CN105717900B - 智能家居控制手套及其家居控制、自定义控制手势方法 - Google Patents

智能家居控制手套及其家居控制、自定义控制手势方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能家居控制手套及其家居控制、自定义控制手势方法，该手套包括微处理器、WIFI通讯模块、四个弯曲度传感器、震动器、轻触开关，四个弯曲度传感器分别是拇指、食指、中指、无名指处的弯曲度传感器，该四个弯曲度传感器随着使用者手指的弯曲度改变而改变自身的输出电阻，并转换成模拟电压信号，输入到微处理器的模数转换输入口；震动器，用于向用户反馈手势识别是否成功，固定在手套的手背上，通过导线连接到微处理器的输入输出口；轻触开关，用于供用户主动触发手势识别，固定在手套食指的指腹处，通过导线连接到微处理器的输入输出口。本发明实现方式简单方便，能有效实现智能家居控制及自定义控制手势。

Description

智能家居控制手套及其家居控制、自定义控制手势方法
技术领域
本发明涉及智能家居控制领域，尤其是指一种智能家居控制手套及其家居控制、自定义控制手势方法。
背景技术
《2016中国智能家居用户数据报告》指出，用户愿意把15％的装修费用花在智能化改造上，这说明，在我国智能家居正在逐步被用户接受、认可。同时报告亦指出，虽然大部分的智能家居产品都配置有手机APP操控软件，但是用户最习惯的智能家居操作方式，并非手机。在用户最倾向于选择的智能家居操控方式调查中，只有22％的被调查者选择了手机APP，因为手机APP操控需要多次点击交互，不太方便。
智能家居的核心是智能家庭网关，智能家庭网关具备智能家居控制及无线路由两大功能，家中的电器、设备可以通过WIFI接入智能家庭网关，与后台云服务器通讯，实现用户远程控制等网络功能(如海尔的WIFI智能物联空调)。经调查发现，目前我国市面上已有10多款智能家庭网关、智能路由器出售，智能家庭的生态链已日渐完善。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能家居控制手套及其家居控制、自定义控制手势方法，实现方式简单方便，还可以通过配套的手机APP自定义控制手势。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案其智能家居控制手套，包括：
微处理器，固定在手套的手背上，用于读取四个弯曲度传感器的数据，并计算成对应的控制指令数据存入发送缓存，及接收智能家庭网关传送过来的信息，以实现智能家居控制；
WIFI通讯模块，固定在手套的手背上，用于实现微处理器与智能家庭网关之间的信息传递；
四个弯曲度传感器，分别是拇指上的弯曲度传感器、食指上的弯曲度传感器、中指处的弯曲度传感器、无名指处的弯曲度传感器，该四个弯曲度传感器随着使用者手指的弯曲度改变而改变自身的输出电阻，并转换成模拟电压信号，输入到微处理器的模数转换输入口；
震动器，用于向用户反馈手势识别是否成功，固定在手套的手背上，通过导线连接到微处理器的输入输出口；
轻触开关，用于供用户主动触发手势识别，固定在手套食指的指腹处，通过导线连接到微处理器的输入输出口。
所述手套配套有用于自定义控制手势的手机APP，该手机APP上设置有“自定义控制手势”功能。
所述微处理器为STM32F407单片机，所述WIFI通讯模块为ESP8266串口WIFI模块，所述四个弯曲度传感器为FLEX SENSOR 4.5弯曲度传感器，所述震动器为1020纽扣马达震动器，所述轻触开关为薄膜型5*5MM轻触开关。
所述手套上预留有温度传感器接口和心率传感器接口。
本发明所述的智能家居控制方法，包括以下步骤：
1)使用者将智能家居控制手套佩戴在左手上，按下手套食指指腹处的轻触开关，手套即开始识别用户的手势；
2)使用者按下轻触开关时，微处理器就会去读取四个弯曲度传感器的数据，并计算成对应的控制指令数据，存入发送缓存；
3)微处理器通过串行输入输出口，将发送缓存由WIFI通讯模块发送给智能家庭网关，发送成功后，微处理器将会驱动震动器产生0.5秒的震动，告知使用者发送成功；若发送失败，微处理器将驱动震动器产生2秒的震动，告知使用者发送失败；
4)智能家庭网关接收到WIFI通讯模块发送的控制指令数据以后，会将其转发到后台服务器中，后台服务器接收到智能家庭网关转发来的控制指令数据，并将此数据与数据库中的控制指令匹配，若匹配成功，则通过智能家庭网关，将控制指令发送到对应的家电或设备的TCP/IP协议网络端口，实现控制；若匹配失败，则通过智能家庭网关，发送报错指令给微处理器，微处理器将驱动震动器产生2秒的震动，告知使用者匹配失败。
本发明所述的自定义控制手势方法，包括以下步骤：
1)使用者将智能家居控制手套佩戴在左手上，然后打开配套的手机APP，点击“自定义控制手势”功能，然后选择想要控制的家电或设备，以及选择想要控制的功能，然后点击“开始设置”，此时，手机APP会通过智能家庭网关发送一条读取命令给微处理器；
2)微处理器通过WIFI通讯模块接收到读取命令后，会先驱动震动器产生0.5秒的震动，通知使用者做好控制手势，微处理器会延迟读取四个弯曲度传感器的数据，并计算成对应的控制指令数据，存入发送缓存，通过串行输入输出口，将发送缓存由WIFI通讯模块发送给智能家庭网关；
3)智能家庭网关接收到WIFI通讯模块发送的控制指令数据以后，会将其转发到手机APP中，手机APP收到控制指令数据后，会要求使用者再做一次控制手势，将得到的2次控制指令数据作比较，若一致，则将控制指令数据上传到后台服务器的数据库，自定义控制手势成功。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明交互更加方便、简单、自然，老年人也容易使用。
2、本发明能够通过配套的手机APP自定义控制手势，并将控制手势储存到后台服务器的数据库上，既尊重了使用者的手势习惯，也方便了匹配算法的优化、减轻了微处理器的工作负担。
3、本发明手套还预留了温度传感器接口、心率传感器接口等，功能还可以进一步扩展。
附图说明
图1为本发明的智能家居控制手套的结构示意图。
图2为本发明的智能家居控制手套的组成部分连接示意图。
图3为本发明的智能家居控制手套的家居控制流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本实施例所述的智能家居控制手套，包括：
微处理器7，固定在手套的手背上，用于读取四个弯曲度传感器的数据，并计算成对应的控制指令数据存入发送缓存，及接收智能家庭网关传送过来的信息，以实现智能家居控制；
WIFI通讯模块8，固定在手套的手背上，用于实现微处理器与智能家庭网关之间的信息传递；
四个弯曲度传感器，分别是拇指上的弯曲度传感器1、食指上的弯曲度传感器2、中指处的弯曲度传感器3、无名指处的弯曲度传感器4，该四个弯曲度传感器随着使用者手指的弯曲度改变而改变自身的输出电阻，并转换成模拟电压信号，输入到微处理器的模数转换输入口；
震动器6，用于向用户反馈手势识别是否成功，固定在手套的手背上，通过导线连接到微处理器的输入输出口；
轻触开关5，用于供用户主动触发手势识别，固定在手套食指的指腹处，通过导线连接到微处理器的输入输出口。
所述手套还配套有用于自定义控制手势的手机APP，该手机APP上设置有“自定义控制手势”功能。
所述手套还预留有温度传感器接口、心率传感器接口等，功能还可以进一步扩展。
所述微处理器为STM32F407高性能单片机，所述WIFI通讯模块是ESP8266串口WIFI模块，所述4个弯曲度传感器为FLEX SENSOR 4.5弯曲度传感器，所述震动器为1020纽扣马达震动器，所述轻触开关为薄膜型5*5MM轻触开关。
STM32F4系列单片机是ST公司新推出的基于Cortex M4内核的高性能单片机，相对于Cortex M3系列单片机，它新增了FPU和DSP指令集，主频高达168Mhz，拥有多达192KB片内SRAM，具有更快的模数转换速度、更低的ADC/DAC工作电压、32位定时器、带日历功能的实时时钟(RTC)、IO复用功能大大增强、4K字节的电池备份SRAM以及更快的USART和SPI通信速度。此外，STM32F407的功耗为：238uA/Mhz，比STM32F1系列的功耗要减少了40％。
ESP8266是一款高度集成的芯片，该芯片专门针对无线连接的需求而开发，是一个完整且自成系统的WiFi网络解决方案。ESP8266具备强大的片上处理和存储功能，这使其可通过GPIO口集成传感器及其他应用的特定设备，既缩短前期开发时间，也最大限度减少运行中系统资源的占用。ESP8266高度片内集成，仅需极少的外部电路，而其包括前端模块在内的整个解决方案，可将设计中PCB所占的空间降到最低，符合智能手套的设计要求。
FLEX SENSOR 4.5弯曲度传感器长4.5英寸，扁面条形，塑料材质，具有良好弯曲性，在弯曲时传感器的电阻值发生变化，范围为10K欧姆到25K欧姆，与弯曲度成正比，工作温度为-35摄氏度到+80摄氏度，非常适合用于测试手指的弯曲度。
下面为本实施例上述智能家居控制手套的家居控制方法与自定义控制手势方法，具体情况如下：
如图3所示，所述的家居控制方法，包括以下步骤：
1)使用者将智能家居控制手套佩戴在左手上，按下手套食指指腹处的轻触开关，手套即开始识别用户的手势；
2)使用者按下轻触开关时，微处理器就会去读取四个弯曲度传感器的数据，并计算成对应的控制指令数据，存入发送缓存；
3)微处理器通过串行输入输出口，将发送缓存由WIFI通讯模块发送给智能家庭网关，发送成功后，微处理器将会驱动震动器产生0.5秒的震动，告知使用者发送成功；若发送失败，微处理器将驱动震动器产生2秒的震动，告知使用者发送失败；
4)智能家庭网关接收到WIFI通讯模块发送的控制指令数据以后，会将其转发到后台服务器中，后台服务器接收到智能家庭网关转发来的控制指令数据，并将此数据与数据库中的控制指令匹配，若匹配成功，则通过智能家庭网关，将控制指令发送到对应的家电或设备的TCP/IP协议网络端口，实现控制；若匹配失败，则通过智能家庭网关，发送报错指令给微处理器，微处理器将驱动震动器产生2秒的震动，告知使用者匹配失败。
所述的自定义控制手势方法，包括以下步骤：
1)使用者将智能家居控制手套佩戴在左手上，然后打开配套的手机APP，点击“自定义控制手势”功能，然后选择想要控制的家电或设备，以及选择想要控制的功能，然后点击“开始设置”，此时，手机APP会通过智能家庭网关发送一条读取命令给微处理器；
2)微处理器通过WIFI通讯模块接收到读取命令后，会先驱动震动器产生0.5秒的震动，通知使用者做好控制手势，微处理器会延迟读取四个弯曲度传感器的数据，并计算成对应的控制指令数据，存入发送缓存，通过串行输入输出口，将发送缓存由WIFI通讯模块发送给智能家庭网关；
3)智能家庭网关接收到WIFI通讯模块发送的控制指令数据以后，会将其转发到手机APP中，手机APP收到控制指令数据后，会要求使用者再做一次控制手势，将得到的2次控制指令数据作比较，若一致，则将控制指令数据上传到后台服务器的数据库，自定义控制手势成功。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.智能家居控制手套的自定义控制手势方法，所述智能家居控制手套包括：微处理器，固定在手套的手背上，用于读取四个弯曲度传感器的数据，并计算成对应的控制指令数据存入发送缓存，及接收智能家庭网关传送过来的信息，以实现智能家居控制；WIFI通讯模块，固定在手套的手背上，用于实现微处理器与智能家庭网关之间的信息传递；四个弯曲度传感器，分别是拇指上的弯曲度传感器、食指上的弯曲度传感器、中指处的弯曲度传感器、无名指处的弯曲度传感器，该四个弯曲度传感器随着使用者手指的弯曲度改变而改变自身的输出电阻，并转换成模拟电压信号，输入到微处理器的模数转换输入口；震动器，用于向用户反馈手势识别是否成功，固定在手套的手背上，通过导线连接到微处理器的输入输出口；轻触开关，用于供用户主动触发手势识别，固定在手套食指的指腹处，通过导线连接到微处理器的输入输出口；
其特征在于，所述自定义控制手势方法包括以下步骤：
1)使用者将智能家居控制手套佩戴在左手上，然后打开配套的手机APP，点击“自定义控制手势”功能，然后选择想要控制的家电或设备，以及选择想要控制的功能，然后点击“开始设置”，此时，手机APP会通过智能家庭网关发送一条读取命令给微处理器；
2)微处理器通过WIFI通讯模块接收到读取命令后，会先驱动震动器产生0.5秒的震动，通知使用者做好控制手势，微处理器会延迟读取四个弯曲度传感器的数据，并计算成对应的控制指令数据，存入发送缓存，通过串行输入输出口，将发送缓存由WIFI通讯模块发送给智能家庭网关；
3)智能家庭网关接收到WIFI通讯模块发送的控制指令数据以后，会将其转发到手机APP中，手机APP收到控制指令数据后，会要求使用者再做一次控制手势，将得到的2次控制指令数据作比较，若一致，则将控制指令数据上传到后台服务器的数据库，自定义控制手势成功。
2.根据权利要求1所述的智能家居控制手套的自定义控制手势方法，其特征在于：所述微处理器为STM32F407单片机，所述WIFI通讯模块为ESP8266串口WIFI模块，所述四个弯曲度传感器为FLEX SENSOR 4.5弯曲度传感器，所述震动器为1020纽扣马达震动器，所述轻触开关为薄膜型5*5MM轻触开关。
3.根据权利要求1所述的智能家居控制手套的自定义控制手势方法，其特征在于：所述手套上预留有温度传感器接口和心率传感器接口。
4.根据权利要求1所述的智能家居控制手套的自定义控制手势方法，其特征在于，在使用所述智能家居控制手套进行家居控制时，包括以下步骤：
1)使用者将智能家居控制手套佩戴在左手上，按下手套食指指腹处的轻触开关，手套即开始识别用户的手势；
2)使用者按下轻触开关时，微处理器就会去读取四个弯曲度传感器的数据，并计算成对应的控制指令数据，存入发送缓存；
3)微处理器通过串行输入输出口，将发送缓存由WIFI通讯模块发送给智能家庭网关，发送成功后，微处理器将会驱动震动器产生0.5秒的震动，告知使用者发送成功；若发送失败，微处理器将驱动震动器产生2秒的震动，告知使用者发送失败；
4)智能家庭网关接收到WIFI通讯模块发送的控制指令数据以后，会将其转发到后台服务器中，后台服务器接收到智能家庭网关转发来的控制指令数据，并将此数据与数据库中的控制指令匹配，若匹配成功，则通过智能家庭网关，将控制指令发送到对应的家电或设备的TCP/IP协议网络端口，实现控制；若匹配失败，则通过智能家庭网关，发送报错指令给微处理器，微处理器将驱动震动器产生2秒的震动，告知使用者匹配失败。
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