CN106991961A - 一种人工智能led点阵显示屏控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能控制领域，尤其是一种人工智能LED点阵显示屏控制装置及其控制方法。包括LED点阵显示屏、嵌入式控制装置、LED点阵显示控制器、无线路由器和智能手机；嵌入式控制装置和LED点阵显示控制器均具有WIFI模块，两者通过WIFI模式通信；LED点阵显示控制器的输出端与LED点阵显示屏相联；嵌入式控制装置通过公共网与智能手机相联。人工智能LED点阵显示屏控制装置的控制方法包括本地操作和智能手机异地操作两种方式。本发明基于人工智能技术，操作更加方便和智能，省略了电脑等辅助设备，发挥了嵌入式Crotex A8平台功能强大特点。

Description

一种人工智能LED点阵显示屏控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能控制领域，尤其是一种人工智能LED点阵显示屏控制装置及其控制方法。

背景技术

在现代社会，LED点阵显示屏得到了广泛的应用，LED点阵显示屏遍布车站码头、银行甚至杂货店。但是编辑文字图片等都必须借助电脑来完成，因此对于需要动态、实时地变更图片、文字都要依赖电脑或终端进行，受到很大的局限性，对操作人员也有一定要求，实时性也不强。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种人工智能LED点阵显示屏控制装置及其控制方法，将人工智能应用于LED点阵显示屏，综合网络技术、嵌入式技术、语音识别技术和指纹识别技术，运用语音高精度识别，根据识别的内容和通信协议，完成控制功能；大大降低显示LED点阵显示屏用户的难度，使用户不必使用电脑等辅助设备对LED点阵显示屏进行控制。同时，解决了语音控制只能用于简单控制的缺陷，提出一种语音通信协议，提供了人工智能控制装置能实现较为复杂功能的一种方法。

本发明是采取以下技术方案实现的：

一种人工智能LED点阵显示屏控制装置包括LED点阵显示屏、嵌入式控制装置、LED点阵显示控制器、无线路由器和智能手机；嵌入式控制装置和LED点阵显示控制器均具有WIFI模块，两者通过WIFI模式通信；LED点阵显示控制器的输出端与LED点阵显示屏相联；嵌入式控制装置通过公共网与智能手机相联；

嵌入式控制装置包括数据库、中央控制器、输入输出模块、扩展功能模块、本地语音识别模块和指纹设备模块；所述中央控制器CPU采用S5PV21核心板，通过WIFI、3G和以太网与外界建立各种网络联结；

所述输入输出模块包括触摸屏、按键、MIC（麦克风）和摄像头等输入输出设备；

扩展功能模块包括USB接口和串口，以供扩展功能使用，可以接入WIFI模块、3G模块和/或键盘等。

本地语音识别模块包括语音识别芯片，语音识别芯片与中央控制器采用SPI通信方式通信；所述语音识别芯片采用ICRoute公司的LD3320芯片。

指纹设备模块采用市售的具有串行接口的光学指纹模块ARDUINO。

所述LED点阵显示屏采用普通市售点阵LED屏；规格为2行x10字。

所述LED点阵控制器采用CC2530单片机，通过串口连接WIFI模块，以便与嵌入式控制装置进行网络通信，CC2530单片机的输出端与LED点阵显示屏相联，控制LED点阵显示屏的显示。

所述无线路由器采取市售普通无线路由器。

所述智能手机为普通Andrio智能手机，智能手机通过发送短信或者语音的方式与嵌入式控制装置进行通信。

所述数据库采用SQLite数据库，数据库中设有勘误表。

所述中央控制器采用Crotex A8平台。

嵌入式控制装置是本装置的核心；嵌入式控制装置通过互联网与智能手机和LED点阵显示控制器建立网络连接，用户通过智能手机将短信发送到嵌入式控制装置，嵌入式控制装置对LED点阵控制器传输控制命令，实现远程控制LED点阵显示屏。

一种人工智能LED点阵显示屏控制装置的控制方法，包括本地操作和智能手机异地操作两种方式；

本地操作包括如下步骤：

B1）操作者通过输入输出设备将指纹信息传送给嵌入式控制装置，通过指纹设备模块进行操作者的指纹识别，指纹设备模块将输入的指纹信息与嵌入式控制装置中预先存有的具有操作权限用户的指纹进行比较，匹配的即有权限的用户才具有修改内容权限，进入下一步；

B2）操作者选择开始按键，并通过输入输出模块发出语音信息，嵌入式控制装置通过安装在其内部的百度语音输入法将接收到的语音信息翻译成文字信息；

B3）操作者选择修正按键，由本地语音识别模块对经过步骤B 2）得到的翻译好的文字信息进行修正；同时，对步骤B 2）中的语音信息进行检索，将包含的逗号、句号和冒号等标点符号的名称，转换成实际的符号；最后，把修改结果即修正后的文字信息和符号显示在触摸屏上；

B4）操作者通过触摸屏对经过步骤B3）得到的修改结果做最终确认或修改，若步骤B3）中有修改，则在触摸屏上给操作者发出提示信息，提醒操作者，并向勘误表添加记录，以保证系统的识别能力不断提高；

B5）中央控制器根据通信协议解析，把显示控制命令以及修改过的文字显示内容的字库发送给LED点阵控制器；进而在LED点阵显示屏上显示。

步骤B3）的文字信息的修正方法为根据嵌入式控制装置的数据库中建立的勘误表进行修正，勘误表的字段名为“序号”、“语音（如带方言）”、“文字（错误的）”和“文字（正确的）”；

步骤B3）所述修正的方法包括如下步骤：

B3-1）在语音识别芯片识别语音（如带方言）后，根据语音识别芯片的识别保存语音与序号的语音列表，产生识别序号；

B3-2）嵌入式控制装置通过中断方式读取步骤B3-1）中语音列表的识别序号；根据识别序号，索引勘误表中的字段名“序号”，得到“文字（正确的）”和“文字（错误的）”字段内容；采用“文字（正确的）”字段替换“文字（错误的）”字段；从而完成修正。

语音列表是预先存在语音识别芯片中的，当语音识别芯片接收到语音列表中的拼音信息时，会向中央控制器CPU产生中断，由中央控制器CPU读取对应序号。勘误表的建立通过选择“添加本地语音信息”按键，在语音识别芯片中建立语音列表；具体为：

1）在触摸屏上输入序号+指令的语音拼音；

2）通过MIC麦克风输入语音，如果触摸屏显示错误的文字，则手动输入正确的文字；

3）选择“确定”按键，即在语音识别芯片中建立语音列表，同时，在数据库的勘误表中添加一条记录。

文字显示内容的字库通过打开二进制字库文件，根据unicode双字节编码定位，连续取出32个字节得到。

智能手机异地操作包括如下步骤：

Y1）通过手机编辑内容，并在内容前面加上密码，发送给嵌入式控制装置；

Y2）嵌入式控制装置接收到短信后，将手机号和密码与数据库内预存的信息进行比对，进行身份识别；若正确，进行通信协议解析，把显示控制命令以及显示内容的字库发送给LED点阵控制器，进而在LED点阵显示屏上进行显示。

本发明的有益技术效果是：

1、本发明基于人工智能技术，操作更加方便和智能，省略了电脑等辅助设备，发挥了嵌入式Crotex A8平台功能强大特点。

2、对特定用户的识别，采用指纹技术，安全性更好。

3、嵌入式控制装置与LED点阵显示控制器相互之间的采用WIFI通信，使通信更简洁和顺畅，省去了布线等成本。

4、采用本地和远程语音识别混合识别技术，提高语音识别率。

5、嵌入式控制装置通过公共网与手机建立连接，用语音远程操控LED点阵显示屏。

6、通过语音与计算机进行通信的人机对话通信协议，解决中等复杂的控制问题。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明的系统架构图；

图2是本发明的嵌入式控制装置的使用结构示意图。

具体实施方式

参照附图1~2，本发明一种人工智能LED点阵显示屏控制装置包括LED点阵显示屏、嵌入式控制装置、LED点阵显示控制器、无线路由器和智能手机；嵌入式控制装置和LED点阵显示控制器均具有WIFI模块，两者通过WIFI模式通信；LED点阵显示控制器的输出端与LED点阵显示屏相联；嵌入式控制装置通过公共网与智能手机相联；

嵌入式控制装置包括数据库、中央控制器、输入输出模块、扩展功能模块、本地语音识别模块和指纹设备模块；所述中央控制器CPU采用S5PV21核心板（CrotexA8），通过WIFI、3G和以太网与外界建立各种网络联结；

所述输入输出模块包括触摸屏、按键、MIC（麦克风）和摄像头等输入输出设备；

扩展功能模块包括USB接口和串口，以供扩展功能使用，可以接入WIFI模块、3G模块、键盘等。

本地语音识别模块包括语音识别芯片，语音识别芯片与中央控制器采用SPI通信方式通信；所述语音识别芯片采用ICRoute公司的LD3320芯片。

指纹设备模块采用市售的具有串行接口的光学指纹模块ARDUINO。

所述LED点阵显示屏规格为2行x10字。

所述LED点阵控制器采用CC2530单片机，通过串口连接WIFI模块，以便与嵌入式控制装置进行网络通信，CC2530单片机的输出端与LED点阵显示屏相联，控制LED点阵显示屏的显示。

所述智能手机通过发送短信或者语音的方式与嵌入式控制装置进行通信。

所述数据库采用SQLite数据库，数据库中设有勘误表。

嵌入式控制装置是本装置的核心；嵌入式控制装置通过互联网与智能手机和LED点阵显示控制器建立网络连接，用户通过智能手机将短信发送到嵌入式控制装置，嵌入式控制装置对LED点阵控制器传输控制命令，实现远程控制LED点阵显示屏。

一种人工智能LED点阵显示屏控制装置的控制方法，包括本地操作和智能手机异地操作两种方式；

本地操作包括如下步骤：

B1）操作者通过输入输出设备将指纹信息传送给嵌入式控制装置，通过指纹设备模块进行操作者的指纹识别，指纹设备模块将输入的指纹信息与嵌入式控制装置中预先存有的具有操作权限用户的指纹进行比较，匹配的即有权限的用户才具有修改内容权限，进入下一步；

B2）操作者选择开始按键，并通过输入输出模块发出语音信息，嵌入式控制装置通过安装在其内部的百度语音输入法将接收到的语音信息翻译成文字信息；

B3）操作者选择修正按键，由本地语音识别模块对经过步骤B2）得到的翻译好的文字信息进行修正；同时，对步骤B2）中的语音信息进行检索，将包含的逗号、句号和冒号等标点符号的名称，转换成实际的符号；最后，把修改结果即修正后的文字信息和符号显示在触摸屏上；

B4）操作者通过触摸屏对经过步骤B3）得到的修改结果做最终确认或修改，若步骤B3）中有修改，则在触摸屏上给操作者发出提示信息，提醒操作者，并向勘误表添加记录，以保证系统的识别能力不断提高；

B5）中央控制器根据通信协议解析，把显示控制命令以及修改过的文字显示内容的字库发送给LED点阵控制器；进而在LED点阵显示屏上显示。

步骤B3）的文字信息的修正方法为根据嵌入式控制装置的数据库中建立的勘误表进行修正，勘误表的字段名为“序号”、“语音（如带方言）”、“文字（错误的）”和“文字（正确的）”。

智能手机异地操作包括如下步骤：

Y1）通过手机编辑内容，并在内容前面加上密码，发送给嵌入式控制装置；

Y2）嵌入式控制装置接收到短信后，将手机号和密码与数据库内预存的信息进行比对，进行身份识别；若正确，进行通信协议解析，把显示控制命令以及显示内容的字库发送给LED点阵控制器，进而在LED点阵显示屏上进行显示。

下面对本装置中所述的人机对话通信协议做一介绍：

人机对话通信协中包含有对命令和数据的语音信息的处理，语音信息在嵌入式控制装置中所保存格式采用短信PDU格式。

1、命令：

（1）清屏对应的语音信息是“清屏”（语音）+ 停5秒；

（2）左移：对应的语音信息是“左移”（语音）+ 停5秒；

（3）右移：对应的语音信息是“右移”（语音）+ 停5秒；

（4）上移：对应的语音信息是“上移”（语音）+ 停5秒；

（5）右移：对应的语音信息是“下移”（语音）+ 停5秒；

保存格式为：cmd（3个ASCII码）+2个Unicode+字节长度+end（3个ASCII码）；

2、带数据的命令

（1）新增命令：对应的语音信息是“新增”（语音）+位置第“x”行第“x”字（语音）+停3秒+“xxxxxx”（内容语音）+ 停5秒；

Led点阵显示屏显示内容：在第“x”行第“x”字开始插入字符“xxxxxx”；

（2）修改命令：对应的语音信息是“修改”（语音）+位置第“x”行第“x”字（语音）+停3秒+“xxxxxx”（内容语音）+ 停5秒；

Led点阵显示屏显示内容：在开始修改成字符“xxxxxx”

（3）删除命令：对应的语音信息是“删除”（语音）+位置第“x”行第“x”字（语音）+停3秒+“x”（内容语音）+ 停5秒；

Led点阵显示屏显示内容：在第“x”行第“x”字开始删除“x”字符。

格式：cmd（3个ASCII码）+2个Unicode字符+8个Unicode（位置第“x”行第“x”字）+字节长度+end（3个ASCII码）。

Claims (10)

1.一种人工智能LED点阵显示屏控制装置，其特征在于：包括LED点阵显示屏、嵌入式控制装置、LED点阵显示控制器、无线路由器和智能手机；嵌入式控制装置和LED点阵显示控制器均具有WIFI模块，两者通过WIFI模式通信；LED点阵显示控制器的输出端与LED点阵显示屏相联；嵌入式控制装置通过公共网与智能手机相联；

嵌入式控制装置包括数据库、中央控制器、输入输出模块、扩展功能模块、本地语音识别模块和指纹设备模块；所述中央控制器CPU采用S5PV21核心板，通过WIFI、3G和以太网与外界建立各种网络联结；

所述输入输出模块包括触摸屏、按键、MIC和摄像头输入输出设备；

扩展功能模块包括USB接口和串口，以供扩展功能使用，接入WIFI模块、3G模块和/或键盘。

2.根据权利要求1所述的人工智能LED点阵显示屏控制装置，其特征在于：本地语音识别模块包括语音识别芯片，语音识别芯片与中央控制器采用SPI通信方式通信。

3.根据权利要求2所述的人工智能LED点阵显示屏控制装置，其特征在于：所述语音识别芯片采用ICRoute公司的LD3320芯片。

4.根据权利要求1所述的人工智能LED点阵显示屏控制装置，其特征在于：指纹设备模块采用具有串行接口的光学指纹模块ARDUINO。

5.根据权利要求1所述的人工智能LED点阵显示屏控制装置，其特征在于：所述LED点阵显示屏采用规格为2行x10字的点阵LED屏。

6.根据权利要求1所述的人工智能LED点阵显示屏控制装置，其特征在于：所述LED点阵控制器采用CC2530单片机，通过串口连接WIFI模块，以便与嵌入式控制装置进行网络通信，CC2530单片机的输出端与LED点阵显示屏相联，控制LED点阵显示屏的显示。

7.根据权利要求1所述的人工智能LED点阵显示屏控制装置，其特征在于：所述数据库采用SQLite数据库，数据库中设有勘误表。

8.权利要求1所述的人工智能LED点阵显示屏控制装置的控制方法，其特征在于，包括本地操作和智能手机异地操作两种方式；

所述本地操作包括如下步骤：

B1）操作者通过输入输出设备将指纹信息传送给嵌入式控制装置，通过指纹设备模块进行操作者的指纹识别，指纹设备模块将输入的指纹信息与嵌入式控制装置中预先存有的具有操作权限用户的指纹进行比较，匹配的即有权限的用户才具有修改内容权限，进入下一步；

B2）操作者选择开始按键，并通过输入输出模块发出语音信息，嵌入式控制装置通过安装在其内部的百度语音输入法将接收到的语音信息翻译成文字信息；

B3）操作者选择修正按键，由本地语音识别模块对经过步骤B2）得到的翻译好的文字信息进行修正；同时，对步骤B2）中的语音信息进行检索，将包含的逗号、句号和冒号等标点符号的名称，转换成实际的符号；最后，把修改结果即修正后的文字信息和符号显示在触摸屏上；

B4）操作者通过触摸屏对经过步骤B3）得到的修改结果做最终确认或修改，若步骤B3）中有修改，则在触摸屏上给操作者发出提示信息，提醒操作者，并向勘误表添加记录，以保证系统的识别能力不断提高；

B5）中央控制器根据通信协议解析，把显示控制命令以及修改过的文字显示内容的字库发送给LED点阵控制器；进而在LED点阵显示屏上显示；

步骤B3）的文字信息的修正方法为根据嵌入式控制装置的数据库中建立的勘误表进行修正，勘误表的字段名为“序号”、“语音（如带方言）”、“文字（错误的）”和“文字（正确的）”；

智能手机异地操作包括如下步骤：

Y1）通过手机编辑内容，并在内容前面加上密码，发送给嵌入式控制装置；

Y2）嵌入式控制装置接收到短信后，将手机号和密码与数据库内预存的信息进行比对，进行身份识别；若正确，进行通信协议解析，把显示控制命令以及显示内容的字库发送给LED点阵控制器，进而在LED点阵显示屏上进行显示。

9.根据权利要求8所述的人工智能LED点阵显示屏控制装置的控制方法，其特征在于，步骤B3）所述修正的方法包括如下步骤：

B3-1)在语音识别芯片识别语音（如带方言）后，根据语音识别芯片的识别保存语音与序号的语音列表，产生识别序号；

B3-2)嵌入式控制装置通过中断方式读取步骤B3-1）中语音列表的识别序号；根据识别序号，索引勘误表中的字段名“序号”，得到“文字（正确的）”和“文字（错误的）”字段内容；采用“文字（正确的）”字段替换“文字（错误的）”字段；从而完成修正。

10.根据权利要求8所述的人工智能LED点阵显示屏控制装置的控制方法，其特征在于，勘误表的建立通过选择“添加本地语音信息”按键，在语音识别芯片中建立语音列表；具体为：

1）在触摸屏上输入序号+指令的语音拼音；

2）通过MIC麦克风输入语音，如果触摸屏显示错误的文字，则手动输入正确的文字；

3）选择“确定”按键，即在语音识别芯片中建立语音列表，同时，在数据库的勘误表中添加一条记录。