CN110136706A - 一种可穿戴智能设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造属于可穿戴智能设备领域，具体涉及了一种可穿戴智能设备及其工作方法。本发明创造提出了一种通过语音输入、语音识别，极大简化用户操控复杂度，提升用户体验；通过和人脸识别和声纹识别实现身份认证和支付指令；同时，该智能设备还可以方便的通过内置的AI助手帮助用户获取想要的信息、安排生活细节；并能通过该智能硬件与其他设备的互联，以语音、触摸屏、手势和姿态等多个维度的指令对其他多种设备进行操控。从而组建起一种各自独立又兼容共生的分布式硬件生态。

Description

一种可穿戴智能设备及其工作方法

技术领域

本发明创造属于可穿戴智能设备领域，具体涉及了一种可穿戴智能设备及其工作方法。

背景技术

环顾四周，我们已经经常能够看到很多传感器设备进入了生活，他们在收集我们的数据，通过手机屏幕传递给我们信息，然而，传感器并不意味着智能，交互也未必都需要通过手机。我们的腰带、枕头、鞋子、椅子都可能是可感知可调节的，我们身边如果有50个智能设备，就意味着手机里有50个app，操作起来会非常繁琐，完全都可以交给一个云端的助理，在一个轻便的入口进行管理操作。

我们每个人都在使用电话和即时通讯工具和其他人进行联系，我们通过搜索引擎查询信息，通过电商平台购物，通过办公软件在办公室编辑文件，然而，智能语音助手就像私人秘书一样，完全可以替我们做好各种安排，让我们解放双手，也不用再总是盯着屏幕。

未来，屏幕越来越大，现实技术越来越先进，屏幕和摄像头也越来越多，桌面、墙壁、玻璃幕墙甚至地面，都是屏幕和投影，对于没有外置摄像头的非触摸屏，人们该如何对其操控呢？完全没有必要为每个屏幕再配置鼠标，我们需要一个立体的，在指间就能完成控制的3维鼠标，一个更加通用的设备。

数字化设备已经渗透到我们的生活中，冰箱数字化、电视数字化、汽车数字化、热水器数字化，饮水机数字化，我们并不一定有必要给每个设备都配上摄像头，改变他们的外观，一种可以附加在现有设备之上，把摄像头等多传感器和AI处理器芯片，即插即用的赋能给传统数字设备，使其实现人脸识别自动控制的功能，将现有设备点石成金，可以节省大量的社会成本。

为了破解这些局面，满足未来的需求，本发明主要具备以下能力：

1.实现分布式的人工智能。

2.实现即插即用的人工智能。

3.可作为控制器与其他设备连接。

4.可作为处理器与其他设备连接。

5.可作为传输中继，与其他设备分布式组网连接。

6.可作为摄像头，与其他设备连接。

7.可作为语音控制和语音播放设备，与其他设备连接。

8.可配套不同外设附件，部署在不同的位置，领口、指间、外置设备的顶端、立面上。

9.体积小、重量轻、低功耗、长寿命、防水、无线充电、可定位。

10.作为分布式系统的一个单元，和其他同类和类似产品实现自组网，相互协调控制。

发明内容

为了解决上述存在的传统的智能穿戴设备功能单一，信息输入比较麻烦，也很难作为一个控制中心对其他智能设备进行控制的问题，本发明创造提出了一种通过语音输入和语音识别，极大简化用户操控复杂度，提升用户体验，同时，该智能设备不仅仅可以方便的获取用户想要的信息，而且可以通过该智能硬件与其他设备互联，控制其他设备的运行的可穿戴智能设备及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明创造所采用的技术方案是，一种可穿戴智能设备，包括终端服务器和智能装置，还包括：外壳，用于保护内部结构，并随身携带；电源模块，安装在外壳内；中心处理模块，与电源模块电连接；图像处理模块，与中心处理模块电连接；存储模块，与中心处理模块电连接；无线通信模块，与中心处理模块电连接；与终端服务器通信连接，与智能装置通信连接；语音处理模块，与中心处理模块电连接。

作为优选，所述的语音处理模块包括：声音识别模块，与中心处理模块电连接；所述的声音识别模块包括语音采集模块和语音编解码器；所述的语音采集模块使用的为微型麦克风；所述的语音编解码器采用的Codec芯片，与语音采集模块电连接，与中心处理模块电连接；扬声器，与中心处理模块电连接。

作为优选，所述的图像处理模块包括：摄像头，与中心处理模块电连接；液晶触摸屏，与中心处理模块电连接；陀螺仪，与控制模块电连接，安装在外壳内，用于识别挥舞的动作手势。

作为优选，一种可穿戴智能设备的工作方法，适用于所述的一种可穿戴智能设备，包括以下步骤：S1：初始化；S2：检测电源模块电量情况；S3：检测与智能装置之间的连接状况，并接受信息，同时发出语音提示；S4：获取并判断语音识别指令，如果有指令输入，按照指令执行，如果无指令输入跳转S2。

作为优选，所述的S3包括以下步骤：B1：检测与各种智能装置的是否处与连接状态，如果是，跳转B1，如果不是，跳转B2；B2：检测是否可以通过WIFI或Zigbee网络或智能家居网关或蓝牙进行直接连接，如果不能，跳转B3，如果能便使用WIFI或Zigbee网络或智能家居网关或蓝牙进行直接连接,并跳转B1；B3：如果不能进行直接连接，则通过终端服务器进行连接，并跳转B1.

本发明创造的有益效果：(1)智能穿戴设备可以直接通过语音输入，识别用户命令，快捷地获取用户想要的信息，(2)同时，还可以与其他设备互联，对其他智能设备进行控制，可以极大提高用户日常生活的便利性；(3)陀螺仪的使用，使得克服了屏幕小或者按键较小而导致的不方便性。

附图说明

图1：一种可穿戴智能设备模块结构图

图2：一种可穿戴智能设备整体结构示意图

图中：7、外壳，8、液晶触摸屏，9、摄像头，10、扬声器，11、麦克风。

具体实施方式

一种可穿戴智能设备，包括终端服务器和智能装置，还包括：外壳7，用于保护内部结构，并随身携带；电源模块，安装在外壳7内；中心处理模块，与电源模块电连接；图像处理模块，与中心处理模块电连接；存储模块，与中心处理模块电连接；无线通信模块，与中心处理模块电连接；与终端服务器通信连接，与智能装置通信连接；语音处理模块，与中心处理模块电连接。

所述的语音处理模块包括：声音识别模块，与中心处理模块电连接；所述的声音识别模块包括语音采集模块和语音编解码器；所述的语音采集模块使用的为微型麦克风11；所述的语音编解码器采用的Codec芯片，与语音采集模块电连接，与中心处理模块电连接；扬声器10，与中心处理模块电连接。

所述的图像处理模块包括：摄像头9，与中心处理模块电连接；液晶触摸屏8，与中心处理模块电连接；陀螺仪，与控制模块电连接，安装在外壳7内，用于识别挥舞的动作手势。

智能穿戴设备可以直接通过语音输入，识别用户命令，快捷地获取用户想要的信息，同时，还可以与其他设备互联，对其他智能设备进行控制，可以极大提高用户日常生活的便利性；陀螺仪的使用，使得克服了屏幕小或者按键较小而导致的不方便性。

陀螺仪是是为了识别作为戒指的在空中挥舞的手势。为了可以用作操控未来无处不在的屏幕的鼠标。

本方案的智能设备尺寸跟在智能手表差不多或稍小，会比风衣扣子厚一些，材质可以用金属或者塑料外壳7。用处是夹在衣领上，也可以带上金属链做项链，带上指扣做戒指。通过声音控制，该智能设备接收语音指令，并根据语音指令执行相应的动作，包括拨打电话，搜索互联网信息，通过无线模块与AI(人工智能)助理建立联系，指挥连接控制各种电器的开关，例如电视(安装相应app)，手机(安装相应app)，用声纹识别解锁，也可以当作传感器，让电视转播播放摄像头9上的画面。

语音处理模块用于采集语音命令并进行数字信号处理，将处理后的语音信号发射中央处理单元进行一步处理；同时，语音处理模块还包括语音输出处理，将智能设备内部产生或从网络或其他设备接收到的信息，转换为语音播放出来。图像处理模块包含图像传感器，主要用于采集外部图像数据，进行录像或拍照。无线通信模块主要完成智能设备与互联网或其他设备的通信，通信方式包括wifi、蓝牙和蜂窝移动通信，即智能设备除了可以通过wifi或蓝牙与其他设备或互联网通信外，也可以通过蜂窝移动通信网络访问互联网、或拨打电话等。中心处理模块完成整个智能设备的核心处理和控制，包括语音和图像的编解码处理，语音识别及文本转语音处理，控制设备访问互联网，与其他设备连接，完成用户指令或控制其他相连的设备工作等。存储模块为智能穿戴设备的内部存储器，用于存储程序、各种配置管理信息、以及语音及视频信息等。供电模块为智能设备提供电池供电。

本智能设备可以通过语音处理模块接收并识别用户的语音指令，并通过无线通信访问互联网，获取相应的资讯信息或娱乐信息，并通过喇叭将信息播放给用户。用户可以获取的信息包括天气、新闻、音乐、小说、相声等等有声资源。其中语音处理模块包括语音接收处理和语音播放处理两部分，语音接收处理用于采集用户语音指令，并进行语音识别，将识别后的信息通知给其他模块处理；语音播放处理用于将接收到的信息转换为语音并播放或将接收到的有声信息播放出来。

本智能设备可以通过无线通信与其他智能装置建立链接，其他智能装置包括手机、电视、空调、灯具、冰箱等等，当用户需要控制这些智能装置时，通过语音指令通知本智能设备，本智能设备将语音指令转换为其他智能装置能识别的指令，通过无线模块将指令发给这些需要控制的智能装置，从而控制这些智能设备完成用户想要的功能。

本智能设备上的图像采集单元，可以通过语音命令唤醒并进行拍照或录制视频，在户外运动、旅游或聚会时，可以启动摄像头9，拍摄照片或录制短视频。同时拍摄的照片或录制的短视频，还可以通过无线传输连接到手机或电视，并在相应的手机或电视上实时显示和播放，或者直接在当前设备上进行查看。

本智能穿戴设备的音频处理模块的语音采集电路，包含MIC，语音编解码器CODEC芯片和辅助的电阻电容。MIC采集的语音信号，将这些模拟语音信号发送给语音CODEC芯片，由CODEC芯片将模拟语音通过采样转换为数字音频信号，并编码输出PCM格式的音频信号送处理器MT7682进行语音识别处理。同时，智能设备需要播放的音频，由MT7682处理器将音频信号发送给CODEC芯片，由CDOEC芯片进行模数等处理后送扬声器10输出。

当作为扣子时，主要部署位置是领口和胸前，使用方式和外套上常见的徽章类似，与头部接近，便于收取语音命令，同时播放的声音也容易被听到。带上配套的外壳可以固定在衣服上，可以用磁力、别针和夹子的方式来固定。外壳加上带子或者环形扣，即可套在指头上，成为戒指。套在食指上，握拳姿势，显示屏调整到拳心的位置，显示靠近拇指，此时拇指即可把智能戒指作为鼠标来操作，如图2所述，这里触摸屏成为了鼠标左键和右键，在空中挥舞移动，可以配合显示屏或者AR、VR眼镜使用，来控制鼠标、打开菜单，执行操作系统能够支持的各种操作；同时也可以两个相同的设备配合使用，一个位置固定，一个在手上挥舞，可以通过手势，来完成打车、打招呼、投票、健身、游戏、开关电器、等各种app所设定的任务。全面屏是指整个上端都是触摸屏，刘海的位置是给摄像头留下空间，同时也便于分辨设备的放置方向。

以上详细描述了本发明创造的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明创造的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明创造的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种可穿戴智能设备，包括终端服务器和智能装置，其特征在于，还包括：

外壳，用于保护内部结构，并随身携带；

电源模块，安装在外壳内；

中心处理模块，与电源模块电连接；

图像处理模块，与中心处理模块电连接；

存储模块，与中心处理模块电连接；

无线通信模块，与中心处理模块电连接；与终端服务器通信连接，与智能装置通信连接；

语音处理模块，与中心处理模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种可穿戴智能设备，其特征在于，所述的语音处理模块包括：

声音识别模块，与中心处理模块电连接；

所述的声音识别模块包括语音采集模块和语音编解码器；

所述的语音采集模块使用的为微型麦克风；

所述的语音编解码器采用的Codec芯片，与语音采集模块电连接，与中心处理模块电连接；

扬声器，与中心处理模块电连接。

3.根据权利要求1所述的一种可穿戴智能设备，其特征在于，所述的图像处理模块包括：

摄像头，与中心处理模块电连接；

液晶触摸屏，与中心处理模块电连接；

陀螺仪，与控制模块电连接，安装在外壳内，用于识别挥舞的动作手势。

4.一种可穿戴智能设备的工作方法，适用于如权利要求1到3所述的一种可穿戴智能设备，其特征在于，包括以下步骤：

S1：初始化；

S2：检测电源模块电量情况；

S3：检测与智能装置之间的连接状况，并接受信息，同时发出语音提示；

S4：获取并判断语音识别指令，如果有指令输入，按照指令执行，如果无指令输入跳转S2。

5.根据权利要求4所述的一种可穿戴智能设备的工作方法，其特征在于，所述的S3包括以下步骤：

B1：检测与各种智能装置的是否处与连接状态，如果是，跳转B1，如果不是，跳转B2；

B2：检测是否可以通过WIFI或Zigbee网络或智能家居网关或蓝牙进行直接连接，如果不能，跳转B3，如果能便使用WIFI或Zigbee网络或智能家居或蓝牙进行直接连接,并跳转B1；

B3：如果不能进行直接连接，则通过终端服务器进行连接，并跳转B1。