CN110535737A - 一种智能家居控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能家居控制系统，涉及信息识别及控制技术领域；包括信息处理模块和采集控制模块，信息处理模块包括人脸识别模块及语音识别模块，采集控制模块包括图像采集模块和音频采集模块，本发明利用上述模块基于人脸识别和语音识别技术进行智能家居控制，有效简化智能家居系统的控制流程，并能够根据使用人的身份信息和语音指令实现智能家电的快速启停和个性化配置，同时，该系统还能够实现各个房间的单独配置，满足多元化的控制需求，具有更强的实用性。
Description
技术领域
本发明公开一种智能家居控制系统，涉及信息识别及控制技术领域。
背景技术
随着无线通信技术的不断发展，基于物联网技术的智能家居产品正逐步进入千家万户。智能家居可以通过物联网技术将家中的各种设备，例如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与传统家居相比，智能家居不仅具有传统家居的通用属性，还可以提供全方位的信息交互功能，优化人们的生活方式，为各种能源费用节约资金。
近年来，越来越多的智能家居系统开始采用移动终端、语音识别等新兴技术作为控制方式，极大改善了系统操作的便利性。但对于老人、小孩等特定人群，移动终端的操作方式过于复杂，语音识别的准确率也会因使用人身体状况的不同而发生变化。另一方面，大多数智能家居系统只能在几个固定配置之间切换，无法满足多个使用人的个性化配置需求。本发明提供一种智能家居控制系统，是基于人脸识别和语音识别技术的智能家居控制系统，可以有效简化智能家居系统的控制流程，并能够根据使用人的身份信息和语音指令实现智能家电的快速启停和个性化配置。同时，该系统还能够实现各个房间的单独配置，满足多元化的控制需求，具有更强的实用性。
发明内容
本发明针对现有技术的问题，提供一种智能家居控制系统，旨在简化智能家居系统的控制方式，并为使用人提供个性化配置服务。
本发明提出的具体方案是：
一种智能家居控制系统，包括信息处理模块和采集控制模块，
信息处理模块包括人脸识别模块及语音识别模块，
采集控制模块包括图像采集模块和音频采集模块，
人脸识别模块接收图像采集模块采集的图像，通过MTCNN人脸检测模型从接收到的图像数据中提取人脸图像，将人脸图像输入到FaceNet，计算Embedding的特征向量，与数据库中已录入照片的特征向量比较判断使用人身份，将使用人身份信息反馈给相应的采集控制模块，
语音识别模块接收音频采集模块采集的音频数据，进行音素提取将提取后的音素与数据库中已录入的语音指令进行音素和语法的匹配，实现语音指令的识别，根据使用人身份信息和语音指令，在数据库中获取相应的个性化配置信息，将语音指令和个性化配置信息反馈给相应的采集控制模块，
采集控制模块根据反馈的信息控制相应的智能家电进行相应的操作。
所述的系统中图像采集模块通过摄像头获取使用人面部图像，并将使用人面部图像发送给人脸识别模块。
所述的系统中音频采集模块接收到信息处理模块反馈的使用人身份信息后，通过麦克风获取语音指令数据，发送给信息处理模块。
所述的系统中信息处理模块与采集控制模块进行无线通信。
所述的系统中包括多个采集控制模块，分布在若干个房间，分别与若干个智能家电进行无线通信。
所述的系统中采集控制模块与智能家电进行一一对应或者采集控制模块与智能家电进行一对多对应。
所述的系统中信息处理模块可基于家用小型服务器搭建。
所述的系统中数据库基于关系型数据库MySQL或非关系型数据库MongoDB进行搭建。
一种智能家居控制方法，采集图像，通过MTCNN人脸检测模型从接收到的图像数据中提取人脸图像，将人脸图像输入到FaceNet，计算Embedding的特征向量，与数据库中已录入照片的特征向量比较判断使用人身份信息，
采集音频数据，进行音素提取将提取后的音素与数据库中已录入的语音指令进行音素和语法的匹配，实现语音指令的识别，根据使用人身份信息和语音指令，在数据库中获取相应的个性化配置信息，
根据使用人身份信息、语音指令及个性化配置信息控制相应的智能家电进行相应的操作。
本发明的有益之处是：
本发明提供一种智能家居控制系统，包括信息处理模块和采集控制模块，信息处理模块包括人脸识别模块及语音识别模块，采集控制模块包括图像采集模块和音频采集模块，本发明利用上述模块基于人脸识别和语音识别技术进行智能家居控制，有效简化智能家居系统的控制流程，并能够根据使用人的身份信息和语音指令实现智能家电的快速启停和个性化配置，同时，该系统还能够实现各个房间的单独配置，满足多元化的控制需求，具有更强的实用性。
附图说明
图1是本发明系统框架示意图。
具体实施方式
本发明提供一种智能家居控制系统，包括信息处理模块和采集控制模块，
信息处理模块包括人脸识别模块及语音识别模块，
采集控制模块包括图像采集模块和音频采集模块，
人脸识别模块接收图像采集模块采集的图像，通过MTCNN人脸检测模型从接收到的图像数据中提取人脸图像，将人脸图像输入到FaceNet，计算Embedding的特征向量，与数据库中已录入照片的特征向量比较判断使用人身份，将使用人身份信息反馈给相应的采集控制模块，
语音识别模块接收音频采集模块采集的音频数据，进行音素提取将提取后的音素与数据库中已录入的语音指令进行音素和语法的匹配，实现语音指令的识别，根据使用人身份信息和语音指令，在数据库中获取相应的个性化配置信息，将语音指令和个性化配置信息反馈给相应的采集控制模块，
采集控制模块根据反馈的信息控制相应的智能家电进行相应的操作。
同时提供与上述系统相应的智能家居控制方法，采集图像，通过MTCNN人脸检测模型从接收到的图像数据中提取人脸图像，将人脸图像输入到FaceNet，计算Embedding的特征向量，与数据库中特征向量比较判断使用人身份信息，
采集音频数据，进行音素提取将提取后的音素与数据库中语音指令进行音素和语法的匹配，实现语音指令的识别，根据使用人身份信息和语音指令，
在数据库中获取相应的个性化配置信息，
根据使用人身份信息、语音指令及个性化配置信息控制相应的智能家电进行相应的操作。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
利用本发明方法对智能家电进行控制时，采集智能家电使用者图像，通过MTCNN人脸检测模型从接收到的图像数据中提取人脸图像，将人脸图像输入到FaceNet，计算Embedding的特征向量，读取数据库中已录入照片的特征向量，比较与采集照片特征向量之间的欧氏距离，判断是否为同一个人，获得使用人身份信息，
采集使用者发出的声音音频数据，进行音素提取将提取后的音素与数据库中语音指令进行音素和语法的匹配，实现语音指令的识别，根据使用人身份信息和语音指令，在数据库中获取相应的个性化配置信息，
根据使用人身份信息、语音指令及个性化配置信息控制相应的智能家电进行相应的操作。
利用本发明系统进行智能家居控制时，本发明系统包括信息处理模块和采集控制模块，信息处理模块与采集控制模块进行无线通信，比如无线路由器等，采集控制模块与智能家电进行一一对应，
信息处理模块包括人脸识别模块及语音识别模块，
采集控制模块包括图像采集模块和音频采集模块，
人脸识别模块接收图像采集模块采集的图像，通过MTCNN人脸检测模型从接收到的图像数据中提取人脸图像，将人脸图像输入到FaceNet，计算Embedding的特征向量，读取数据库中已录入照片的特征向量，比较与采集照片特征向量之间的欧氏距离，判断是否为同一个人，获得使用人身份信息，将使用人身份信息反馈给相应的采集控制模块，其中数据库基于关系型数据库MySQL搭建或者基于非关系型数据库MongoDB进行搭建，
语音识别模块接收音频采集模块采集的音频数据，进行音素提取将提取后的音素与数据库中已录入的语音指令进行音素和语法的匹配，实现语音指令的识别，根据使用人身份信息和语音指令，在数据库中获取相应的个性化配置信息，将语音指令和个性化配置信息反馈给相应的采集控制模块，
采集控制模块根据反馈的信息控制相应的智能家电进行相应的操作。
在上述过程中，信息处理模块可基于家用小型服务器搭建，可使用多个采集控制模块，分布在若干个房间，分别与若干个智能家电进行无线通信，采集控制模块与智能家电还可进行行一对多对应，参考图1，图像采集模块可通过摄像头获取使用人面部图像，并将使用人面部图像发送给人脸识别模块，音频采集模块接收到信息处理模块反馈的使用人身份信息后，通过麦克风获取语音指令数据，发送给信息处理模块。
利用本发明对智能家电进行具体操作时，比如流程如下：预先在信息处理模块的数据库内录入使用人A的面部图像，录入“打开空调”、“开灯”、“拉开窗帘”、“设置温度为28摄氏度”等语音指令，并录入使用人A的个性化配置信息，例如“打开空调时，设置温度为27摄氏度，设置风速为50％”、“开灯时，设置亮度为80％”等。当使用人A进入该房间时，只需要看向摄像头，图像采集模块会对使用人A的面部图像进行拍摄，之后通过无线路由器发送给信息处理模块，人脸识别模块在接收到图像数据后，通过MTCNN和FaceNet模型，将人脸图像与数据库中的已录入图像进行比较，鉴别使用人身份并反馈给相应的采集控制模块，身份匹配成功后，使用人A可以对着音频采集模块说出“打开空调”，此时音频采集模块将获取到的音频数据通过无线路由器发送给信息处理模块，语音识别模块在接收到音频数据后会对音素进行提取，然后将提取后的音素与数据库中预先录入的语音指令进行音素和语法的匹配，实现语音指令的识别，之后根据使用人A的身份信息和“打开空调”的指令，在数据库中获取相应的个性化配置信息，例如“打开空调时，设置温度为27摄氏度，设置风速为50％”，最后将指令信息和个性化配置信息反馈给相应的采集控制模块，采集控制模块在收到指令和个性化配置信息后，通过无线连接的方式，开启本房间内的空调，并将其温度设置为27摄氏度，风速设置为50％。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种智能家居控制系统，其特征是包括信息处理模块和采集控制模块，
信息处理模块包括人脸识别模块及语音识别模块，
采集控制模块包括图像采集模块和音频采集模块，
人脸识别模块接收图像采集模块采集的图像，通过MTCNN人脸检测模型从接收到的图像数据中提取人脸图像，将人脸图像输入到FaceNet，计算Embedding的特征向量，与数据库中已录入照片的特征向量比较判断使用人身份，将使用人身份信息反馈给相应的采集控制模块，
语音识别模块接收音频采集模块采集的音频数据，进行音素提取将提取后的音素与数据库中已录入的语音指令进行音素和语法的匹配，实现语音指令的识别，根据使用人身份信息和语音指令，在数据库中获取相应的个性化配置信息，将语音指令和个性化配置信息反馈给相应的采集控制模块，
采集控制模块根据反馈的信息控制相应的智能家电进行相应的操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是图像采集模块通过摄像头获取使用人面部图像，并将使用人面部图像发送给人脸识别模块。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征是音频采集模块接收到信息处理模块反馈的使用人身份信息后，通过麦克风获取语音指令数据，发送给信息处理模块。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征是信息处理模块与采集控制模块进行无线通信。
5.根据权利要求1或4所述的系统，其特征是包括多个采集控制模块，分布在若干个房间，分别与若干个智能家电进行无线通信。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征是采集控制模块与智能家电进行一一对应或者采集控制模块与智能家电进行一对多对应。
7.根据权利要求1或6所述的系统，其特征是信息处理模块可基于家用小型服务器搭建。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征是数据库基于关系型数据库MySQL或非关系型数据库MongoDB进行搭建。
9.一种智能家居控制方法，其特征是采集图像，通过MTCNN人脸检测模型从接收到的图像数据中提取人脸图像，将人脸图像输入到FaceNet，计算Embedding的特征向量，与数据库中已录入照片的特征向量比较判断使用人身份信息，
采集音频数据，进行音素提取将提取后的音素与数据库中已录入的语音指令进行音素和语法的匹配，实现语音指令的识别，根据使用人身份信息和语音指令，在数据库中获取相应的个性化配置信息，
根据使用人身份信息、语音指令及个性化配置信息控制相应的智能家电进行相应的操作。
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