CN113691907B - 一种智慧家庭中声随人动方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智慧家庭中声随人动方法及系统，方法包括安装雷达数据采集模块和终端音箱；建立终端音箱与音响控制器的连接；建立雷达数据采集模块与边缘服务中间件的连接；雷达数据采集模块采集用户位置信息上报给边缘服务中间件；边缘服务中间件进行数据处理并输出世界坐标；边缘服务中间件将世界坐标传输给声场处理模块，声场处理模块将音量传输给音响控制模块，音响控制模块下发指令给音响控制器；音响控制器控制各终端音箱的音量。本发明基于毫米波雷达技术，将用户在家庭中的位置信息进行处理，经过声场算法的转换，结合全屋音响的位置，将用户的位置坐标转换为音箱的音量信息来控制音箱音量，实现电视声音跟随人的位置变化而变化的效果。

Description

一种智慧家庭中声随人动方法及系统
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种智慧家庭中声随人动方法及系统。
背景技术
随着智能家居技术的发展和人们对高品质居家生活的追求，全屋音响给人们的居家生活带来震撼的听觉享受，基于全屋音响的声随人动系统根据用户的位置定位实现了电视播放声音的实时跟随，即当用户在电视上看电影或者听歌，人们在不同的房间移动，电视播放的声音能够跟随用户的位置而进行播放，这样无论用户走到哪个房间，都可以真切的听到电视播放的声音，不会担心错过精彩的内容。
目前在智能家居行业声随人动的实现方案中，一般采用音箱上的拾音组件获取用户的位置从而调整喇叭组件的方向而进行播放，但这种方案对用户的位置判断不准确，在全屋音响系统中实现声随人动的延迟较大、效果不佳。
发明内容
本发明提供了一种智慧家庭中声随人动方法及系统，以解决现上述技术问题。
本发明采用的技术方案是：一种智慧家庭中声随人动方法，包括以下步骤：
安装雷达数据采集模块和终端音箱；
建立终端音箱与音响控制器之间的连接；
建立雷达数据采集模块与边缘服务中间件之间的连接；
雷达数据采集模块采集用户位置信息上报给边缘服务中间件；
边缘服务中间件进行数据处理并输出基于全屋世界坐标体系下的坐标；
边缘服务中间件将世界坐标传输给声场处理模块，声场处理模块根据用户和音箱的位置，将位置坐标信息转换为音箱的音量信息；
声场处理模块将计算出来的音量传输给音响控制模块，音响控制模块转换为控制指令，下发给音响控制器；
音响控制器控制各个终端音箱的音量，从而实现用户坐标位置和音箱音量的转换。
作为智慧家庭中声随人动方法的一种优选方式，所述安装雷达数据采集模块和终端音箱包括：
将雷达数据采集模块安装在各个房间内，并确保能够覆盖房间的全部范围，将终端音箱安装在家庭各个房间内。
作为智慧家庭中声随人动方法的一种优选方式，所述建立终端音箱与音响控制器之间的连接方法包括：
将音响控制器作为USB设备插在智能电视的USB插口上，并将音响控制器和终端音箱安进行配对，使之组成一套完整的音响系统。
作为智慧家庭中声随人动方法的一种优选方式，所述建立雷达数据采集模块与边缘服务中间件之间的连接方法包括：
边缘服务中间件和雷达数据采集模块通过TCP/IP网络协议进行信息通信，边缘服务中间件作为服务端接收雷达位置数据，雷达数据采集模块作为客户端发送雷达位置数据；
雷达数据采集模块上电后主动连接边缘服务中间件的服务器；建立连接后边缘服务中间件下发蓝牙设备白名单；
雷达数据采集模块接收到蓝牙设备白名单后，根据蓝牙地址进行扫描连接。
作为智慧家庭中声随人动方法的一种优选方式，所述边缘服务中间件进行数据处理过程包括：数据包拆包、数据解析、世界坐标转换处理。
作为智慧家庭中声随人动方法的一种优选方式，所述音响控制器和终端音箱通过LoRa无线传输协议通信。
作为智慧家庭中声随人动方法的一种优选方式，所述边缘服务中间件、声场处理模块、音响控制模块作为应用程序运行于智能电视后台。
本发明还提供一种智慧家庭中声随人动系统，包括雷达数据采集模块、边缘服务中间件、声场处理模块、音响控制模块、音响控制器和终端音箱；
雷达数据采集模块和终端音箱安装于家庭各个房间内；
雷达数据采集模块包括基于毫米波雷达技术的雷达模组，用于采集用户在家庭中的位置信息；
边缘服务中间件与雷达数据采集模块连接，边缘服务中间件用于接收雷达位置数据、数据处理、输出基于全屋世界坐标体系下的坐标；
声场处理模块与边缘服务中间件连接，声场处理模块用于将用户位置坐标信息转换为音箱的音量信息；
音响控制模块与声场处理模块连接，音响控制模块用于将音箱的音量信息转换为控制指令下发给音响控制器；
音响控制器控制各个终端音箱的音量，从而实现用户坐标位置和音箱音量的转换。
作为智慧家庭中声随人动系统的一种优选方式，所述音响控制器作为USB dongle插在智能电视上，音响控制器和终端音箱通过LoRa无线传输协议通信。
作为智慧家庭中声随人动系统的一种优选方式，边缘服务中间件、声场处理模块、音响控制模块作为应用程序运行在智能电视端。
本发明的有益效果是：本发明基于毫米波雷达技术，将用户在家庭中的位置信息进行采集、数据解析、世界坐标转换等处理，经过声场算法的转换，再结合全屋音响的位置，将用户的位置坐标转换为音箱的音量信息来控制音箱音量，实现电视播放声音跟随人的位置变化而变化的效果，给人们带来舒适的居家体验，具有广阔的应用场景。
附图说明
图1为本发明公开的智慧家庭中声随人动方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
参见图1，一种智慧家庭中声随人动方法，包括以下步骤：
S1：安装雷达数据采集模块和终端音箱。
具体的，将雷达数据采集模块安装在各个房间内，并确保能够覆盖房间的全部范围，将终端音箱安装在家庭各个房间内。
S2：建立终端音箱与音响控制器之间的连接。
具体的，将音响控制器作为USB设备插在智能电视的USB插口上，并将音响控制器和终端音箱安进行配对，音响控制器和终端音箱通过LoRa无线传输协议通信，使之组成一套完整的全屋音响系统。
S3：建立雷达数据采集模块与边缘服务中间件之间的连接。
具体的，边缘服务中间件为现有技术，其等同于边缘计算中间件；雷达数据采集模块包括基于毫米波雷达技术的民用雷达模组。边缘服务中间件和雷达数据采集模块通过TCP/IP网络协议进行信息通信，边缘服务中间件作为服务端接收雷达位置数据，雷达数据采集模块作为客户端发送雷达位置数据。
雷达数据采集模块上电后主动连接边缘服务中间件的服务器；建立连接后边缘服务中间件下发蓝牙设备白名单，即雷达数据采集模块需要连接的雷达模组的蓝牙地址。
雷达数据采集模块接收到蓝牙设备白名单后，根据蓝牙地址进行扫描连接。
S4：雷达数据采集模块采集用户位置信息上报给边缘服务中间件。
具体的，雷达数据采集模块通过蓝牙通信方式将采集到的用户位置信息上报给边缘服务中间件。
S5：边缘服务中间件进行数据处理并输出基于全屋世界坐标体系下的坐标。
具体的，边缘服务中间件进行数据处理过程包括：数据包拆包、数据解析、世界坐标转换等处理。
S6：边缘服务中间件将世界坐标传输给声场处理模块，声场处理模块根据用户和音箱的位置，将位置坐标信息转换为音箱的音量信息。
具体的，声场处理模块根据用户和音箱的位置，可以采取多种方式将位置坐标信息转换为音箱的音量信息，比如，如果想让用户听的更清楚，则可以调大离用户近的终端音箱。或者可以根据音效来调节，比如3D音效、环绕音效、低音音效等，用户在不同房间，为了体现出不同的音效，各个终端音箱的声音是随之变化的。
S7：声场处理模块将计算出来的音量传输给音响控制模块，音响控制模块转换为控制指令，下发给音响控制器。
S8：音响控制器控制各个终端音箱的音量，从而实现用户坐标位置和音箱音量的转换。
具体的，边缘服务中间件、声场处理模块、音响控制模块可以作为应用程序运行于智能电视后台。
通过上述步骤便可实现当电视端播放音视频内容，用户在家庭中走动时，电视播放声音会跟随用户的位置而播放，即实现声随人动的效果。
实施例2
本实施公开一种智慧家庭中声随人动系统，包括雷达数据采集模块、边缘服务中间件、声场处理模块、音响控制模块、音响控制器和终端音箱。
音响控制器和终端音箱通过LoRa无线传输协议通信，构成全屋音响系统。
雷达数据采集模块和终端音箱安装于家庭各个房间内。
雷达数据采集模块包括基于毫米波雷达技术的雷达模组，用于采集用户在家庭中的位置信息。
边缘服务中间件与雷达数据采集模块连接，边缘服务中间件用于接收雷达位置数据、数据处理、输出基于全屋世界坐标体系下的坐标。
声场处理模块与边缘服务中间件连接，声场处理模块用于将用户位置坐标信息转换为音箱的音量信息。
音响控制模块与声场处理模块连接，所述音响控制器作为USB dongle插在智能电视上；音响控制模块用于将音箱的音量信息转换为控制指令下发给音响控制器。
音响控制器控制各个终端音箱的音量，从而实现用户坐标位置和音箱音量的转换。
本实施例中，边缘服务中间件、声场处理模块、音响控制模块可以作为应用程序运行在智能电视端。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智慧家庭中声随人动方法，其特征在于，包括以下步骤：
安装雷达数据采集模块和终端音箱；
建立终端音箱与音响控制器之间的连接；
建立雷达数据采集模块与边缘服务中间件之间的连接；
雷达数据采集模块采集用户位置信息上报给边缘服务中间件；
边缘服务中间件进行数据处理并输出基于全屋世界坐标体系下的坐标；
边缘服务中间件将世界坐标传输给声场处理模块，声场处理模块根据用户和音箱的位置，将位置坐标信息转换为音箱的音量信息；
声场处理模块将计算出来的音量传输给音响控制模块，音响控制模块转换为控制指令，下发给音响控制器；
音响控制器控制各个终端音箱的音量，从而实现用户坐标位置和音箱音量的转换。
2.根据权利要求1所述的智慧家庭中声随人动方法，其特征在于，所述安装雷达数据采集模块和终端音箱包括：
将雷达数据采集模块安装在各个房间内，并确保能够覆盖房间的全部范围，将终端音箱安装在家庭各个房间内。
3.根据权利要求2所述的智慧家庭中声随人动方法，其特征在于，所述建立终端音箱与音响控制器之间的连接方法包括：
将音响控制器作为USB设备插在智能电视的USB插口上，并将音响控制器和终端音箱安进行配对，使之组成一套完整的音响系统。
4.根据权利要求3所述的智慧家庭中声随人动方法，其特征在于，所述建立雷达数据采集模块与边缘服务中间件之间的连接方法包括：
边缘服务中间件和雷达数据采集模块通过TCP/IP网络协议进行信息通信，边缘服务中间件作为服务端接收雷达位置数据，雷达数据采集模块作为客户端发送雷达位置数据；
雷达数据采集模块上电后主动连接边缘服务中间件的服务器；建立连接后边缘服务中间件下发蓝牙设备白名单；
雷达数据采集模块接收到蓝牙设备白名单后，根据蓝牙地址进行扫描连接。
5.根据权利要求1所述的智慧家庭中声随人动方法，其特征在于，所述边缘服务中间件进行数据处理过程包括：数据包拆包、数据解析、世界坐标转换处理。
6.根据权利要求1所述的智慧家庭中声随人动方法，其特征在于，所述音响控制器和终端音箱通过LoRa无线传输协议通信。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的智慧家庭中声随人动方法，其特征在于，所述边缘服务中间件、声场处理模块、音响控制模块作为应用程序运行于智能电视后台。
8.一种智慧家庭中声随人动系统，其特征在于，包括雷达数据采集模块、边缘服务中间件、声场处理模块、音响控制模块、音响控制器和终端音箱；
雷达数据采集模块和终端音箱安装于家庭各个房间内；
雷达数据采集模块包括基于毫米波雷达技术的雷达模组，用于采集用户在家庭中的位置信息；
边缘服务中间件与雷达数据采集模块连接，边缘服务中间件用于接收雷达位置数据、数据处理、输出基于全屋世界坐标体系下的坐标；
声场处理模块与边缘服务中间件连接，声场处理模块用于将用户位置坐标信息转换为音箱的音量信息；
音响控制模块与声场处理模块连接，音响控制模块用于将音箱的音量信息转换为控制指令下发给音响控制器；
音响控制器控制各个终端音箱的音量，从而实现用户坐标位置和音箱音量的转换。
9.根据权利要求8所述的智慧家庭中声随人动系统，其特征在于，所述音响控制器作为USB dongle插在智能电视上，音响控制器和终端音箱通过LoRa无线传输协议通信。
10.根据权利要求8所述的智慧家庭中声随人动系统，其特征在于，边缘服务中间件、声场处理模块、音响控制模块作为应用程序运行在智能电视端。
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