CN113342095A - 一种基于树莓派的智能化镜子控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于树莓派的智能化镜子控制系统，包括镜框、原子镜、电子显示屏、小型摄像头、超声波传感器、温湿度传感器、麦克风、扬声器、指纹识别模块、树莓派模块及手机端智能镜子APP；树莓派模块根据超声波传感器距离检测的结果判断前方是否有人，从而决定是否唤醒电子显示屏；温湿度传感器实时检测镜子周围环境的温度与湿度，树莓派模块并将检测结果显示在电子显示屏上；树莓派模块通过小型摄像头拍摄的照片进行人脸检测和情感分析，将分析结果显示在电子显示屏上；本发明不仅能够满足日常整理仪容照镜子的需要，还拥有查看日期时间、天气状况、新闻时事、人机语音交互以及人脸检测等诸多智能化功能，给用户带来了极大的便利。

Description

一种基于树莓派的智能化镜子控制系统

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种基于树莓派的智能化镜子控制系统。

背景技术

随着互联网技术、智能传感与控制技术以及嵌入式计算机技术的发展，智能化家居开始步入人们的生活，这大大提高了用户舒适度及体验的满意度。近年来，树莓派在嵌入式开发中应用得越来越广泛，许多家居设计者选择将性能强大的树莓派与传统家居融合到一起，诞生出不少优秀的智能家居产品。镜子作为一种常见的家居用品，起到整理仪容的作用。但是传统的镜子功能单一，在智能化改造层面有很大的拓展空间。因此，设计一种能够与人智能交互并且提供信息提醒的智能化镜子控制系统具有较大的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于树莓派的智能化镜子控制系统，该智能化镜子不仅可以满足日常整理仪容照镜子的需要，还拥有查看日期时间、天气状况、新闻时事、人机语音交互以及人脸检测等诸多智能化功能。

本发明的技术方案如下：

一种基于树莓派的智能化镜子控制系统，包括镜框、原子镜、电子显示屏、小型摄像头、超声波传感器、温湿度传感器、麦克风、扬声器、指纹识别模块、树莓派模块及手机端智能镜子APP；

所述小型摄像头、超声波传感器、温湿度传感器、麦克风安装在镜框上部，扬声器、指纹识别模块安装在镜框侧面，电子显示屏安装于原子镜内侧，树莓派模块固定于电子显示屏背面；

所述电子显示屏通过HDMI线连接到树莓派模块的视频信号输出端，电子显示屏显示智能化镜子所要呈现的交互信息内容；

所述超声波传感器及温湿度传感器分别通过GPIO接口连接到树莓派模块的信号输入端，超声波传感器在检测到有人靠近智能化镜子时会唤醒电子显示屏，显示交互信息内容，温湿度传感器实时检测镜子周围环境的温度与湿度并将结果显示在电子显示屏上；

所述小型摄像头通过CSI接口连接到树莓派模块信号输入端，小型摄像头负责人脸实时检测，树莓派模块根据摄像头拍摄到的人脸照片调用内置的情感分析算法程序进行分析，在电子显示屏上显示情感分析结果；

所述麦克风及指纹识别模块分别通过USB接口连接到树莓派模块信号输入端，麦克风负责语音交互的人声输入，用户将已录入指纹信息的手指置于指纹识别模块上时可对智能化镜子的功能进行解锁；

所述扬声器通过音频传输线连接到树莓派模块音频信号输出端，播放智能化镜子语音交互的声音；

所述手机端智能镜子APP以无线网络的方式与智能化镜子的树莓派模块进行连接，用户可通过手机端智能镜子APP对智能化镜子上显示的日程安排进行远程查看和编辑。

进一步的，所述树莓派模块包括视觉分析单元、语音交互单元、指纹解锁单元、超声波距离检测单元、温湿度检测单元及网络信息获取单元；

所述视觉分析单元主要为树莓派对小型摄像头拍摄的照片使用情感分析算法进行处理，得到照片中人的情感状态并将其展示在电子显示屏上；

所述语音交互单元根据麦克风输入的用户声音，调用语音交互算法返回答复语句，并通过扬声器输出，用户要使用语音交互功能，需在麦克风前说出特定的功能唤醒语句，树莓派模块会循环判断麦克风有没有接收到特定的唤醒语句，当接收到特定的唤醒语句时启动语音交互程序；

所述指纹解锁单元是用户将手指置于镜框侧边的指纹采集区域上，指纹识别模块根据采集到的指纹信息判断该用户是否有智能化镜子各种功能的使用权限；

所述超声波距离检测单元是指镜框上部的超声波检测模块会检测前方设定距离阈值范围内是否有人存在，当用户与镜子的距离大于预先设定的距离阈值超过设定时间时，树莓派模块会将电子显示屏熄屏，同样地当用户与镜子的距离小于预先设定的距离阈值时，树莓派会唤醒熄灭的电子显示屏；

所述温湿度检测单元是指位于镜框上部的温湿度传感器实时检测周围环境的温湿度，树莓派模块将检测到的结果显示在电子显示屏上；

所述网络信息获取单元是指树莓派模块内置程序通过调用现有的新闻网站、天气网站API进行信息抓取，然后显示在电子显示屏上。

进一步的，智能化镜子控制系统的镜框的侧边开设两个电源接口，以用于电子显示屏计树莓派模块的电源供电。

进一步的，手机端智能镜子APP在远程查看和编辑智能化镜子上显示的日程安排信息的步骤如下：

步骤S101：手机端智能镜子APP向树莓派模块发送通信连接请求；

步骤S102：在获得与树莓派模块的通信连接后，将树莓派模块存储的有关镜子使用者日程安排的信息传输到手机端智能镜子APP的显示框内进行展示；

步骤S103：在手机端智能镜子APP的文字输入框输入想要创建的日程安排的文字，然后点击添加按钮，文字输入框的文本信息被传送到树莓派模块内进行存储，同时更新在电子显示屏上显示的日程安排信息。

本发明的有益效果在于：

1）本发明利用树莓派微型计算机模块，在镜子上集成语音交互、智能化信息查询、人脸检测、超声波测距唤醒等诸多有用的功能，使得用户在照镜子时能够阅览天气状况、新闻时事、日期时间和个人日程安排等信息，给用户带来了极大的便利。

2）本发明利用指纹识别模块对用户进行指纹验证登录，只有通过指纹验证的用户才可以使用智能化镜子的全部功能，提升了产品的使用安全度。

3）本发明搭配了手机端智能镜子APP，用户可以使用手机远程对智能化镜子上的用户个人日程安排进行查阅与编辑，做到了万物互联，进一步提升了用户的便利感。

附图说明

图1是本发明的系统框架示意图；

图2是本发明的功能结构图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步描述。

如图1-2所示，一种基于树莓派的智能化镜子控制系统，包括镜框、原子镜、电子显示屏、小型摄像头、超声波传感器、温湿度传感器、麦克风、扬声器、指纹识别模块、树莓派模块和配套的手机端智能镜子APP。

小型摄像头、超声波传感器、温湿度传感器、麦克风安装在镜框上部，扬声器、指纹识别模块安装在镜框侧面，电子显示屏安装于原子镜内侧，树莓派模块固定于电子屏背面。

电子显示屏通过HDMI线连接到树莓派模块的视频信号输出端，电子显示屏显示智能化镜子所要呈现的智能交互信息内容，如语音交互信息、天气日期信息、新闻时事信息、日程安排信息等。

超声波传感器、温湿度传感器通过GPIO接口连接到树莓派模块的信号输入端，超声波传感器在检测到有人靠近智能化镜子时会唤醒电子显示屏，显示镜面交互信息内容，温湿度传感器实时检测镜子周围环境的温度与湿度并将结果显示在电子显示屏上。

小型摄像头通过CSI接口连接到树莓派模块信号输入端，小型摄像头负责人脸实时检测，树莓派模块根据摄像头拍摄到的人脸照片调用内置的情感分析算法程序进行分析，在电子显示屏上显示情感分析结果。

麦克风和指纹识别模块通过USB接口连接到树莓派模块信号输入端，麦克风负责语音交互的人声输入，用户将已录入指纹信息的手指置于指纹识别模块上时可对智能化镜子的功能进行解锁。

扬声器通过音频传输线连接到树莓派模块音频信号输出端，播放智能化镜子语音交互的声音。

手机端智能镜子APP以无线网络的方式与智能化镜子的树莓派模块进行连接，用户可通过手机端智能镜子APP对智能化镜子上显示的日程安排进行远程查看和编辑。

树莓派模块集成了视觉分析单元、语音交互单元、指纹解锁单元、超声波距离检测单元、温湿度检测单元、网络信息获取单元。所述视觉分析主要为树莓派对小型摄像头拍摄的照片使用情感分析算法进行处理，得到照片中人的情感状态并将其展示在电子显示屏上；所述语音交互主要为根据麦克风输入的用户声音，调用语音交互算法返回答复语句，并通过扬声器输出来，用户要使用语音交互功能，还需在麦克风前说出特定的功能唤醒语句“魔镜魔镜”，树莓派模块会循环判断麦克风有没有接收到特定的唤醒语句，当接收到特定的唤醒语句时启动语音交互程序；所述指纹解锁是用户将手指置于镜框侧边的指纹采集区域上，指纹识别模块根据采集到的指纹信息判断该用户是否有智能化镜子各种功能的使用权限；所述超声波距离检测是指镜框上部的超声波检测模块会检测前方一定距离阈值范围内是否有人存在，当用户与镜子的距离大于预先设定的距离阈值超过一定时间时，树莓派模块会将电子显示屏熄屏，同样地当用户与镜子的距离小于预先设定的距离阈值时，树莓派会唤醒熄灭的电子显示屏；所述温湿度检测是指位于镜框上部的温湿度传感器实时检测周围环境的温湿度，树莓派模块将检测到的结果显示在电子显示屏上；所述网络信息获取主要是指树莓派模块内置程序通过调用现有的新闻网站、天气网站API进行信息抓取，然后显示在电子显示屏上。

智能化镜子的镜框的侧边开设两个电源接口，以用于电子显示屏和树莓派模块的电源供电。

手机端智能镜子APP在远程查看和编辑智能化镜子上显示的日程安排信息的步骤如下：

步骤S101：手机端智能镜子APP向树莓派模块发送通信连接请求。

步骤S102：在获得与树莓派模块的通信连接后，将树莓派模块存储的有关镜子使用者日程安排的信息传输到手机端智能镜子APP的显示框内进行展示。

步骤S103：在手机端智能镜子APP的文字输入框输入想要创建的日程安排的文字，然后点击添加按钮，文字输入框的文本信息被传送到树莓派模块内进行存储，同时更新在电子显示屏上显示的日程安排信息。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于树莓派的智能化镜子控制系统，包括镜框、原子镜、电子显示屏、小型摄像头、超声波传感器、温湿度传感器、麦克风、扬声器、指纹识别模块、树莓派模块及手机端智能镜子APP；

所述小型摄像头、超声波传感器、温湿度传感器、麦克风安装在镜框上部，扬声器、指纹识别模块安装在镜框侧面，电子显示屏安装于原子镜内侧，树莓派模块固定于电子显示屏背面；

所述电子显示屏通过HDMI线连接到树莓派模块的视频信号输出端，电子显示屏显示智能化镜子所要呈现的交互信息内容；

所述超声波传感器及温湿度传感器分别通过GPIO接口连接到树莓派模块的信号输入端，超声波传感器在检测到有人靠近智能化镜子时会唤醒电子显示屏，显示交互信息内容，温湿度传感器实时检测镜子周围环境的温度与湿度并将结果显示在电子显示屏上；

所述小型摄像头通过CSI接口连接到树莓派模块信号输入端，小型摄像头负责人脸实时检测，树莓派模块根据摄像头拍摄到的人脸照片调用内部集成的现有情感分析算法程序进行分析，在电子显示屏上显示情感分析结果；

所述麦克风及指纹识别模块分别通过USB接口连接到树莓派模块信号输入端，麦克风负责语音交互的人声输入，用户将已录入指纹信息的手指置于指纹识别模块上时可对智能化镜子的功能进行解锁；

所述扬声器通过音频传输线连接到树莓派模块音频信号输出端，播放智能化镜子语音交互的声音；

所述手机端智能镜子APP以无线网络的方式与智能化镜子的树莓派模块进行连接，用户可通过手机端智能镜子APP对智能化镜子上显示的日程安排进行远程查看和编辑。

2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能化镜子控制系统，其特征在于：所述树莓派模块包括视觉分析单元、语音交互单元、指纹解锁单元、超声波距离检测单元、温湿度检测单元及网络信息获取单元；

所述视觉分析单元主要为树莓派对小型摄像头拍摄的照片使用情感分析算法进行处理，得到照片中人的情感状态并将其展示在电子显示屏上；

所述语音交互单元根据麦克风输入的用户声音，调用语音交互算法返回答复语句，并通过扬声器输出，用户要使用语音交互功能，需在麦克风前说出特定的功能唤醒语句，树莓派模块会循环判断麦克风有没有接收到特定的唤醒语句，当接收到特定的唤醒语句时启动语音交互程序；

所述指纹解锁单元是用户将手指置于镜框侧边的指纹采集区域上，指纹识别模块根据采集到的指纹信息判断该用户是否有智能化镜子各种功能的使用权限；

所述超声波距离检测单元是指镜框上部的超声波检测模块会检测前方设定距离阈值范围内是否有人存在，当用户与镜子的距离大于预先设定的距离阈值超过设定时间时，树莓派模块会将电子显示屏熄屏，同样地当用户与镜子的距离小于预先设定的距离阈值时，树莓派会唤醒熄灭的电子显示屏；

所述温湿度检测单元是指位于镜框上部的温湿度传感器实时检测周围环境的温湿度，树莓派模块将检测到的结果显示在电子显示屏上；

所述网络信息获取单元是指树莓派模块内置程序通过调用现有的新闻网站、天气网站API进行信息抓取，然后显示在电子显示屏上。

3.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能化镜子控制系统，其特征在于：所述智能化镜子控制系统的镜框的侧边开设两个电源接口，以用于电子显示屏计树莓派模块的电源供电。

4.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能化镜子控制系统，其特征在于：所述手机端智能镜子APP在远程查看和编辑智能化镜子上显示的日程安排信息的步骤如下：

步骤S101：手机端智能镜子APP向树莓派模块发送通信连接请求；

步骤S102：在获得与树莓派模块的通信连接后，将树莓派模块存储的有关镜子使用者日程安排的信息传输到手机端智能镜子APP的显示框内进行展示；

步骤S103：在手机端智能镜子APP的文字输入框输入想要创建的日程安排的文字，然后点击添加按钮，文字输入框的文本信息被传送到树莓派模块内进行存储，同时更新在电子显示屏上显示的日程安排信息。

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