CN109936616A - 基于物联网云端语音控制电热水壶控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统和控制方法。涉及电热水壶云端物联网技术领域，包括执行终端、管家机器人设备、移动终端及云服务器。所述的执行终端设备为电热水壶本体及底座，底座装具有联网模组的控制板，用以响应来自移动端或管家机器人设备发出的控制指令，并做出相应的操作；移动端和管家机器人均需要访问云端服务器，获取储存在云端数据库里面由执行终端上送的状态信息，用以显示或实时播放，实现系统的上下行数据通讯工作。可现实移动端、管家机器人云端语音、本地手动操作三种控制策略，可设置多种煮沸、预约定时进入、限时保温、水量监测、报警提示、茶品分类等功能，并在移动端和管家机器人间建立云端服务数据库，根据天气温度和气候变化给用户推送最佳的饮水服务项目，真正使用户对设备操作升级为更人性化、更舒适化。本发明的电热水壶具有多种功能、自动化程度高和操作效果好的优点。

Description

基于物联网云端语音控制电热水壶控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及物联网云端语音控制技术领域，尤其涉及基于智能云端技术的语音控制点热水壶控制系统及其控制方法。

背景技术

人体中水的含量为70％左右，是我们生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分，水在生命演化中起到了重要作用。人体每天平均消耗的水分(经过呼吸道、大小便、皮肤等)约为2500毫升，除了体内物质代谢可氧化生水300毫升外，每天至少应从饮食中补充2200毫升，才能达到平衡。人们每天都要饮水，饮水的质量与人体的健康状况有着密切的关系，所以更多的人对饮水质量要求很高，而传统的饮水/煮水装置仅有的加热功能，或者保温盛水功能，已经不能满足人们对健康饮水的理念，新型的煮水壶不但要求对饮用水过滤、杀毒等，还要进行除氯，添加对人体有益的矿物质元素等。随着智能化技术的发展，饮水煮水设备的研发也在不断的拓展。

如申请人在自动化技术领域一种智能真空加热水壶，包括底座、真空壶体、盖体以及手柄；所述盖体和所述手柄相连，所述盖体向所述壶体能竖直伸入-固定加热检测装置，所述固定加热检测装置的外部加装过个加热器，所述固定加热检测装置间隔分布，所述加热器与电源控制器件连接；所述真空壶体放置在底座上，所述底座和所述手柄下部之间设置有电源耦合器件，所述电源耦合器件与所述电源控制器件连接；所述加热检测固定件上设置有水位检测器、温度传感器，所述水位检测器、所述温度传感器与所述主控电路板相连。通过设置多种传感器能够实时感知热水壶内的水位、水位信息。

又如，如申请人在先设计的一种智能水杯，包括杯盖、杯体、杯底；所述杯体上嵌有智能控制系统，所述智能控制系统包括控制芯片，所述控制芯片上连接有显示时间的显示模块、按键模块、通讯模块、存储模块；所述显示模块设置在杯体的表面，所述按键模块包括分钟调节按钮、小时调节按钮、以及信息反馈按钮；所述水位检测器是贴合在所述检测固定件上的淡点薄膜，所述水位检测器和所述主控电路板上的水位信息采集模块连接，所述水位信息采集模块与所述主控电路板上的微处理器连接。所述温度传感器设置在所述检测固定件的末端。所述控制芯片接收到信息反馈按钮的输出信号时发送启动信号给无线通信器件，所述无线通信器件通过无线通信模块与所述微处理连接，与用户智能终端实现信息通信，集成了多种检测器件，实现了水位、水位的实时监控，并且能过通过手机等远程智能终端接受并设置参数信息。

虽然目前市场上的智能电热水壶以及保暖杯，虽具有能无线控制水壶的开关，也能够采集热水壶的状态信息，并能够向云端服务器或者移动终端传动实时信息参数，但是仅限于与移动终端的信息上下行联动，且需要终端的手动操作才能完成对智能水壶的指令下发，针对上述两个问题，结合人工智能领域的智能管家机器人设备，运用语音控制替代传统终端操作方式。移动端和管家机器人均通过访问云端服务器，获取储存在云端数据库里面由执行终端上送的状态信息，用以显示或实时播放，实现系统的上下行数据通讯工作。可现实移动端、管家机器人云端语音、本地手动操作三种控制策略，可设置多种煮沸、预约定时进入、限时保温、水量监测、报警提示、饮品分类等功能，并在移动端和管家机器人间建立云端服务数据库，根据天气温度和气候变化给用户推送最佳的饮水服务项目，真正使用户对设备操作升级为更人性化、更舒适化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于物联网云端智能语音控制的电热水壶控制系统及其控制方法。能够实现移动终端、管家机器人云端语音、本地手动操作三种控制策略，可根据用户的个人需要的设定不同的饮品种类，设置煮沸时间、保温时长、水量控制和煮沸报警等功能。且可以在云端数据库中根据气候和天气为用户推送最佳饮水服务项目。

为了解决上述技术问题，具体地，本发明提供了如下技术方案；

基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，包括设备执行终端、管家机器人设备、移动控制终端、设备云服务器及语音云服务器。所述的设备执行终端为电热水壶本体及加热底座，底座装具有联网模组的控制板，用来响应来自移动端或管家机器人发出的控制指令，并做出相应的操作；移动端和管家机器人均需要访问云端服务器，获取储存在云端数据库里面由执行终端上送的状态信息，用以显示或实时播放，实现系统的上下行数据通讯工作。

上述云端语音系统通过采集用户在管家机器人上的语音信息采集模块，匹配云端数据库中的指令库，对智能煮水装置进行指令下发从而控制调节各项参数；所述网络信息模块用于通过无线方式将所述饮水参数信息传送到云端服务区或者移动终端。使用时既可以通过本地手动操作智能水壶设备上的按键控制定时时间和水温设置等参数，也可以在终端设备上通过指令直接设置各项参数，更智能的可以通过语音对管家机器人语音控制，由管家机器人上传云服务器再下发操作指令完成各项参数设置。

优选的，上述饮水主机是智能养生壶、智能沏茶壶、智能热水壶、智能饮水机中的一种，为不同用户群体提供不同的设备产品。

本发明方案衍生出的电热水壶本体核心在于本体与底盘接触的电热丝和壶内水温采集接触线圈，通过内环的电热丝大功率加热，通过外环接触线圈连接壶体内部的温度传感器采集水温装置，在所述的采集水温装置上设有与所述底盘上主控板装置相连的附属装置。

本发明的基于物联网云端智能语音控制的电热水壶底盘装置中内部安装的主控板上有主控IC、大功率加热装置、联网装置、温度显示装置、触控装置、环境状态监测装置、水量监测装置、状态指示装置和报警装置，其中所述主控IC模组主要完成设备控制和参数采集功能；

所述大功率加热模组，由继电器控制，实现将电能通过电热丝转化成热能，促使水壶的水烧开；

所述联网模组，将主控IC采集的状态信息经由路由器发送给云端平台，接收由控制终端发送的控制指令；

所述温度显示装置，将水壶中水温进行实时显示，方便用户查看；

所述触控装置，实现本地的状态控制和控制进入配网模式；

所述环境状态监测装置，采集智能热水壶周边的环境状态信息，由联网模组上传至云平台；

所述水量检测装置，监测水壶水量的多少，检测智能水壶的重量通过智能算法得到水壶内部水的容量大小并由联网模组上传至云平台；

所述状态指示装置，通过该装置用户清晰辨别出设备处于哪种状态，例如已联网、未联网、联网中；

所述报警装置，将检测出的预约超时、水量过少、水壶底座分离、凉水加入、干烧、长时间过温等状态进行报警提示，提醒用户排查上述问题；

基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01：控制终端的用户利用触控按键通过联网模组请求命令至设备云服务器，进行热水壶设备的添加；

步骤S02：管家机器人通过移动终端的应用程序配置设备发出执行添加网络或蓝牙连接请求；

步骤S03：发送语音指令给管家机器人设备，上送至语音云服务器，服务器接收所述执行请求，并传递至硬件设备云，通过硬件设备云将信息传递至执行终端；

步骤S04：若执行请求为控制请求，则执行终端进行相应动作；

步骤S05：若执行请求为查询请求，则将执行终端的相关信息通过接入者服务器将信息反馈至控制终端；

步骤S06：待信息反馈至控制终端，则查询完成。

进一步的，所述软件算法中包括语音识别算法、降噪算法，软硬件抗干扰，提高识别率，需要用特殊唤醒词条。

进一步的，所述真空电热水壶本体外形壶装，出水口设计成鹰嘴状，可以容纳水量为3L，内部有水温检测装置，通过线圈连接到主控IC板，水壶的把手设计上采用隔热材质，本地是不锈钢材质，水壶顶部的按键按下可以打开水壶，摒弃传统的由把手上的拨动开关控制水壶的开关，所有的操作和显示装置均设计固定在底盘上，上面有四个智能触控按键，具有触控联网功能、煮水操作功能，水温设定功能，底盘上的显示装置可以显示水温和时间，通过智能按键进行切换。

进一步的，所述底盘上面设计中，真空热水壶偏往下，要留出显示装置，由于水壶烧水过程中会出现水会溅出，所以要求底盘设计为防水装置，所有出线均要设置为防水硅胶圈。

进一步的，所述联网模组采用智能无线通信模组，兼容WiFi模组、蓝牙模组、GSM/GPRS模组、NB-IOT模组，通过上述的无线联网模组单元连接本地路由器，实现与远程的云端服务器或者移动终端设备实现数据通信。

进一步的，所述智能远程云端语音控制系统，由所述智能机器人获取用户的输入的语音指令，将指令通过协议编码格式上传至云平台，与数据库中预先设定好的例如开关热水壶、保温温度、预约时间、设置温度、功能设定的词条识别比对，所述传送给设备云端服务器，经过内部大数据分析和最优曲线算法得出下发指令到ID唯一的设备上进行智能控制和参数采集。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的基于物联网云端语音控制电热水壶控制系统和控制方法，通过语音、移动终端、本地控制三种控制方式，通过联网通信模组，实现对智能热水壶的参数数据进行大数据分析处理，通过云端服务器布局开发，搭建语音语义分析识别算法技术，大大提高了用户的实际使用体验度，多种功能、自动化程度高和操作效果好的优点使得设备操作升级，使用更人性化、更舒适化。

附图说明

图1是本发明的云端语音控制电热水壶系统的结构示意图；

图2是本发明的控制系统结构框图；

图3是本发明的控制方法的结构框图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明权利保护的范围。

如图1所示，本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为；基于物联网云端语音控制电热水壶控制系统，包括设备执行终端、管家机器人设备、移动控制终端、设备云服务器及语音云服务器。所述的设备执行终端为电热水壶本体及加热底座，底座装具有联网模组的控制板，用来响应来自移动端或管家机器人发出的控制指令，并做出相应的操作；移动端和管家机器人均需要访问云端服务器，获取储存在云端数据库里面由执行终端上送的状态信息，用以显示或实时播放，实现系统的上下行数据通讯工作。

如图3所示，本发明实施例中提供了一种安全的智能云端语音控制的电热水壶控制方法的流程图，本实例可用于热水壶的智能控制，该方法可由智能热水壶控制装置来执行，该装置具体执行由系统的软件/硬件的方式来实现，该方法可以集成在任何热水壶中，具体实现中，智能电热水壶可包括在：嵌入在底盘中的智能线路板，智能线路板上还可集成离线式语音识别模组，实现由本地语音识别、语义分析、智能语音控制功能，并联网后上送参数到平台云端服务器，上述热水壶仅为举例，而非穷举，包含但不限于上述电热水壶。

如图2所示，所述语音控制的智能电热水壶控制方法，包括：

获取室内环境中温度和湿度，还有水壶中水温；

电热水壶中配置有温湿度和重力传感器。其中，温湿度传感器主要采集环境的温度和湿度，另外水温检测石热水壶本体中的温度检测探头，通过接触线圈中将数据传送给主控IC；重力传感器主要用来测量水壶内部的水的容量，避免热水壶出现未加水进入干烧模式，如果检测到干烧模式，系统跟预先设定进入报警状态，设备会上送数据至用户移动终端。

电热水壶手机移动终端设备上面的应用程序中可根据茶品的种类进行控制，可以设置预约定时模式，煮沸的模式可以设置为煮水、煮茶、煮咖啡、煮食材和其他；可以设置保温时长和保温温度，也可以将水温控制在一定的保暖范围内；

电热水壶手机移动终端设备上面的应用程序中，系统可设置预约超时、水量过少、水壶底座分离、凉水加入、干烧、长时间过温，当出现以上问题时，电热水壶终端设备上报警装置会发出报警声，同时移动终端上的应用程序也会有状态提醒，如果没有在有效期进行处理的话，会通过管家机器人进行语音提醒用户解决上述问题，更有效的利用电热水壶。

电热水壶手机移动终端设备上面的应用程序中，可根据互联网上检测用户的数据进行分析，获取更适合用户的生活习惯和饮水习惯推送给用户，建议用户改变已有的固定的饮水习惯，并根据当地的天气气候和温度变化语音播放提醒用户多补水，更实时更新已有的饮食列表，提高用户的生活品质。

系统可以根据烧水温度的速度快慢判断是否处于高原地区，如果处于高原地区的话，由智能云平台更新系统的烧水曲线，让电热水壶一直运行在最佳的工作曲线上。

智能电热水壶还可设计煮沸水、保温水、除氯、煲煮和其他等模式，判断来自设备云平台或语音云平台下发的数据，促使设备进入该模式下，该功能在移动终端设备上的应用程序显示页面可清晰看出，在烧水任务完成之后，本地设备和移动终端设备上都会有任务完成提示。

一种本发明所述的基于物联网云端语音控制电热水壶控制方法，包括以下步骤：

步骤S01：控制终端的用户利用触控按键通过联网模组请求命令至设备云服务器，进行热水壶设备的添加；

步骤S02：管家机器人通过移动终端的应用程序配置设备发出执行添加网络或者蓝牙连接请求；

步骤S03：发送语音指令给管家机器人设备，上送至语音云服务器，服务器接收所述执行请求，并传递至硬件设备云，通过硬件设备云将信息传递至执行终端；

步骤S04：若执行请求为控制请求，则执行终端进行相应动作；

步骤S05：若执行请求为查询请求，则将执行终端的相关信息通过接入者服务器将信息反馈至控制终端；

步骤S06：待信息反馈至控制终端，则查询完成。

采用上述技术方案，一方面对热水壶的控制不再靠面板手动操作，也不需要可以在移动终端操作复杂的选项操作，不用在意界面的可读性带来的较差的体验感，只需要在智能家庭机器人的声波捕捉范围内下达语音指令即可以完成用户想要的操作，真正实现智能化而非伪智能。提高科技融入生活的体验度。且语音的指令选项也可种类繁多，如控制茶品的语音指令下达后，后台会根据配置好的不同茶品的水温、时间等传感器数据完成较复杂的操作，而不需要人为凭感觉控制，更加人性化，本发明适合大量推广。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于生疏示范性实施例的细节，而且在不违背本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围有所附权利要求还不是上述说明限定，因此旨在将落在将权利要求的等同要性的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，其特征在于，包括设备执行终端、管家机器人设备、移动控制终端、设备云服务器及语音云服务器。所述的设备执行终端为电热水壶本体及加热底座，底座装具有联网模组的控制板，用来响应来自移动端或管家机器人发出的控制指令，并做出相应的操作；移动端和管家机器人均需要访问云端服务器，获取储存在云端数据库里面由执行终端上送的状态信息，用以显示或实时播放，实现系统的上下行数据通讯工作。

2.根据权利要求1所述的基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，其特征在于，所述电热水壶本体属于盛水容器，采用不锈钢材质+隔热塑料把手，按键式开关装置，本体核心在于本体与底盘接触的电热丝和壶内水温采集接触线圈，通过内环的电热丝大功率加热，通过外环接触线圈连接壶体内部的温度传感器采集水温装置，在所述的采集水温装置上设有与所述底盘上主控板装置相连的附属装置。

3.根据权利要求2所述的基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，其特征在于，所述的底盘装置中内部安装的主控板上有主控IC、大功率加热装置、联网装置、温度显示装置、触控装置、环境状态监测装置、水量监测装置、状态指示装置和报警装置，其中所述主控IC模组主要完成设备控制和参数采集功能；

所述大功率加热模组，由继电器控制，实现将电能通过电热丝转化成热能，促使水壶的水烧开；

所述联网模组，将主控IC采集的状态信息经由路由器发送给云端平台，接收由控制终端发送的控制指令；

所述温度显示装置，将水壶中水温进行实时显示，方便用户查看；

所述触控装置，实现本地的状态控制和控制进入配网模式；

所述环境状态监测装置，采集智能热水壶周边的环境状态信息，由联网模组上传至云平台；

所述水量检测装置，监测水壶水量的多少，检测智能水壶的重量通过智能算法得到水壶内部水的容量大小并由联网模组上传至云平台；

所述状态指示装置，通过该装置用户清晰辨别出设备处于哪种状态，例如已联网、未联网、联网中；

所述报警装置，将检测出的干烧、缺水、壶座分离、冷水加入等状态进行报警提示，提醒用户排查上述问题。

4.根据权利要求3所述的基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，其特征在于，所述系统还包括移动终端设备和管家机器人设备，移动终端设备需要安装专用的智能水壶应用程序，由上面的界面控制设备和将设备状态信息显示，用户可以实现远程控制热水壶的开关、煮沸模式(水、奶、咖啡、饮料等)、智能预约、报警提示等功能；移动终端设备可查看设备是否处于高原地区、代码的版本号、系统固件升级、任务完成提醒，并将实时的状态传送给管家机器人进行语音播报，提醒用户方便使用。

5.根据权利要求4所述的基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，其特征在于，所述设备互联互通的管家机器人，可实现将电热水壶的状态信息进行播放，并通过语音采集识别模组将采集出的语音信息通过数据帧打包传送给语音云平台，云平台根据接收到的数据信息进行语音语义分析、文本处理、语义理解，后端数据服务并与内部词条比对下调用平台对接接口将数据转发给设备云平台，设备云平台收到数据后调用网络数据收发机制将数据发送联网模组进行语音控制功能，具有远程语音云平台和语音播放功能，并可以兼容后期设备端离线式语音识别功能。

6.根据权利要求3所述的基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，其特征在于，所述底座表面还设有控制面板及显示器。

7.根据权利要求3所述的基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，其特征在于，所述控制终端可为管家机器人(兼容双平台设备)、手机、平板电脑或电脑中的一种。

8.根据权利要求3所述的基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，其特征在于，所述联网模组可包括WIFI通讯装置、NB-IOT模组及4G/2G无线通讯装置。

9.根据权利要求5所述的基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制系统，其特征在于，所述系统在移动端和管家机器人间建立云端服务数据库，可根据当地天气温度和气候变化给用户推送最佳的饮水服务项目并可进行语音播放功能。

10.基于物联网云端智能语音控制的电热水壶的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01：控制终端的用户利用触控按键通过联网模组请求命令至设备云服务器，进行热水壶设备的添加；

步骤S02：管家机器人通过移动终端的应用程序配置设备发出执行添加网络或者蓝牙连接请求；

步骤S03：发送语音指令给管家机器人设备，上送至语音云服务器，服务器接收所述执行请求，并传递至硬件设备云，通过硬件设备云将信息传递至执行终端；

步骤S04：若执行请求为控制请求，则执行终端进行相应动作；

步骤S05：若执行请求为查询请求，则将执行终端的相关信息通过接入者服务器将信息反馈至控制终端；

步骤S06：待信息反馈至控制终端，则查询完成。