CN115826427A - 一种应用于智能家居的人机交互系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于智能家居的人机交互系统，包括信号采集模块，用于获取人体指令数据并对人体指令数据进行预处理；智能家电模块，包括设置于室内环境中的若干种智能家电；人机交互模块，用于根据人体指令数据对所述智能家电模块进行控制；防盗模块，用于室内防盗以及火灾预警；环境监测模块，用于获取室内环境的温湿度、悬浮颗粒、有害气体参数；显示模块，用于对环境监测模块获取的参数进行实时显示；智能状态模块，用于获取室内人员状态，根据室内人员状态对所述智能家电进行控制。本发明所提供的人机交互系统兼具人机交互功能、防盗功能、环境监测功能、智能状态切换功能，并且在实现智能状态切换的同时提供安全保障。
Description
技术领域
本发明属于智能家居领域，特别是涉及一种应用于智能家居的人机交互系统。
背景技术
智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(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、影音服务器、影柜系统、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。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，还兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，同时可为各种能源费用节约资金。
现有智能家居系统中的种种缺陷在于往往通过单一的方式与业主进行交互，无法实现与业主在多种途径上的人机交互，无法满足不同年龄不同状态人群的生活需求，同时传统家居中家电的开启关闭以及状态设置往往在接收业主指令后才根据指令进行切换，无法实现根据室内环境以及人员状况进行智能切换。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于智能家居的人机交互系统，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种应用于智能家居的人机交互系统，包括信号采集模块、人机交互模块、智能家电模块、防盗模块、环境监测模块、显示模块、智能状态模块；
所述信号采集模块用于获取人体指令数据并对所述人体指令数据进行预处理；
所述人机交互模块用于根据所述人体指令数据对所述智能家电模块进行控制；
所述智能家电模块包括设置于室内环境中的若干种智能家电；
所述防盗模块用于室内防盗以及火灾预警；
所述环境监测模块用于获取室内环境的温湿度、悬浮颗粒、有害气体参数；
所述显示模块用于对所述环境监测模块获取的参数进行实时显示；
所述智能状态模块用于获取室内人员状态，根据所述室内人员状态对所述智能家电进行控制。
可选地，所述人体指令数据包括人体姿态信号、音频信号；所述信息采集模块包括听觉传感器、佩戴式传感器；
所述听觉传感器用于采集所述音频信号；所述佩戴式传感器用于采集所述人体姿态信号；所述预处理包括：所述信号采集模块对所述音频信号进行背景声去除、噪声去除、空白声去除；对所述人体姿态信号进行描边，获取人体轮廓。
可选地，所述人机交互模块对所述音频信号进行音频识别，提取所述音频信号中的文字信息，根据所述文字信息对所述智能家电模块进行控制；所述人机交互模块根据所述人体轮廓获取手臂关节点位置，同时获取与所述手臂关节点位置距离最近的智能家电，对所述距离最近的智能家电进行控制。
可选地，所述人机交互模块根据所述人体轮廓获取手臂弯曲角度，根据所述手臂弯曲角度获取手臂动作指令，根据所述手臂动作指令对所述智能家电进行控制，当所述手臂弯曲角度大于90°且小于180°时，对所述智能家电的当前数值进行向上调整控制，当所述手臂弯曲角度小于90°时，对所述智能家电的当前数值进行向下调整控制，当所述手臂弯曲角度等于或近似180°，对所述智能家电进行切换开关状态控制。
可选地，所述智能家电包括智能电视、智能空调、智能灯组、智能冰箱、智能音响；
所述防盗模块包括若干种报警器，所述报警器包括但不限于门磁报警器、窗磁报警器、烟雾报警器，所述防盗模块与业主的手机无线连接，当所述报警器响起时，所述防盗模块与业主进行无线通讯。
可选地，所述环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器、气体传感器；
所述温度传感器与所述湿度传感器用于检测环境温湿度，所述粉尘传感器用于检测悬浮颗粒物，所述气体传感器用于检测有害气体含量，所述环境监测模块将传感器的数值传输至所述显示模块。
可选地，所述智能状态模块包括一个光线传感器，当所述光线传感器的显示数值小于100时，所述智能状态模块切换为白天状态，将所述智能家电中的智能灯组关闭，当所述光线传感器的显示数值大于500时，所述智能状态模块切换为夜间状态，将所述智能灯组打开；
所述智能状态模块还包括一个摄像装置以及存储装置，当所述摄像装置拍摄到人体图像时，所述智能状态模块将所述人体图像传输至所述存储装置，同时根据所述存储装置内的存储图像判断是否业主，当判断为业主时，所述智能状态模块切换为回家状态，所述回家状态包括对所述智能家电进行开关控制以及数值调整；当所述摄像装置连续2h未拍摄到人体图像时，所述智能状态模块切换为无人状态，控制所述智能家电关闭；当判断所述人体图像为所述存储图像中未出现过的人体图像时，所述智能状态模块控制所述防盗模块进行报警。
可选地，所述显示模块对所述环境监测模块中的传感器数值进行格式统一，并将所述传感器数值进行数值、表格形式的显示，同时所述显示模块按照数值的变化与获取时间分别对每种传感器参数构建参数变化曲线，并将每种参数变化曲线进行显示。
本发明的技术效果为：
本发明所提供的人机交互系统兼具人机交互功能、防盗功能、环境监测功能、智能状态切换功能，通过获取音频信息与人体手臂姿势实现多种途径的人机交互，并且根据图像采集获取室内人员情况，根据人员情况进行家电控制或者预警，在实现智能状态切换的同时提供安全保障。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中的应用于智能家居的人机交互系统结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示，本实施例中提供一种应用于智能家居的人机交互系统，包括信号采集模块、人机交互模块、智能家电模块、防盗模块、环境监测模块、显示模块、智能状态模块；具体地：
信号采集模块用于获取人体指令数据并对所述人体指令数据进行预处理；其中，人体指令数据包括人体姿态信号、音频信号；所述信息采集模块包括听觉传感器、佩戴式传感器；
听觉传感器用于采集所述音频信号；佩戴式传感器用于采集所述人体姿态信号；获取音频信号后，所述信息采集模块对音频信号进行背景声去除、噪声去除、空白声去除；获取人体姿态信号后，对所述人体姿态信号进行描边，获取人体轮廓，并将处理后的信号传输至人机交互模块。
接收指令数据后，通过人机交互模块对音频信号进行音频识别，提取所述音频信号中的文字信息，并根据所述文字信息对所述智能家电模块进行控制；在根据人体姿态进行人机交互的过程中，所述人机交互模块根据所述人体轮廓获取手臂关节点位置，同时获取与所述手臂关节点位置距离最近的智能家电，通过该方法确定业主需要控制的家电，即与业主手臂位置距离最近的智能家电。
确定需要控制的家电后，人机交互模块根据所述人体轮廓获取手臂弯曲角度，根据所述手臂弯曲角度获取手臂动作指令，根据所述手臂动作指令对所述智能家电进行控制，当所述手臂弯曲角度大于90°且小于180°时，对智能家电的当前数值进行向上调整控制，当所述手臂弯曲角度小于90°时，对智能家电的当前数值进行向下调整控制，例如此时需要对智能空调的温度进行调整，若进行向上调整控制，则智能空调的温度值上升，若进行向下调整控制，则智能空调的温度值下降，当所述手臂弯曲角度等于或近似180°时，对智能家电进行切换开关状态控制，若此刻需要控制的家电处于开启状态，则将其关闭，若处于关闭状态则将其打开。
智能家电模块包括设置于室内环境中的若干种智能家电，包括但不限于智能电视、智能空调、智能灯组、智能冰箱、智能音响。
防盗模块用于室内防盗以及火灾预警，防盗模块包括但不限于门磁报警器、窗磁报警器、烟雾报警器，同时支持实时通讯功能，所述防盗模块与业主的手机进行无线连接，当所述报警器响起时，所述防盗模块与业主进行无线通讯，告知业主家中意外情况的发生。
环境监测模块用于获取室内环境的温湿度、悬浮颗粒、有害气体参数，括温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器、气体传感器；
其中，温度传感器与湿度传感器用于检测环境温湿度，粉尘传感器用于检测悬浮颗粒物，气体传感器用于检测有害气体含量，获取参数后，环境监测模块将传感器的数值传输至显示模块
作为本申请的一种较佳实施方式，显示模块对环境监测模块中的传感器数值进行格式统一，并将所述传感器数值进行数值、表格形式的显示，同时，显示模块按照数值的变化与获取时间分别对每种传感器参数构建参数变化曲线，并将每种参数变化曲线进行实时显示，以此表示室内环境的变化趋势。
智能状态模块中包括一个光线传感器，用于根据室内光照条件判断此时处于白天还是黑夜，当光线传感器的显示数值小于100时，所述智能状态模块切换为白天状态，将智能家电中的智能灯组关闭，当光线传感器的显示数值大于500时，智能状态模块则切换为夜间状态，将智能灯组打开；
作为本申请的一种较佳实施方式，智能状态模块还包括一个摄像装置以及存储装置，当所述摄像装置拍摄到人体图像时，所述智能状态模块将所述人体图像传输至所述存储装置，同时根据所述存储装置内的存储图像判断是否业主，当判断为业主时，所述智能状态模块切换为回家状态，所述回家状态包括对所述智能家电进行开关控制以及数值调整；当所述摄像装置连续2h未拍摄到人体图像时，所述智能状态模块切换为无人状态，控制所述智能家电关闭；当判断所述人体图像为所述存储图像中未出现过的人体图像时，所述智能状态模块控制所述防盗模块进行报警。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种应用于智能家居的人机交互系统，其特征在于，包括信号采集模块、人机交互模块、智能家电模块、防盗模块、环境监测模块、显示模块、智能状态模块；
所述信号采集模块用于获取人体指令数据并对所述人体指令数据进行预处理；
所述人机交互模块用于根据所述人体指令数据对所述智能家电模块进行控制；
所述智能家电模块包括设置于室内环境中的若干种智能家电；
所述防盗模块用于室内防盗以及火灾预警；
所述环境监测模块用于获取室内环境的温湿度、悬浮颗粒、有害气体参数；
所述显示模块用于对所述环境监测模块获取的参数进行实时显示；
所述智能状态模块用于获取室内人员状态，根据所述室内人员状态对所述智能家电进行控制。
2.根据权利要求1所述的应用于智能家居的人机交互系统，其特征在于，所述人体指令数据包括人体姿态信号、音频信号；所述信号采集模块包括听觉传感器、佩戴式传感器；
所述听觉传感器用于采集所述音频信号；所述佩戴式传感器用于采集所述人体姿态信号；所述预处理包括：所述信号采集模块对所述音频信号进行背景声去除、噪声去除、空白声去除；对所述人体姿态信号进行描边，获取人体轮廓。
3.根据权利要求2所述的应用于智能家居的人机交互系统，其特征在于，所述人机交互模块对所述音频信号进行音频识别，提取所述音频信号中的文字信息，根据所述文字信息对所述智能家电模块进行控制；所述人机交互模块根据所述人体轮廓获取手臂关节点位置，同时获取与所述手臂关节点位置距离最近的智能家电，对所述距离最近的智能家电进行控制。
4.根据权利要求2所述的应用于智能家居的人机交互系统，其特征在于，所述人机交互模块根据所述人体轮廓获取手臂弯曲角度，根据所述手臂弯曲角度获取手臂动作指令，根据所述手臂动作指令对所述智能家电进行控制，当所述手臂弯曲角度大于90°且小于180°时，对所述智能家电的当前数值进行向上调整控制，当所述手臂弯曲角度小于90°时，对所述智能家电的当前数值进行向下调整控制，当所述手臂弯曲角度等于或近似180°，对所述智能家电进行切换开关状态控制。
5.根据权利要求1所述的应用于智能家居的人机交互系统，其特征在于，所述智能家电包括智能电视、智能空调、智能灯组、智能冰箱、智能音响；
所述防盗模块包括若干种报警器，所述报警器包括但不限于门磁报警器、窗磁报警器、烟雾报警器，所述防盗模块与业主的手机无线连接，当所述报警器响起时，所述防盗模块与业主进行无线通讯。
6.根据权利要求1所述的应用于智能家居的人机交互系统，其特征在于，所述环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器、气体传感器；
所述温度传感器与所述湿度传感器用于检测环境温湿度，所述粉尘传感器用于检测悬浮颗粒物，所述气体传感器用于检测有害气体含量，所述环境监测模块将传感器的数值传输至所述显示模块。
7.根据权利要求1所述的应用于智能家居的人机交互系统，其特征在于，所述智能状态模块包括一个光线传感器，当所述光线传感器的显示数值小于100时，所述智能状态模块切换为白天状态，将所述智能家电中的智能灯组关闭，当所述光线传感器的显示数值大于500时，所述智能状态模块切换为夜间状态，将所述智能灯组打开；
所述智能状态模块还包括一个摄像装置以及存储装置，当所述摄像装置拍摄到人体图像时，所述智能状态模块将所述人体图像传输至所述存储装置，同时根据所述存储装置内的存储图像判断是否业主，当判断为业主时，所述智能状态模块切换为回家状态，所述回家状态包括对所述智能家电进行开关控制以及数值调整；当所述摄像装置连续2h未拍摄到人体图像时，所述智能状态模块切换为无人状态，控制所述智能家电关闭；当判断所述人体图像为所述存储图像中未出现过的人体图像时，所述智能状态模块控制所述防盗模块进行报警。
8.根据权利要求1所述的应用于智能家居的人机交互系统，其特征在于，所述显示模块对所述环境监测模块中的传感器数值进行格式统一，并将所述传感器数值进行数值、表格形式的显示，同时所述显示模块按照数值的变化与获取时间分别对每种传感器参数构建参数变化曲线，并将每种参数变化曲线进行显示。
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