CN105843063A - 一种盲人用家电控制及家庭安全系统与控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盲人用家电控制及家庭安全系统与控制方法，包括：系统主控模块、手持控制面板、无线传输模块、电器开关状态控制模块、传感器模块、信号处理模块、语音自动识别模块、编码学习模块、语音播报模块及家庭安全模块、电源模块；有遥控器的电器，将遥控器、编码学习模块与系统主控模块相连接，手持控制面板利用按键进行控制；没有遥控器的电器，手持控制面板通过按键发送命令给系统主控模块，控制电器的开关；语音自动识别模块进行相应控制；传感器模块采集室内环境状况，红外探测对门窗开关状态检测，通过语言播报模块传送给盲人，便于盲人对家庭的安全状态进行实时监测。系统安全性能高，可操作性强，解决了盲人的家庭安全问题。

Description

一种盲人用家电控制及家庭安全系统与控制方法

技术领域

本发明涉及家庭安全控制系统，特别是一种盲人用家电控制及家庭安全系统与控制方法。

背景技术

在现阶段，我国盲人的数量约有600—700万，占世界盲人总数的18％，盲人由于视觉方面的障碍，使得他们不能像正常人那样去使用家用电器，这给盲人的生活带来了很大的不便，有些盲人由于视力方面的缺陷，在使用家电的过程中造成了许多不安全的因素；由于盲人视力方面的缺陷，使得他们在家庭安全方面也存在着很多的不利因素，使得他们比较容易遭到小偷的偷窃以及坏人的骚扰。

随着技术的不断发展，嵌入式控制系统以其功耗低、可靠性高、功能强大、性价比高、实时性强、支持多任务、占用空间小、效率高、面向特定应用、可根据需要灵活定制等特点，被越来越多的应用于控制系统之中；随着电子技术的不断发展，传感器数据的采集、信号的处理、无线传输技术以及相应的电路通断控制技术等得到了飞速的发展，这为我们实现相应的技术提供了基础与条件。

随着技术的不断发展，语音自动识别技术已经在许多领域得到了广泛的应用，语音自动识别技术主要是对人的语音进行录入并进行相应的语音信号预处理，预处理之后进行语音的相应特征获取，特征获取之后与相应的模型库进行模式匹配，模式匹配完成之后将相应的识别结果输出到控制系统中进行识别，控制系统根据识别的结果做出相应的控制反应，即为控制系统识别语音，并对语音所要求的控制做出相应的反应。语音自动识别功能实现了可以通过语音对一些系统进行相应的控制，使得一些方面的控制变的更加便捷和实用。

发明内容

本发明的目的是提供一种盲人用家电控制及家庭安全系统，采用嵌入式芯片来进行系统的控制；盲人可以利用控制面板对家电进行相应的控制，盲人也可以用语音通过语音自动识别模块来实现对相应家电的控制，此系统能够使盲人实时的了解家庭中家用电器的工作状态以及家庭中门窗的开关状态；在系统的操作过程中，会有语音进行相应的操作状态提示。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种盲人用家电控制及家庭安全系统，包括：

手持控制面板，用于通过按键对系统主控模块发送相应的控制命令；

语音自动识别模块，用于对人体发出的语音进行自动识别，并且将识别之后的语音信息进行相应的处理，将处理之后的信息传送给系统主控模块；

语音播报模块，利用专用的语音芯片，用于进行声音的发声；

系统主控模块，以嵌入式控制芯片以及相关的外围电路组成，进行整个系统的控制；

传感器模块，进行外部温度、湿度和天然气浓度物理量的采集；

信号处理模块，用于将外部传感器及其它部分采集的物理量变换成嵌入式控制芯片能够识别的信号；

电器开关状态控制模块，用于对没有遥控器控制的电器的开或者关的状态的控制；

无线传输模块，作用于电器开关状态控制模块，实现通过嵌入式控制芯片来无线控制没有遥控器的家用电器；

编码学习模块，用于与带有遥控器的家电的遥控器之间进行互相学习及编码，匹配相应家电的遥控器类型；

家庭安全模块，用于对家庭中的门和窗户的开关状态进行监测，防止小偷对盲人家庭进行偷窃；

电源模块，用于向各个模块提供工作所需要的电源；

所述系统主控模块分别连接手持控制面板、语音自动识别模块、信号处理模块、编码学习模块、语音播报模块、家庭安全模块、无线传输模块及电源模块；信号处理模块连接传感器模块，无线传输模块连接电器开关状态控制模块。

进一步，所述手持控制面板上设有便于操作的按键，按键上设有便于盲人触摸识别的盲文，同时按键上面还有集成的感应电路。

进一步，所述感应电路包括集成在按键上面的两级运算放大器Q1和Q2，两级运算放大器Q1和Q2通过电阻R2连接，两级运算放大器Q1和Q2输出端与负极输入端之间分别并联有电阻R1和可变电阻R6，第一级运算放大器Q1为电压跟随器，第二级运算放大器Q2的负极输入端与可变电阻R6并联后接电阻R3后接地，第二级运算放大器Q2与其外部电阻一起构成了放大电路，起到了输入信号的放大作用，第二级运算放大器Q2的输出端接系统主控模块的IO端口。

进一步，所述语音自动识别模块包括依次连接的语音输入模块、语音信号解码模块、语音信号处理模块、特征获取模块、模型库、模式匹配模块和结果识别模块；特别的，所述的语音信号处理算法由嵌入式控制系统利用相应的程序来实现，所述的模型库为固化在嵌入式系统中的由程序所实现的一种语音信号库模型的实现。

相应地，本发明给出了盲人用家电控制及家庭安全系统的控制方法，包括下述过程：

1)首先，将各种遥控器的功能以及按键的操作通过编码学习模块进行相应的编码识别，将识别的结果送入系统主控模块存储；

2)系统主控模块将识别的结果进行相应的处理，将处理后的控制信号传递给手持控制面板，通过手持控制面板将控制信号通过按键送入系统主控模块；对于没有遥控器的家用电器，手持控制面板通过按键将需要操作的命令发送给系统主控模块；

3)对于没有遥控器的家用电器，经系统主控模块处理后的信号经无线传输模块传递至电器开关状态控制模块的继电器，控制继电器的通断，从而控制家用电器的开关；

4)安装在门窗上的家庭安全模块将探测到的门窗开关状态信号经信号处理模块处理后，送入射频信号产生装置产生射频信号，射频信号经射频信号发射和接收端将信号送入系统主控模块进行处理；

5)系统主控模块将处理后的门窗开关状态信号送入震动报警器，提示盲人门窗的开关状态；

6)安装在室内的传感器模块采集包括温度、湿度和天然气浓度等物理量，经信号处理模块处理后，然后送入系统主控模块；

7)当天然气浓度超标时，传感器模块检测到这些超标的物理量，经信号处理模块处理后，然后送入系统主控模块；

8)系统主控模块将处理后的门窗开关状态信号和包括温度、湿度和天然气浓度等物理量送入语音播报模块，播报此时门窗的开关状态和室内环境状况。

系统中所集成的语音自动识别功能，能够识别盲人的语言，例如，当盲人需要控制空调的开启时，只需要对着系统中的语音自动识别模块喊出“开启空调”这句话，语音自动识别模块将这句话进行识别，识别之后进行相应的处理，并且与其中的模型库进行相应的匹配，匹配之后将识别的结果送入到嵌入式控制系统，此时将“开启空调”的语音信息转换成了控制器能够识别的二进制形式，控制器根据此二进制信息进行相应的开启空调的控制。

进一步，所述射频信号产生装置会产生不同的信号频率，用于区别不同的门或者窗户，系统主控模块根据接收到的不同频率的信号就可以区别不同的门窗，利用是否发送这个频率来判断门窗的开关状态。

进一步，采用CT线圈在火线上取电，并进行电压转换分别对无线传输模块、电器开关状态控制系统和电器开关状态控制模块和继电器模块供电。

进一步，电源模块位于系统主控模块里面，由锂电池和可充电的电源系统组成，锂电池用于给系统主控模块供电，可充电的电源系统用于给外部其它模块供电。

进一步，可充电的电源系统包括充电部分、安全保护部分、电压变换部分以及电压输出部分，可充电的电源系统由嵌入式控制芯片进行相应的控制，能根据要求输出不同的电压，用于向系统各个模块进行供电。

本发明的一种盲人用家电控制及家庭安全系统是一个专为盲人设计的家庭用电器及家庭安全系统，采用嵌入式控制芯片进行相应的控制，利用传感器进行相关数据的采集，利用无线传输技术进行信号的传输，利用印有盲文的键盘便于盲人进行按键操作，利用语音自动识别功能便于盲人进行语音控制，利用语音播报技术进行操作状态的实时播报，使得整个系统更加适用盲人进行操作。

本发明解决了盲人因为视觉的障碍而无法对家用电器进行相应的安全控制以及由于视觉故障而引起的家庭安全问题，盲人可以利用手持控制面板对家用电器进行相关的控制，也可以通过语音识别模块来进行家用电器的相关控制。此家电控制系统能够让盲人实现对家庭用电器的安全、便捷的控制，对家庭的门窗开关状态进行实时的监控。在整个系统中，操作的过程中每一步都有语音进行提示，这样方便的指导了盲人进行操作，使盲人能够实时的了解各种电器以及家庭中门窗的开关状态。

本发明中的语音自动识别模块涉及到了一种全新的由嵌入式控制系统利用程序产生的语音信号处理算法，此算法能够实现对语音信号的优化以及高精度的控制处理，能够保证语音信号在控制过程中的保真率，防止语音信号的失真。

本发明中的模型库，为一种利用嵌入式控制程序的形式将使用的语音信号进行相应的模型化，使用的时候只需要外部的语音信号与此信号进行相应的匹配，避免了由于硬件电路带来的误差以及成本。

本发明解决了盲人由于视力方面的障碍而不能进行家用电器操作的问题，在手持控制面板上设有便于操作的按键，按键上设有便于盲人触摸识别的盲文，在按键上面还有集成的感应电路。通过盲人操作控制面板能够解决盲人家庭中的安全问题，使盲人的生活变得更加安全便捷。

附图说明

图1是系统整体框图；

图2是感应电路示意图；

图3是语音自动识别模块实现框图；

图4是电器开关状态控制模块实现框图；

图5是家庭安全模块实现框图；

图6是编码学习模块实现框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

图1所示为一种盲人用家电控制及家庭安全系统的整体框图，包括：系统主控模块，以嵌入式控制芯片以及相关的外围电路组成，进行整个系统的控制。

手持控制面板，为一个手持的具有按键的盲人专用的控制面板，按键的上面有相应的盲文，便于盲人进行操作，在此面板上的按键用来进行一些相关的控制，用于通过按键对系统主控模块发送相应的控制命令，盲人利用控制面板实现家用电器的控制以及家庭安全的实时监控。对于熟悉盲文的盲人，通过触摸按键上面的盲文，就可以实现相应的控制；对于不懂盲文的盲人，此按键上面有集成的感应电路，当手指放在按键上面之后，感应电路会感应到触摸的状态，然后将这种状态报送给嵌入式控制系统，控制系统会通过语音播报的形式播报此按键的功能，使盲人能够找到适合自己控制需求的按键。

语音自动识别模块，为一个能够识别人的语音的模块，利用专用的语音信号处理算法，将解码之后的语音信息进行特征获取，特征获取之后与模型库进行模式匹配，将匹配的结果进行结果输出，其最终的识别输出结果将被送入到控制系统来实现相应的控制，语音提示操作过程中的各个步骤以及操作之后的系统所处的状态。

无线传输模块，将红外接收端的状态变化进行相应的转换，然后通过无线发送技术发送给控制系统。其发射端与主控芯片相连接，接收端位于家用电器一端，用于通过无线信号传输技术，作用于电器开关状态控制模块，实现通过嵌入式控制芯片来无线控制没有遥控器的家用电器。

电器开关状态控制模块，用于对没有遥控器控制的电器的开或者关的状态进行控制；其主要利用无线传输技术对继电器进行相应的控制，通过继电器来实现电器的开或者关；控制信号由主控系统的控制芯片发出，经无线模块传输至家用电器的接收端，接收端收到信号之后对继电器进行相应的控制。整个模块的供电由CT取电完成，CT取电完成之后进行相应的电压转换，转换为整个模块所需要的电压。

传感器模块，进行外部温度、湿度、天然气浓度物理量的采集，根据外部环境信号的变化，可以实现相应家用电器的控制；

信号处理模块，用于将外部传感器及其它部分采集的物理量变换成嵌入式控制芯片能够识别的信号。

编码学习模块，用于与带有遥控器的家电的遥控器之间进行互相学习及编码，匹配相应家电的遥控器类型。

语音播报模块，利用专用的语音芯片，用于进行声音的发声。

家庭安全模块包括红外检测模块和无线传输模块，用于对家庭中的门和窗户的开关状态进行监测，防止小偷对盲人家庭进行偷窃。所述红外检测模块包括红外发射和红外接收端，当有障碍物或者物体发生位移变化时，接收端的接收状态会发生变化，从而达到检测的目的。

电源模块，用于向各个模块提供工作所需要电源；电源模块由锂电池和可充电的电源系统组成，锂电池用于给系统主控模块供电，可充电的电源系统用于给外部其它模块供电。外部模块中需要可充电的电源系统供电的部分为：手持控制面板、语音自动识别模块、语音播报模块、传感器模块、信号处理模块、无线传输模块、编码学习模块以及家庭安全模块。

系统主控模块分别连接手持控制面板、语音自动识别模块、信号处理模块、编码学习模块、语音播报模块、家庭安全模块、无线传输模块及电源模块；信号处理模块连接传感器模块，无线传输模块连接电器开关状态控制模块。依据整体框图，此系统的具体实施如下所述：

系统主要进行家用电器的控制以及家庭安全的实现；在家用电器控制方面，对于有遥控器的电器，将电器的遥控器和编码学习模块进行学习，编码学习模块与系统主控模块相连接，主控系统模块通过编码学习模块将家电的遥控器控制功能进行识别与存储，然后将可以操作家电遥控功能的这种状态传递给手持控制面板，手持控制面板就可以实现利用按键进行控制带有遥控的家用电器；对于没有遥控器的家用电器，手持控制面板通过按键将需要操作的命令发送给系统主控模块，系统主控模块通过无线传输模块将此控制信号传送给电器开关状态控制模块的接收端，接收端接收到控制信号之后进行处理再控制相应的继电器通断，从而实现了电器的开或者关；语音自动识别模块为一种能够自动识别盲人的语音，并将识别的语音进行相应的语音信号解码、语音信号处理算法的处理、特征获取以及与相关的模型库进行模式匹配，将最后的识别结果变为控制芯片能够识别的信号，实现了利用语音对系统状态的控制；传感器模块用于采集例如温度、湿度、天然气浓度等物理量，通过信号处理模块将这些物理量进行处理，然后送入系统主控模块，系统主控模块将这些量进行处理之后通过语言播报模块进行相关状态的播报，使盲人了解家庭中的例如温度、湿度以及其它方面的信息，然后再决定是否进行相关电器的控制；家庭安全的实现过程为：利用红外探测技术对家庭中的门或者窗户的开关状态进行相应的检测，当门或者窗户的开关状态发送变化时，红外探测到此变化，通过无线传输技术将此变化信号发送给系统主控模块，系统主控模块将此信号进行相应的处理之后通过语言播报模块传送给盲人，整个操作过程中，都有语音的提示以及各个电器状态的提示，让盲人明白门或者窗户的开关状态发生了相应的变化，家庭安全的实现过程中为利用红外探测实时去检查门窗的状态，然后将状态反馈给盲人，便于盲人对家庭的安全状态进行监测，进行相应家用电器的操作。电源模块给系统主控模块及相应的外部模块实现供电，电源模块由锂电池和可以充电的电源系统组成，锂电池用于给系统主控模块供电，可充电的电源系统用于给外部其它模块供电。

整个系统采用嵌入式芯片控制，采用传感器进行外部相关环境信号的采集，采集到的信号进行信号处理，然后送入嵌入式控制芯片进行控制；在门和窗子上面安装有红外探测装置，用来进行门窗开关状态的探测，探测的结果通过信号无线传输模块传送给嵌入式芯片进行处理，嵌入式芯片处理之后通过语音模块将门窗实物开关状态报告给盲人，整个控制系统的操作更加智能方便。

采用嵌入式芯片进行控制，采用语音识别及带有盲文的按键进行相应的控制，使得盲人的可操作性更强，整个系统的安全性能高，解决了盲人因为视力的问题不能进行家用电器的控制与操作，解决了因为盲人的视力问题而导致的家庭安全问题。

图2所示为一种盲人用家电控制及家庭安全系统的手持控制面板感应电路示意图，感应电路包括集成在按键上面的第一级运算放大器Q1，第一级运算放大器Q1通过电阻R2连接到第二级运算放大器Q2，第一级运算放大器Q1和第二级运算放大器Q2输出端与负极输入端之间分别并联有电阻R1和可变电阻R6，第一级运算放大器Q1与其外部的电阻一起构成了电压跟随器，实现了稳定输入电压的作用，第二级运算放大器Q2的负极输入端与可变电阻R6并联后接电阻R3后接地，第二级运算放大器Q2与其外部电阻一起构成了放大电路，实现了输入信号的放大，第二级运算放大器Q2的输出端接系统主控模块的IO端口。

如图2所示的电路，A和B为两个在按键上面相距很近的金属片，当人的手没有触摸到按键上面的时候，A和B之间是处于断路的状态，此电路只有几毫伏的干扰输出，可以忽略不计；当人手触摸到按键上面的时候，由于人手是导体，所以相当于A和B之间接通，此时相当于将VCC的电压送入到第一级运算放大器Q1的同相输入端，VCC的电压为系统的供电电压经过相应的分压之后的电压，大小为1V,当VCC的电压送入到第一级运算放大器Q1之后，Q1是一个电压跟随器，起到稳定电压的作用，第一级运算放大器Q1的输出通过电阻R2输入第二级运算放大器Q2，Q2和其相应的外部电阻组成了同相比例运算电路，用于将Q1的输出进行相应的放大，调节可变电阻R6的大小可以调节同相比例运算电路的放大倍数，Q2的输出接入嵌入式控制器的IO引脚，用于进行Q2输出信号的相应处理，运算放大器Q1和Q2的供电电压由系统的供电模块提供。

当人手触摸到按键上面的时候，相当于A和B之间导通，此时相当于将VCC的电压接入了由Q1和Q2组成的电路系统，VCC电压通过此电路系统后，由于电路具有放大的作用，所以输出的电压的大小为大于VCC，调节可变电阻R6的大小就可以改变电路的输出的大小；由于控制面板上面有许多不同的按键，所以在每个按键上面都集成此电路系统，当改变可变电阻R6的大小，就可以得到不同的电压的大小，用于区分不同的按键；

Q2的输出Uout送入嵌入式控制器的IO引脚之后，嵌入式控制器对输入的电压信号先进行相应的AD转换，转换之后再根据其转换值的大小在嵌入式控制程序中进行查询，所要查询的内容为不同按键电路系统的输出电压经过AD转换之后的数值，此数值对应着相应的控制，程序中会根据这些数值预先将这些数值所对应的相应功能进行存储，通过查询就可以找到不同按键所对应的控制，此处的控制主要为通过识别按键所对应的AD转换值的大小，然后播报此按键的作用。

此感应电路的优点为：电路简单，安全性能高，便于集成在按键上面；利用可调电阻的大小来改变电路的输出，从而区别不同按键；输出的电压送入嵌入式控制器进行相应的控制，然后播报按键所对应的功能，按键所对应的功能在嵌入式控制程序中事先预存好，当有按键电压输入的时候根据程序查询来进行相应的结果匹配。

图3所示为一种盲人用家电控制及家庭安全系统的语音自动识别模块实现框图，具体实施过程如下：

语音自动识别模块的目的是将人类的语言中的词汇内容转换为控制系统可读的输入，控制系统得到此输入之后来执行相应的控制，实现了人用语音通过控制系统进行相关外部设备的控制。语音输入之后，对语音信号进行相应的预处理，此处的预处理即为语音信号的解码，然后对解码之后的语音信息进行语音信号处理算法的处理，此处的语音信号处理算法为一种由嵌入式控制系统控制的一种高精度、高质量的语音处理算法，将算法处理之后的语音信号进行特征获取，得到此语音信息的特征数据，并且与嵌入式控制系统自带的模型库进行相应的模式匹配，最后将识别的结果输出，只有进行了模式匹配，这些特征数据才能够转换成控制系统所能够识别的模式，进而被控制系统所识别。

图4所示为一种盲人用家电控制及家庭安全系统的电器开关状态控制模块实现框图，具体实施过程如下：

手持控制面板将需要进行控制的信号通过按键送入系统主控模块，系统主控模块接收到按键的信号之后进行相应的处理，将处理的结果传递给无线传输模块的发射端，无线传输模块的发射端将控制信号通过无线信号传输技术传递给无线传输模块的接收端，无线传输模块的接收端将接收到的信号进行相应的处理之后将信号传递给电器开关状态控制系统，控制系统对此信号进行相应的识别之后，发出控制信号，控制信号作用于电器开关状态控制系统中的继电器，控制继电器的通或者断，从而达到控制的目的；在此处，控制通断的继电器的具体实现过程为：继电器在此处的通断实际上就是控制电器的火线的通断，即为利用继电器来实现是否给电器供电的目的；此模块采用CT取电的模式来实现模块供电，具体的实施为：CT线圈在火线上面进行取电，取电之后进行相应的电压转换，转换为模块所需要的电压。

图5所示为一种盲人用家电控制及家庭安全系统的家庭安全模块，此模块的具体实施过程如下：

此模块实现家庭安全的监控，主要监控的是门和窗子的开关状态，在此模块中，需要将红外探测装置安装在门和窗子上面，用以探测门和窗子的开关状态，将红外探测装置探测到的状态信号先进行信号处理，将处理后的信号送入射频信号产生装置，用来控制射频信号的产生，射频信号产生之后利用射频信号发射端将射频信号发送出去，射频信号接收端用来接收发射端发射来的信号，将接收到的信号送入系统主控模块进行相应的处理，处理完成之后将最后的结果送入语音播报模块，用来播报此时窗子或者门的开关状态。

此处的射频信号产生装置会产生不同的信号频率，用于区别不同的门或者窗户，系统主控模块根据接收到的不同频率就可以区别不同的门窗，利用是否发送这个频率来判断门窗的开关状态。

图6所示为一种盲人用家电控制及家庭安全系统的编码学习模块，此模块的具体实施过程如下：

要用按键来代替遥控器进行家电的控制，就需要让系统的主控模块和遥控器之间进行学习，使系统主控模块能够完全掌握遥控器的功能。控制面板与家用电器之间的功能学习实际上就是将家电的遥控器上面的相关按键功能集成到控制面板的按键上面，使控制面板代替遥控器的功能。具体的实现过程为：通过编码学习将遥控器的相关按键的功能存储到嵌入式控制系统的存储单元中，存储单元再通过相应的输出口将存储在存储单元中的功能与外部的按键进行相应的对应，遥控器按键功能的存储采用嵌入式控制程序加相应的算法来实现，此程序及相关的算法使用C语言进行编写配合编写的嵌入式底层程序来实现。

实现的具体过程为：让各种家电的遥控器和编码学习模块进行相互之间的学习，学习的过程实际上就是将各种遥控器的功能以及按键的操作等通过编码学习模块进行相应的编码识别，将识别的结果送入系统主控模块，系统的主控模块再将各个遥控器的按键功能进行区分处理，系统的主控模块中集成有类似家电遥控器的功能模块，经过编码学习之后，主控模块就替代了原来的遥控器，此时手持面板上面的按键就相当于家电遥控器上面的按键，用以进行相关的功能控制。

盲人用家电控制及家庭安全系统的控制方法，具体过程：

1)首先，将各种遥控器的功能以及按键的操作通过编码学习模块进行相应的编码识别，将识别的结果送入系统主控模块存储；

2)系统主控模块将识别的结果进行相应的处理，将处理后的控制信号传递给手持控制面板，操作者通过手持控制面板将控制信号通过按键送入系统主控模块；对于没有遥控器的家用电器，操作者手持控制面板通过按键将需要操作的命令发送给系统主控模块；

3)对于没有遥控器的家用电器，经系统主控模块处理后的信号经无线传输模块传递至电器开关状态控制模块的继电器，控制继电器的通断，从而控制家用电器的开关；

4)安装在门窗上的家庭安全模块将探测到的门窗开关状态信号经信号处理模块处理后，送入射频信号产生装置产生射频信号，射频信号经射频信号发射和接收端将信号送入系统主控模块进行处理；

5)系统主控模块将处理后的门窗开关状态信号送入震动报警器，通过振动的形式提示盲人门窗的开关状态；

6)安装在室内的传感器模块采集包括温度、湿度和天然气浓度物理量，经信号处理模块处理后，然后送入系统主控模块；

7)当天然气浓度超标时，传感器模块检测到这些超标的物理量，经信号处理模块处理后，然后送入系统主控模块；

8)系统主控模块将处理后的包括温度、湿度和天然气浓度物理量送入语音播报模块，播报此时室内环境状况。

需要说明的是：如上实施例仅表达了本发明的一种实施方式，描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利的保护范围的限制，应当指出的是，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，这些都属于本发明专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种盲人用家电控制及家庭安全系统，其特征在于，包括：

手持控制面板，用于通过按键对系统主控模块发送相应的控制命令；

语音自动识别模块，用于对人体发出的语音进行自动识别，并且将识别之后的语音信息进行相应的处理，将处理之后的信息传送给系统主控模块；

语音播报模块，利用专用的语音芯片，用于进行声音的发声；

系统主控模块，以嵌入式控制芯片以及相关的外围电路组成，进行整个系统的控制；

传感器模块，进行外部温度、湿度和天然气浓度物理量的采集；

信号处理模块，用于将外部传感器及其它部分采集的物理量进行处理，处理之后变换成嵌入式控制芯片能够识别的信号；

电器开关状态控制模块，用于对没有遥控器控制的电器的开或者关的状态进行控制；

无线传输模块，作用于电器开关状态控制模块，实现通过嵌入式控制芯片来无线控制没有遥控器的家用电器；

编码学习模块，用于与带有遥控器的家电的遥控器之间进行互相学习及编码，匹配相应家电的遥控器类型；

家庭安全模块，用于对家庭中的门和窗户的开关状态进行监测，防止小偷对盲人家庭进行偷窃；

电源模块，用于向各个模块提供工作所需要的电源；

所述系统主控模块分别连接手持控制面板、语音自动识别模块、信号处理模块、编码学习模块、语音播报模块、家庭安全模块、无线传输模块及电源模块；信号处理模块连接传感器模块，无线传输模块连接电器开关状态控制模块。

2.根据权利要求1所述的盲人用家电控制及家庭安全系统，其特征在于，所述手持控制面板上设有便于操作的按键，按键上设有便于盲人触摸识别的盲文或集成的感应电路。

3.根据权利要求2所述的盲人用家电控制及家庭安全系统，其特征在于，所述感应电路为集成在按键上面的依次连接的两级运算放大器Q1和Q2，两级运算放大器Q1和Q2通过电阻R2连接，两级运算放大器Q1和Q2输出端与负极输入端之间分别并联有电阻R1和可变电阻R6，第一级运算放大器Q1与其外部电阻一起构成电压跟随器，第二级运算放大器Q2的负极输入端与可变电阻R6并联后接电阻R3后接地，第二级运算放大器Q2与其外部电阻构成放大电路，第二级运算放大器Q2的输出端接系统主控模块的IO端口。

4.根据权利要求1所述的盲人用家电控制及家庭安全系统，其特征在于，所述语音自动识别模块包括依次连接的语音输入模块、语音信号解码模块、语音信号处理模块、特征获取模块、模型库、模式匹配模块和结果识别模块。

5.一种权利要求1所述的盲人用家电控制及家庭安全系统的控制方法，其特征在于，包括下述过程：

1)首先，将各种遥控器的功能以及按键的操作通过编码学习模块进行相应的编码识别，将识别的结果送入系统主控模块存储；

2)系统主控模块将识别的结果进行相应的处理，将处理后的控制信号传递给手持控制面板，操作者通过手持控制面板将控制信号通过按键送入系统主控模块；对于没有遥控器的家用电器，操作者手持控制面板通过按键将需要操作的命令发送给系统主控模块；

3)对于没有遥控器的家用电器，经系统主控模块处理后的信号经无线传输模块传递至电器开关状态控制模块的继电器，控制继电器的通断，从而控制家用电器的开关；

4)安装在门窗上的家庭安全模块将探测到的门窗开关状态信号经信号处理模块处理后，送入射频信号产生装置产生射频信号，射频信号经射频信号发射和接收端将信号送入系统主控模块进行处理；

5)系统主控模块将处理后的门窗开关状态信号送入震动报警器，提示盲人门窗的开关状态；

6)安装在室内的传感器模块采集包括温度、湿度和天然气浓度物理量，经信号处理模块处理后，然后送入系统主控模块；

7)当天然气浓度超标时，传感器模块检测到这些超标的物理量，经信号处理模块处理后，然后送入系统主控模块；

8)系统主控模块将处理后的包括温度、湿度和天然气浓度物理量送入语音播报模块，播报此时室内环境状况。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述射频信号产生装置会产生不同的信号频率，用于区别不同的门或者窗户，系统主控模块根据接收到的不同频率就可以区别不同的门窗，利用是否发送这个频率来判断门窗的开关状态。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用CT线圈在火线上取电，并进行电压转换分别对无线传输模块、电器开关状态控制系统、电器开关状态控制模块和继电器模块供电。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，电源模块位于系统主控模块里面，由锂电池和可充电的电源系统组成，锂电池用于给系统主控模块供电，可充电的电源系统用于给外部其它模块供电。