压值。电源模块还包括整流二极管D11、电容CE9，整流二极管D11的阳极端连接于电压变换电路的输出端，整流二极管D11的阴极端与电容CE9的一端连接，电容CE9的另一端接地。变压器T3的次级输出电压经二极管D11整流后，在电容CE9上得到直流电压。

如图2b所示，电源模块还包括稳压电路，该稳压电路将前述的直流电压转换为5V的电流电输出，稳压电路由稳压芯片U26以及多个滤波电容组成。电源模块还包括电压转换电路，如图2c所示，该电压转换电路将稳压电路输出的5V电压转换为3V的标准电压。

如图3所示，信号发射器20为红外遥控发射器，或者为触摸开关，或者为触摸屏，或者是具有信号发射作用的手机，或者是蓝牙，或者是wifi模块，或者是zigbee模块。所述触摸屏为具有蓝牙模块的触摸屏，触摸屏的好处在于，可以将手势操作的信号通过蓝牙模块发送出去。

如图4所示，信号接收器30可以采用有线方式与信号发射器20连接，也可以采用无线方式与信号发射器20连接，采用无线方式时，信号接收器30可以为红外接收器，或者为蓝牙模块，或者wifi模块，或者zigbee模块。

如图5所示，主控制器40为单片机，主控制器也可以采用其它可编程的芯片，例如DSP。主控制器40与信号接收器电连接，该主控制器40将信号接收器提供的信号与用电设备进行匹配，并发出对应于该用电设备的控制指令。当信号发射器采用触摸屏时，其与主控制器构成了一套对用电设备进行手势操作的智能操控系统，该智能操控系统包含以下模块：

手势识别模块，记录手指的运动轨迹，并根据该运动轨迹生成手势；当操作者的手指在输入设备(例如触摸屏)上形成运动轨迹时，系统内部的手势识别模块将手指的运动轨迹进行记录，并生成对应于操作者所发出的操作手势，例如，操作者的手指在触摸屏上运动的轨迹为字母C，则手势识别模块记录手指运动轨迹，并在该手势识别模块内生成手势C。

查询模块，查找对应于所述手势的被控电器的编码或编号；优选地，所述查询模块包括：

第一查询模块，根据生成的手势查找对应于该手势的代码；第二查询模块，根据第一查询模块提供的代码查找被控电器的编码或编号。所述代码为数字或字母，或者为数字与字母的组合。例如，手势识别模块生成手势C后，首先由第一查询模块查询对应于手势C的代码，假知，对应于该手势C的代码为1，则第一查询模块查得的结果就为1，并将该查询结构传递到第二查询模块，在用电电器列表中查询对应于代码1的用电电器，假如，LED照明灯对应于代码1，则这时系统就可以发出控制指令去控制LED照明灯了。

第一选择模块，根据所述编码或编号选择控制指令；对于一般的电器来说，控制指令分为开和关，但对于有的用电电器，还需要对其进行调节，例如LED灯，可以调节其亮度，风扇可以调节其转速，因此，对于同一用电电器来说，操作者发出的操作手势不一致，其操控的含义也是不相同的，例如，当前用户需要开启LED照明灯，在发出上述操作手势C后，通过查询模块查询对应的代码是1，并且第一选择模块选择对应该代码的用电电器为LED，以及对应于该代码值的指令是开启或关闭指令，那么，这时系统发出开启或关闭控制指令。如果，在开启LED照明灯后，用户当前需要调节LED照明灯的亮度，假如，用户发出操作手势D，手势识别模块识别并生成操作手势D后，第一查询模块查询对应所述D的代码为2，第二查询模块查询对应代码2的用电电器为LED照明灯，以及对应于该代码值的控制指令是调节亮度，那么，这时系统发出调节亮度的控制指令对LED照明灯的亮度进行调节。

驱动模块，根据控制指令驱动被控电器。

上述的手势与代码和电器编码或编号以及控制指令之间的相互对应关系，均可以通过通信协议进行设置，其采用的方式一般为数字或字母或者是字母与数字的组合，对于输入端手势而言，一般采用简单易记的方式设置。

所述驱动电路50包括开关电路、光电耦合器以及交流开关，开关电路的输出端与光电耦合器的输入端连接，光电耦合器的输出端与交流开关的输入端连接。作为优选方式，如图6所示，开关电路采用三极管，交流开关采用双向晶闸管,双向晶闸管连接于220V的供电电路中，双向晶闸管的触发端与光电耦合器的输出端电连接。开关电路也可以采用达林顿管。

如图2a所示，过零信号检测模块60的输入端与电源模块电连接，过零信号检测模块60的输出端与信号接收器30电连接。过零信号检测模块60的输入端连接于整流滤波电路的单相全波整流电路的输出端，所述过零信号检测模块60由光电耦合器U23和第一三极管Q4组成，第一三极管Q4的基极与光电耦合器U23的输出端连接。由于经过单相全波整流电路整流得到的直流电压仍然很高，因此，通过光电耦合器U23可起到隔离的作用，以确保将信号通过信号接收器30送入到主控制器40内。

还包括电连接于主控制器输入端的传感器(传感器在图中未示出)，传感器可以是温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、烟雾传感器、人体感应传感器等中的一种其几种，设置传感器的目的在于实现自动控制，例如，当室内空气湿度较高时，这时需对进行除湿，使人体在室内处于较为舒的环境中，通过湿度传感器检测到室内的湿度，并将检测的结果传送到主控制器40，主控制器40将检测值与内部的湿度预设值进行比较，若检测值等于或高于预设值时，则主控制器发出控制命令，该控制命令经过驱动电路后到达除湿器，从而除湿器工作，对室内进行除湿。

如图5所示，还包括提供准确时间信息的时钟电路80，该时钟电路80电连接于主控制器40的输入端。时钟电路80为主控制器40提供精确的时间，其主要作用在于，当用户设定其一时刻开启或关闭用电设备时，主控制器40从时钟电路80获得精确的时间后，主控制器发出控制指令，将对应的用电设备开启或关闭，例如，用户设定晚上8点开启空调，主控制器40从时钟电路80获得精确的时间后，发出控制指令至驱动电路，从而在晚上8点准时开启空调。

本发明不局限于上述实现方式，如图7所示，所述驱动电路包括开关电路U7以及继电器D5，所述开关电路U7优先采用达林顿管，继电器D5电连接于开关电路U7的输出端。

如图8所示，所述驱动电路还可以采用以下电路，其包括第一通信模块、至少一个第二通信模块、至少一个控制模块，各个第二通信模块的输出端连接于第一通信模块的输出端，各个第二通信模块的输出端均连接一个控制模块。第一通信模块和第二通信模块均为RS485模块，控制模块采用单片机。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电器的智能操控系统，其特征在于，包含以下模块：

手势识别模块，记录手指的运动轨迹，并根据该运动轨迹生成手势；

查询模块，查找对应于所述手势的被控电器的编码或编号；

第一选择模块，根据所述编码或编号选择控制指令；

驱动模块，根据控制指令驱动被控电器。

2.根据权利要求1所述的用于电器的智能操控系统，其特征在于，所述查询模块包括：

第一查询模块，根据生成的手势查找对应于该手势的代码；

第二查询模块，根据第一查询模块提供的代码查找被控电器的编码或编号。

3.根据权利要求2所述的用于电器的智能操控系统，其特征在于，所述代码为数字或字母，或者为数字与字母的组合。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的用于电器的智能操控系统，其特征在于，还包括：

计算模块，计算当前环境的参数值；

比较模块，将当前的环境参数值与设置的阈值进行比较；

第二选择模块，根据比较结果来选择是否向对应于环境参数的被控电器发出控制指令，若是，则驱动模块根据控制指令驱动被控电器。

5.一种用于电器的智能操控方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1，记录手指的运动轨迹，并根据该运动轨迹生成手势；

步骤2，查找对应于所述手势的被控电器的编码或编号；

步骤3，根据所述编码或编号选择控制指令；

步骤4，根据控制指令驱动被控电器。

6.根据权利要求5所述的用于电器的智能操控方法，其特征在于，所述步骤2包括以下过程：根据生成的手势查找对应于该手势的代码；根据第一查询模块提供的代码查找被控电器的编码或编号。

7.根据权利要求6所述的用于电器的智能操控方法，其特征在于，所述代码为数字或字母，或者为数字与字母的组合。

8.根据权利要求5所述的用于电器的智能操控方法，其特征在于，步骤1中，采用触摸屏记录手指的运动轨迹以及生成手势。

9.根据权利要求5所述的用于电器的智能操控方法，其特征在于，所述控制指令包括开启指令、关闭指令、调节指令。

10.根据权利要求5至9任意一项所述的用于电器的智能操控方法，其特征在于，还包括以下步骤：

计算当前环境的参数值的步骤；

将当前的环境参数值与设置的阈值进行比较的步骤；

根据比较结果来选择是否向对应于环境参数的被控电器发出控制指令，若是，则驱动模块根据控制指令驱动被控电器。