CN204948446U - 一种语音智能照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种语音智能照明控制系统，包括云端服务器、至少一个智能照明装置及终端设备，所述云端服务器通过网络分别与智能照明装置及终端设备连接，用于传输监控指令和管理信息，所述智能照明装置包括通过局域网相互连接的智能路由器、至少一个LED灯具和至少一个智能可穿戴设备。本实用新型具备更智能的自动控制效果。

Description

一种语音智能照明控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能照明控制领域，特别涉及一种语音智能照明控制系统。

背景技术

随着社会经济的发展和人们环保意识的普遍提高，智能照明的应用渗透到生活的各个方面，在打造智慧、安全、节能、舒适和高效的照明环境方面发挥着越来越重要的作用。然而纵观现有家居智能照明系统，发现许多都是为了智能而智能，功能花哨却不实用。比如简单的一个按下开关开灯的动作，用上智能照明系统后，反而变得特别繁琐，需要掏出手机，打开App再点下按键才能把灯点亮。这样的设计非但用户体验很差，与智能照明的初衷更是背道而驰。有些智能照明系统虽然实现了自动化控制，但却需要安装大量独立的传感器节点，并且难以实现标准化，从而导致系统建设成本高昂，很难大规模普及推广。

智能可穿戴设备作为新一代个人消费电子产品，正在逐步渗透到我们的生活。目前已有智能手环、智能手表、智能眼镜等许许多多的智能可穿戴设备，相比于其他电子产品，可穿戴设备可以更持续长期的穿戴在人体上。其内置的大量传感器可以时刻感知人体及人体所处环境的各种变化，特别适合用于智能系统对外界因素的感知。

语音交互是一种更自然、更符合人类习惯的交互方式，它让用户可以通过自然语言和机器沟通，指示机器完成相应的任务。目前已有不少比较成熟的语音交互平台，例如国内比较知名的科大讯飞开放语义平台，就是一套集语义解析、智能问答、垂直搜索和业务接入于一体的技术接入平台，面向开发者提供一站式语义解决方案。将语音交互应用于智能照明系统不但可以解放用户双手，更能提高系统的智慧程度。

实用新型内容

为了克服现有智能照明系统的缺陷，本实用新型提供一种语音智能照明控制系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种语音智能照明控制系统，包括云端服务器、至少一个智能照明装置及终端设备，所述云端服务器通过网络分别与智能照明装置及终端设备连接，用于传输监控指令和管理信息，所述智能照明装置包括通过局域网相互连接的智能路由器、至少一个LED灯具和至少一个智能可穿戴设备。

所述智能可穿戴设备包括智能可穿戴设备控制模块、智能可穿戴设备通信模块、语音模块及传感器模块，用于采集用户的语音指令、用户位置信息、身心状态和环境光强温湿度信息，并通过局域网与终端设备连接；

所述智能路由器包括智能路由器控制模块及智能路由器通信模块，通过网络与云端服务器通信，用于提供云服务；

所述LED灯具包括LED灯具控制模块、LED灯具通信模块及LED灯珠模块。

所述传感器模块由重力传感器、加速度传感器、环境光传感器、温湿度传感器和生物电阻抗传感器中的一个或多个构成。

所述网络包括Internet、WiFi或GPRS，所述局域网包括ZigBee、BLE或WiFi。

所述终端设备包括计算机或手机，所述智能可穿戴设备包括智能手环或智能手表。

所述智能可穿戴设备佩戴于用户身上，通过可穿戴设备控制模块分析采集到的用户语音和传感量数据得到控制指令进而控制LED灯具，或通过智能可穿戴通信模块将采集到的传感器数据信息发送到智能路由器或终端设备上进行处理，再由系统根据处理结果控制LED灯具。

所述云端服务器能为用户提供固件升级、账号管理、远程控制和内容分享服务。

当自动设置的照明效果不满足用户需求时，智能可穿戴设备的语音模块和传感器模块让用户通过自然语言或触碰动作对照明效果实施纠正。

用户通过终端设备的程序，完成包括网络的设置、设备管理、帐号管理及用户偏好管理功能。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的语音智能照明控制系统具备更智能的自动控制效果。系统通过采集的传感器数据可以实现对LED灯具的开关、亮度、颜色和色温等属性的自动化控制，用户无需刻意去设置照明效果。

(2)本实用新型的语音智能照明控制系统具备更自然便捷的交互方式，用户通过自然语言就可使用所有常用功能，真正地解放了双手。同时由于穿戴设备几乎不离身的特点，用户可以做到随时随地、随心所欲的控制。

(3)本实用新型的语音智能照明控制系统可以降低智能照明系统的建设成本，由于系统利用了可穿戴设备上已有的传感器，并采用了更便捷高效的语音控制方式，因此不需要布置昂贵的独立传感器节点和笨拙的遥控器节点，可以大幅度降低智能照明系统的建设成本。

(4)本实用新型的语音智能照明控制系统具备完善的本地控制和云端服务，由于系统具备健全的局域网通信，因此即使不连接互联网也可以使用完善本地功能，当系统连接到云端服务器时，还可以实现固件升级、远程控制和内容分享等云服务功能。

附图说明

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种语音智能照明控制系统，包括云端服务器、至少一个智能照明装置及终端设备，所述云端服务器通过Internet、WiFi或GPRS等网络分别与智能照明装置及终端设备连接，用于传输监控指令和管理信息。所述智能照明装置包括通过ZigBee、BLE或WiFi等局域网相互连接的智能路由器、一个或多个LED灯具和一个或多个智能可穿戴设备。

所述智能可穿戴设备包括智能可穿戴设备控制模块、智能可穿戴设备通信模块、语音模块及传感器模块，用于采集用户的语音指令、用户位置信息、身心状态和环境光强温湿度信息；

所述智能路由器包括智能路由器控制模块及智能路由器通信模块，通过网络与云端服务器通信，用于提供云服务；

所述LED灯具包括LED灯具控制模块、LED灯具通信模块及LED灯珠模块。是一盏具备亮度、颜色和色温等一项或多项属性可调的独立LED灯；

本实施例中云端服务器可以向云服务提供商如亚马逊或阿里云等租用成熟稳定的云主机，通过运行在云主机上的Linux操作系统及相关应用程序为用户提供固件升级、远程控制和内容分享等服务，用户可以在已接入互联网的终端设备上通过App、网页等登陆账号对云主机进行访问。

本实施例中所述云端服务器与智能照明装置通过Internet连接；所述云端服务器与终端设备通过WiFi连接；所述智能照明装置内部的局域网通过ZigBee网络连接；所述智能可穿戴设备与终端设备通过BLE4.0连接。

本实施例中，终端设备是一部Android智能手机，其上运行的专用App可以对智能照明系统进行控制，App中集成讯飞开放平台的离线命令词识别模块，能对来自智能可穿戴设备的语音信息进行语义分析，并根据结果将控制指令返回给智能可穿戴设备。用户可以在手机上完成网络的配置、设备管理、账号管理、用户偏好管理等这些高级功能。在接入互联网后，用户还可以通过手机进行远程控制，也可以将自己节约能源等统计信息分享到社交工具上，以倡导绿色环保生活方式。

具体到本实施例，所述智能路由器可以是一部基于Linux或Android操作系统的嵌入式设备，为了方便说明此处采用树莓派和CC2530ZigBee收发模块来搭建智能路由器。树莓派是一款基于ARM的微型电脑主板，可以方便的接入网络，访问云主机上的内容。CC2530是TI公司生产的ZigBee片上集成系统，其上运行TI公司提供并通过ZigBee联盟认证的黄金单元Z-StackLighting1.0.2(ZLL)协议栈，用于构建智能照明控制系统的ZigBee个人局域网。树莓派与CC2530ZigBee收发模块通过串口通信连接，形成一个完整的智能路由器，通过其上的以太网接口访问云端服务器，其上的ZigBee通信模块可以集中管理智能照明装置的ZigBee局域网通信。

具体到本实施例，所述LED灯具是一盏能够进行ZigBee通信的RGBWLED球灯泡，其上控制及通信模块同样采用TI公司的CC2530和ZLL协议栈，能够通过ZigBee通信实现对其开关、亮度、颜色和色温的控制。

所述智能可穿戴设备是一个智能手环，该智能手环具备ZigBee和BLE通信的功能，其中ZigBee通信模块同样采用TI公司的CC2530和ZLL协议栈实现；BLE通信模块使用TI公司生产的低功耗蓝牙片上集成系统CC2540，用于实现蓝牙数据透传。CC2530和CC2540通过串口实现通信。智能手环上的语音模块由麦克风和处理音频信号的DSP芯片组成，可以对用户输入的语音进行采集和编码，并通过蓝牙发送给手机进行语义分析，根据收集返回的控制指令完成对LED灯具照明效果的设置。智能手环上的传感器模块由重力传感器、加速度传感器、环境光传感器、温湿度传感器和生物电阻抗传感器组成，其中重力传感器、加速度传感器可以获知用户的移动信息和对智能手环的触碰等操作；环境光传感器、温湿度传感器可以获知用户所处环境的光照亮度和温湿度情况；生物电阻抗传感器可以获知用户的心率、呼吸率及皮电反应指数等，从而得知用户的健康状况和心理状况。根据对这些传感器收集信息的综合处理确定最终的照明效果。

用户位置的获取不需要额外的传感器就能够实现。由于智能照明装置中至少有一个智能路由器和一个LED灯具，它们同时也是ZigBee节点，因此可以直接利用ZigBee的定位功能实现对第三个ZigBee节点——智能手环的定位，由于智能手环一直佩带在用户手腕上，因此也就实现了对用户的精确定位追踪。

本实施例中语音智能照明控制系统的工作过程如图2所示：系统上电后将根据ZigBee网络的定位原理获取用户的位置信息，如果位置信息为空，说明用户处于离开状态，此时查询是否接收到用户的远程控制指令，如果有则根据指令将灯光效果设置为相应模式，反之进入到离开模式；如果位置信息不为空，检测用户是否输入语音控制指令，若有则将语音信息通过蓝牙发送给手机进行语义分析，并根据返回的灯光模式进行设置，反之则采集智能手环上传感器数据，根据对数据的综合处理结果设置灯光模式。所有灯光模式的具体效果都可以通过手机上的App进行设置和管理。智能手环采集到的具体位置信息还可以确定哪些LED球灯泡需要设置为相应灯光模式。

本实用新型在于摒弃了传统智能照明系统笨拙的遥控器和以App交互为主的控制方式，通过引入智能可穿戴设备实现高度智能化，用户可以通过自然语言和简单触碰进行控制，同时成功避免现有智能照明系统需要布置大量传感器节点的弊病，通过利用智能可穿戴设备上已有的传感器，实现了更精准、更智能的自动化控制，并降低了智能照明系统的建设成本。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种语音智能照明控制系统，其特征在于，包括云端服务器、至少一个智能照明装置及终端设备，所述云端服务器通过网络分别与智能照明装置及终端设备连接，所述智能照明装置包括通过局域网相互连接的智能路由器、至少一个LED灯具和至少一个智能可穿戴设备。

2.根据权利要求1所述的一种语音智能照明控制系统，其特征在于，所述智能可穿戴设备包括智能可穿戴设备控制模块、智能可穿戴设备通信模块、语音模块及传感器模块，并通过局域网与终端设备连接；

所述智能路由器包括智能路由器控制模块及智能路由器通信模块，通过网络与云端服务器通信；

所述LED灯具包括LED灯具控制模块、LED灯具通信模块及LED灯珠模块。

3.根据权利要求2所述的一种语音智能照明控制系统，其特征在于，所述传感器模块由重力传感器、加速度传感器、环境光传感器、温湿度传感器和生物电阻抗传感器中的一个或多个构成。

4.根据权利要求1所述的一种语音智能照明控制系统，其特征在于，所述网络包括Internet、WiFi或GPRS，所述局域网包括ZigBee、BLE或WiFi。

5.根据权利要求1所述的一种语音智能照明控制系统，其特征在于，所述终端设备包括计算机或手机，所述智能可穿戴设备包括智能手环或智能手表。