CN110827819A

CN110827819A - 家居设备控制方法及控制系统

Info

Publication number: CN110827819A
Application number: CN201911176894.9A
Authority: CN
Inventors: 张佳伟; 刘文华; 张四维; 刘娜; 明开云; 吴炯
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2020-02-21

Abstract

本发明公开了一种家居设备控制方法及控制系统，其中，该方法包括：通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集，并识别用户的控制指令；接收第三方语音识别平台识别的用户的控制指令，根据控制指令对家居设备进行相应的控制。本发明解决了现有技术中智能家电语音控制需要借助硬件设备的问题，实现简单有效控制家居设备，减少了硬件成本和安装麻烦。

Description

家居设备控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，具体而言，涉及一种家居设备控制方法及控制系统。

背景技术

智能家电控制系统是智能家居的重要部分，当今社会上，研究智能家居系统的企业数不胜数，然而当今社会对智能家居系统并没有一个统一的行业标准，因此智能家电系统的研究，是当今研究智能家居的一个重要部分，它涉及到各个行业和各个领域，电子信息，机械控制，软件工程等。就智能家电控制的设计进行简单的探讨。目前，市场上的智能家电控制虽然有实现本地语音人机交互控制的，但需要借助语音采集设备，造成语音控制的复杂和困难。

针对相关技术中智能家电语音控制需要借助硬件设备的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

发明内容

本发明提供了一种家居设备控制方法及控制系统，以至少解决现有技术中智能家电语音控制需要借助硬件设备的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种家居设备控制方法，包括：通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集，并识别用户的控制指令；接收第三方语音识别平台识别的用户的控制指令，根据控制指令对家居设备进行相应的控制。

进一步地，在通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集之前，还包括：识别用户的语音控制信号的类别；其中，类别至少包括近场语音和远场语音；在类别为近场语音时，触发通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集；在类别为远场语音时，对远场语音进行预处理，之后触发通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集。

进一步地，根据控制指令对家居设备进行相应的控制，包括：根据控制指令对家居设备的智能辅助设备进行控制，实现对家居设备的控制；其中，所述智能辅助设备安装于所述家居设备上，用于控制所述家居设备。

进一步地，根据控制指令对家居设备进行相应的控制，包括：与家居设备的遥控模块通信，将控制指令发送给遥控模块，通过遥控模块对家居设备进行控制。

进一步地，方法还包括：接收控制终端的控制指令，根据控制终端的控制指令对家居设备进行相应的控制；其中，控制终端至少包括以下之一：网页控制端、PC控制端、手机控制端。

进一步地，方法还包括：监听是否收到用户的控制指令；如果在第一预设时间内未收到用户的控制指令，进入自动控制模式，对家居设备进行自动控制。

进一步地，对家居设备进行自动控制，包括：检测室内是否存在目标人物；如果存在，采用标签定位法确定目标人物的位置，根据目标人物的位置控制家居设备；如果不存在，采用节能控制算法控制家居设备。

进一步地，采用标签定位法确定目标人物的位置，包括：获取读取器读取的参考标签的信号强度和目标人物的信号强度；其中，室内预设有读取器和参考标签；根据参考标签的信号强度与目标人物的信号强度的差值，确定参考标签与目标人物的相对距离；获取参考标签的位置，根据相对距离和参考标签的位置确定目标人物的位置。

进一步地，根据目标人物的位置控制家居设备，包括：根据目标人物的位置确定目标人物所在的房间；对目标人物所在的房间的家居设备进行自动控制。

进一步地，采用节能控制算法控制家居设备，包括：开始计时；如果计时时间达到第二预设时间，控制家居设备进入安静模式，控制降低家居设备的运行功率；如果计时时间达到第三预设时间，控制家居设备进入无人模式，控制关闭家居设备；其中，第三预设时间大于第二预设时间。

进一步地，对家居设备进行自动控制，还包括：监测室内污染物浓度；如果室内污染物浓度大于预设浓度，控制空气净化设备或通风设备开启，降低室内污染物的浓度。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种家居设备控制系统，包括：第三方语音识别平台，用于采集用户的语音控制信号，并识别用户的控制指令；客户端，与第三方语音识别平台和家居设备连接，用于接收控制指令，并根据控制指令对家居设备进行相应的控制。

进一步地，还包括：智能辅助设备，与客户端连接，用于根据控制指令控制家居设备。

进一步地，客户端还包括：通信模块，与家居设备的遥控模块连接，用于将控制指令发送给遥控模块，通过遥控模块对家居设备进行控制。

进一步地，还包括：云服务器，与客户端和控制终端连接，用于接收控制终端的控制指令，并发送给客户端，实现控制终端对家居设备的控制；其中，控制终端至少包括以下之一：网页控制端、PC控制端、手机控制端。

进一步地，云服务器还用于：通过客户端获取家居设备的运行状态，并将运行状态反馈给控制终端，实现控制终端对家居设备的监测。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种智能家居产品，包括上述的家居设备控制系统。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的家居设备控制方法。

在本发明中，提供了一种家居设备控制方案，通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集，并识别用户的控制指令，进而接收控制指令，根据控制指令对家居设备进行相应的控制。通过采用第三方语音识别平台，可以有效解决现有技术中智能家电语音控制需要借助硬件设备的问题，实现简单有效控制家居设备，减少了硬件成本和安装麻烦。

附图说明

图1是根据本发明实施例的家居设备控制方法的一种可选的流程图；

图2是根据本发明实施例的读取器和参考标签的一种可选的分布图；

图3是根据本发明实施例的电子标签实物图；

图4是根据本发明实施例的家居设备的功率变化的一种可选的示意图；

图5是根据本发明实施例的家居设备控制系统的一种可选的结构框图；

图6是根据本发明实施例的采用语音和控制终端控制家居设备的一种可选的流程图；

图7是根据本发明实施例的网页控制端软件设计流程图；以及

图8是根据本发明实施例的PC控制端软件设计流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明优选的实施例1中提供了一种家居设备控制方法，该控制方法可以直接应用至各种智能家居上，具体实现时，可以通过在智能家居安装软件、APP、或者控制器相应的程序的方式来实现。具体来说，图1示出该方法的一种可选的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤S102-S104：

S102：通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集，并识别所述用户的控制指令；

S104：接收第三方语音识别平台识别的用户的控制指令，根据控制指令对家居设备进行相应的控制。

在上述实施方式中，提供了一种家居设备控制方案，通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集，并识别用户的控制指令，进而接收控制指令，根据控制指令对家居设备进行相应的控制。通过采用第三方语音识别平台，可以有效解决现有技术中智能家电语音控制需要借助硬件设备的问题，实现简单有效控制家居设备，减少了硬件成本和安装麻烦。

为了更好的识别用户的语音控制信号，在通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集之前，本方法还包括：识别用户的语音控制信号的类别；其中，类别至少包括近场语音和远场语音；在类别为近场语音时，触发通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集；在类别为远场语音时，对远场语音进行预处理，之后触发通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集。具体的，对远场语音的预处理包括对远场语音进行扩音处理，以便后续第三方语音识别平台能够准确识别。

在本发明一个优选的实施方式中，根据控制指令对家居设备进行相应的控制，包括：根据控制指令对家居设备的智能辅助设备进行控制，实现对家居设备的控制；其中，智能辅助设备安装于家居设备上，用于控制家居设备。

本发明提供的是中央控制方案，只需安装一个智能家电中央控制器并且在不更换客户原有家电电器、装修的基础上实现对家电的控制，具体地，智能辅助设备可以是驱动设备，例如马达。通过控制智能辅助器对家电进行直接间接控制，比如自动开窗、开门是在窗户、门上加入马达，中央控制器通过给马达供电，马达使得窗户、门供电自动开启。

在本发明另一个优选的实施方式中，根据控制指令对家居设备进行相应的控制，包括：与家居设备的遥控模块通信，将控制指令发送给遥控模块，通过遥控模块对家居设备进行控制。

本发明中的中央控制器不改变原有家电的品牌，现在的家庭中，有很多品牌的家电产品，如小米、格力、美的等，均有自己品牌的家电。一个品牌的智能家居，通常只能采用该品牌的控制器或App，而不能对其他品牌的设备进行控制。本发明的中央控制器为了兼容各个家电品牌，通过与家居设备的遥控模块通信，将控制指令发送给遥控模块，通过遥控模块对家居设备进行控制。因此，通过本发明的中央控制器就可以实现对全屋家居设备的控制，并且是允许用户自由安装智能家电产品，而不是家庭都要采用统一的品牌。

进一步地，本方法还包括：接收控制终端的控制指令，根据控制终端的控制指令对家居设备进行相应的控制；其中，控制终端至少包括以下之一：网页控制端、PC控制端、手机控制端。通过手机APP、网页客户端、PC控制端和语音口令任意方式都可以实现家用电器的全方位智能操作和监控。

在本发明又一个优选的实施方式中，本方法还包括：监听是否收到用户的控制指令；如果在第一预设时间内未收到用户的控制指令，进入自动控制模式，对家居设备进行自动控制。

其中，对家居设备进行自动控制，包括：检测室内是否存在目标人物；如果存在，采用标签定位法确定目标人物的位置，根据目标人物的位置控制家居设备；如果不存在，采用节能控制算法控制家居设备。

对于第一种自动控制方案，即采用标签定位法确定目标人物的位置，包括：获取读取器读取的参考标签的信号强度和目标人物的信号强度；其中，室内预设有读取器和参考标签；根据参考标签的信号强度与目标人物的信号强度的差值，确定参考标签与目标人物的相对距离；获取参考标签的位置，根据相对距离和参考标签的位置确定目标人物的位置。

标签定位法使用称为最近邻居的思想，理论上，当给定标签和参考标签之间的距离比较接近时，在同一参考读取器中获得的信号强度值也应该彼此靠近。基于这个想法，以及在实验中获得的一些理论公式，可以通过信号强度差来解决要定位的标签的坐标位置。解决方案如下：

首先，预设n个读取器，m个待定位标签，待定位标签对应于本发明中的目标人物。图2示出读取器和参考标签的一种可选的分布图，如图2所示，n＝4，预设4个读取器，A/B/C/D为读取器，1个参考标签位于待定位的区间内，例如卧室内。电子标签实物图如图3所示。通过以下步骤实现对目标人物的位置确定：

1)n个读取器读到的m个待定位标签的信号强度矩阵为:S＝(S₁，S₂，...，S_m),S代表的是运动物体的信号强度，比如人体，在室内运动的信号强度。S₁是一个n*1列矩阵，代表n个读取器读到的第一个人的信号强度。

2)n个读取器读到的m个待定位标签的信号强度矩阵为θ＝(θ₁，θ₂，...，θ_m),θ₁是一个n*1列矩阵，代表n个读取器读到的第一个待定位标签的信号强度。

3)根据强度来确定位置，强度确定后，位置也就对应的确定了。因此,第j个待定位标签和读取器之间的相对几何距离为:

信号强度的大小是与相对距离相关，信号强度和距离成反比，距离越远强度越低。

4)通过上式可以求出第j个待定位标签和每个读取器的相对距离，由于读取器位置已知，因此还可以得到第j个待定位标签相对于每个读取器的位置(x_l，y_l)，取平均值后可以得出待求定位标签的位置坐标如下:

在获取目标人物的位置后，根据目标人物的位置控制家居设备，包括：根据目标人物的位置确定目标人物所在的房间；对目标人物所在的房间的家居设备进行自动控制。把家庭看做一个整体，通过计算出人的坐标，确定人在哪个房间，进而对该房间进行智能控制。

对于第二种自动控制方案，即采用节能控制算法控制家居设备，包括：开始计时；如果计时时间达到第二预设时间，控制家居设备进入安静模式，控制降低家居设备的运行功率；如果计时时间达到第三预设时间，控制家居设备进入无人模式，控制关闭家居设备；其中，第三预设时间大于第二预设时间。

在节能方面，通过红外遥感技术检测是否有人，设计了“一般模式”、“安静模式”、“无人模式”三种节能方案：控制终端控制、本地语音控制作为“一般模式”；当感应到室内无人的时间大于30分钟(对应于第一预设时间)时，会由“一般模式”向“安静模式”转换，室内的灯光亮度会自动开始变暗；当红外感应到室内无人的时间大于1小时(对应于第二预设时间)后，会进一步由“安静模式”向“无人模式”转换，室内的灯光会逐渐变暗直至熄灭，若室内还有其它电器在工作，也会被自动调节关闭。图4示出家居设备的功率变化的一种可选的示意图。由图4可以得到节约的电能：

W_i＝∑P_iT；通过三种方案节约的总电能：

进一步地，对家居设备进行自动控制，还包括：监测室内污染物浓度；如果室内污染物浓度大于预设浓度，控制空气净化设备或通风设备开启，降低室内污染物的浓度。可选地，采用MQ-9CO监测器，24小时监控室内的CO浓度状况，一旦超过《室内空气质量标准》，就会自动打开窗户，更新室内的空气，当达到适宜的空气状况时又会自动关闭窗户，使室内的污染物减小并降到最低。

本发明提供了一种家居设备控制方案，只需安装一个智能家电中央控制器并且在不更换客户原有家电电器、装修的基础上安装各部分智能辅助器进行兼容，再通过手机APP、网页客户端、PC客户端和语音口令任意三种方式就可以实现家用电器、门窗等全方位智能操作和监控。

实施例2

基于上述实施例1中提供的家居设备控制方法，在本发明优选的实施例2中还提供了一种家居设备控制系统，具体地，图5示出该家居设备控制系统的一种可选的结构框图，如图5所示，该系统包括：

第三方语音识别平台，用于采集用户的语音控制信号，并识别用户的控制指令；优选地，本发明采用百度语音识别引擎，识别语音数据。

客户端，与第三方语音识别平台和家居设备连接，用于接收控制指令，并根据控制指令对家居设备进行相应的控制。

图6示出上述采用语音控制家居设备的一种可选的流程图，如图6所示，语音控制流程为：语音控制端将用户的语音控制信号发送给信息处理系统，信息处理系统将控制指令发送给单片机，单片机执行灯开关与亮度调节、窗户与门开关调节、电视机开关调节、空调调节、温度湿度、CO浓度调节、电压监控调节等一系列家居设备控制。

进一步地，本系统还包括：智能辅助设备，与客户端连接，用于根据控制指令控制家居设备。优先地，智能辅助设备为硬件驱动设备。

在本发明另一个优选的实施方式中，还包括：云服务器，与客户端和控制终端连接，用于接收控制终端的控制指令，并发送给客户端，实现控制终端对家居设备的控制；其中，控制终端至少包括以下之一：网页端、PC端、手机APP。其中，云服务器还用于：通过客户端获取家居设备的运行状态，并将运行状态反馈给控制终端，实现控制终端对家居设备的监测。

图6还示出上述采用控制终端控制家居设备的一种可选的流程图，如图6所示，控制终端控制流程为：网页控制端、基于windows系统控制端将用户的控制指令发送给阿里云服务器，服务器转发至信息处理系统，信息处理系统将控制指令发送给单片机，单片机执行灯开关与亮度调节、窗户与门开关调节、电视机开关调节、空调调节、温度湿度、CO浓度调节、电压监控调节等一系列家居设备控制。

在本发明另一个优选的实施方式中，还提供了一种网页控制端软件设计流程图和PC端软件设计流程图。其中，网页控制端软件设计流程图如图7所示，包括如下步骤：网页控制端程序→Apach服务器→Php服务器→MySQL服务器→Serve程序→客户端程序→STC12C5A60S2单片机→电器功能调节。PC控制端软件设计流程图如图8所示，包括如下步骤：基于windows系统PC端程序→Serve程序→客户端程序→STC12C5A60S2单片机→电器功能调节。

在本发明另一个可选的实施方式中，客户端还包括：通信模块，与家居设备的遥控模块连接，用于将控制指令发送给遥控模块，通过遥控模块对家居设备进行控制。

关于上述实施例中的系统，其中各个单元、模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例3

基于上述实施例2中提供的家居设备控制系统，在本发明优选的实施例3中还提供了一种智能家居产品，包括上述的家居设备控制系统。

实施例4

基于上述实施例1中提供的家居设备控制方法，在本发明优选的实施例4中还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的家居设备控制方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种家居设备控制方法，其特征在于，包括：

通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集，并识别所述用户的控制指令；

接收所述第三方语音识别平台识别的所述用户的控制指令，根据所述控制指令对家居设备进行相应的控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过第三方语音识别平台对用户的语音控制信号进行采集之前，还包括：

识别所述用户的语音控制信号的类别；其中，所述类别至少包括近场语音和远场语音；

在所述类别为近场语音时，触发通过所述第三方语音识别平台对所述用户的语音控制信号进行采集；

在所述类别为远场语音时，对所述远场语音进行预处理，之后触发通过所述第三方语音识别平台对所述用户的语音控制信号进行采集。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述控制指令对家居设备进行相应的控制，包括：

根据所述控制指令对所述家居设备的智能辅助设备进行控制，实现对所述家居设备的控制；其中，所述智能辅助设备安装于所述家居设备上，用于控制所述家居设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述控制指令对家居设备进行相应的控制，包括：

与所述家居设备的遥控模块通信，将所述控制指令发送给所述遥控模块，通过所述遥控模块对所述家居设备进行控制。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收控制终端的控制指令，根据所述控制终端的控制指令对家居设备进行相应的控制；其中，所述控制终端至少包括以下之一：网页控制端、PC控制端、手机控制端。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

监听是否收到所述用户的控制指令；

如果在第一预设时间内未收到所述用户的控制指令，进入自动控制模式，对所述家居设备进行自动控制。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述家居设备进行自动控制，包括：

检测室内是否存在目标人物；

如果存在，采用标签定位法确定所述目标人物的位置，根据所述目标人物的位置控制所述家居设备；

如果不存在，采用节能控制算法控制所述家居设备。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用标签定位法确定所述目标人物的位置，包括：

获取读取器读取的参考标签的信号强度和所述目标人物的信号强度；其中，室内预设有读取器和参考标签；

根据所述参考标签的信号强度与所述目标人物的信号强度的差值，确定所述参考标签与所述目标人物的相对距离；

获取参考标签的位置，根据所述相对距离和所述参考标签的位置确定所述目标人物的位置。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述目标人物的位置控制所述家居设备，包括：

根据所述目标人物的位置确定所述目标人物所在的房间；

对所述目标人物所在的房间的家居设备进行自动控制。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用节能控制算法控制所述家居设备，包括：

开始计时；

如果所述计时时间达到第二预设时间，控制所述家居设备进入安静模式，控制降低所述家居设备的运行功率；

如果所述计时时间达到第三预设时间，控制所述家居设备进入无人模式，控制关闭所述家居设备；其中，所述第三预设时间大于所述第二预设时间。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述家居设备进行自动控制，还包括：

监测室内污染物浓度；

如果所述室内污染物浓度大于预设浓度，控制空气净化设备或通风设备开启，降低所述室内污染物的浓度。

12.一种家居设备控制系统，其特征在于，包括：

第三方语音识别平台，用于采集用户的语音控制信号，并识别所述用户的控制指令；

客户端，与第三方语音识别平台和家居设备连接，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令对所述家居设备进行相应的控制。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括：

智能辅助设备，与所述客户端连接，用于根据所述控制指令控制所述家居设备。

14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述客户端还包括：

通信模块，与所述家居设备的遥控模块连接，用于将所述控制指令发送给所述遥控模块，通过所述遥控模块对所述家居设备进行控制。

15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括：

云服务器，与所述客户端和控制终端连接，用于接收所述控制终端的控制指令，并发送给所述客户端，实现所述控制终端对所述家居设备的控制；其中，所述控制终端至少包括以下之一：网页控制端、PC控制端、手机控制端。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述云服务器还用于：通过所述客户端获取所述家居设备的运行状态，并将所述运行状态反馈给所述控制终端，实现所述控制终端对所述家居设备的监测。

17.一种智能家居产品，其特征在于，包括如权利要求12至16中任一项所述的家居设备控制系统。

18.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1至11中任一项所述的家居设备控制方法。