CN208110345U - 辅助盲人的智能家用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助盲人的智能家用系统，通过设置可控的门禁单元，使盲人在室内任何地方都可以接收到来访请求并可远程控制开锁；通过设置导航单元，使盲人在行走的过程中能轻易避开障碍物，并能随时对盲人定位，及时为盲人指路；通过设置家电控制单元，能在室内的任意位置对照明灯及智能电器进行远程控制，通过设置智能手环和蓝牙耳机，使盲人随时随地接收到来访者的语音信息并与外界保持通讯，且携带方便；本系统还专门配备有可接受语音控制命令的wifi遥控器，能随意控制照明灯和智能电器工作，使用更方便；为了个人安全，室内还设置有摄像头，方便对独居的盲人群体进行监控，预防安全事故发生。

Description

辅助盲人的智能家用系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能家用系统，尤其涉及一种辅助盲人的智能家用系统。

背景技术

随着时代的飞速进步，人类早已迈入高度信息集成化时代，各种设备都已实现智能化，为了提高生活质量，可将各种设备集成为一个系统进行集中控制，可为人类生活带来极大的便利。盲人是一个特殊的群体，由于视觉的障碍导致盲人在日常的生活与出行中面临许多困难，若将这些智能化设备运用到盲人日常的生活中，将为盲人的生活带来极大的便利，使盲人生活质量大大提高。

目前，市场上只出现了部分专门引导盲人出行的导航系统或是专门用于盲人通讯的智能通讯设备，还没有出现完整的针对盲人群体特别研制的集导航、通讯和电器控制为一体的智能家用系统，因此，需要一种集成所有功能的辅助盲人生活的智能家用系统，能为盲人生活提供最大程度的便利，即使在无人陪同的生活中也能方便自如。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种辅助盲人的智能家用系统，具有导航、通讯、家用电器、门禁控制等多种功能，为盲人群体提供最大程度的便利，极大地提高了盲人的生活质量。

本实用新型的辅助盲人的智能家用系统，包括：包括门禁控制单元、中央控制单元、设置于盲杖上用于引导盲人行走的导航单元、用于控制室内照明及智能电器工作的家电控制单元、用于传输语音控制命令给中央控制单元的wifi遥控器、用于对室内监控的摄像头、用于与外界通信联络的智能手环以及与智能手环配对使用的蓝牙耳机，所述中央控制单元分别与导航单元、家电控制单元、wifi遥控器、智能手环和门禁控制单元通信连接，所述智能手环与蓝牙耳机通信连接，所述摄像头的信号输出端子与中央控制单元的视频信号输入端连接；

所述门禁控制单元包括可视对讲门铃和智能锁，所述可视对讲门铃的音频信号输出端与中央控制单元的音频信号输入端连接，所述智能锁与中央控制单元通信连接。

进一步，所述导航单元包括设置于盲杖上的导航控制器、设置于盲杖外侧面的用于检测障碍物的红外线传感器、设置于盲杖上的用于检测方向的电子罗盘、用于提供自身位置信息的定位模块、无线通信模块和电池，所述电池对导航控制器、红外线传感器、电子罗盘、无线通信模块和定位模块供电，所述导航控制器通过无线通信模块与中央控制单元通信连接，所述电子罗盘的信号输出端与导航控制器的方向信号输入端连接，所述红外线传感器的信号输出端与导航控制器的红外线信号输入端连接，所述定位模块与导航控制器通信连接。

进一步，所述家电控制单元包括可编程控制器、继电器、照明灯和智能电器模块，所述中央控制单元与可编程控制器通信连接，所述可编程控制器通过继电器控制照明灯的电源通断，所述智能电器模块与中央控制单元通信连接。

进一步，所述wifi遥控器包括电源模块、wifi通信模块、语音采集模块、语音前处理模块、语音训练模块、语音识别模块和输出控制模块，所述电源模块对wifi通信模块、语音采集模块、语音前处理模块、语音训练模块、语音识别模块和输出控制模块供电，所述语音采集模块的信号输出端与语音前处理模块的信号输入端连接，所述语音前处理模块的信号输出端与语音训练模块的信号输入端连接，所述语音训练模块的信号输出端与语音识别模块的信号输入端连接，所述语音识别模块的信号输出端与输出控制模块的信号输入端连接，所述输出控制模块通过wifi通信模块与中央控制单元通信连接。

进一步，所述智能手环包括充电电池、显示屏、盲文按键、通信模块、通话模块、存储器和微处理器，所述电池向显示屏、通信模块、通话模块、存储器和微处理器供电，所述显示屏、盲文按键、通信模块、通话模块和存储器分别与微处理器连接，所述显示屏设置于手环外侧壁，所述盲文按键与显示屏设置于同一表面。

进一步，所述定位模块包括rfid无源电子标签和设置于盲杖上的读取rfid无源电子标签信息的rfid读卡器，所述rfid读卡器与盲杖控制器通信连接；

所述rfid无源电子标签设置于室内主要通道。

进一步，所述通话模块包括受话器、送话器、音频功率放大器和音频编解码器，所述送话器的信号输出端与微处理器的音频信号输入端连接，所述微处理器的音频信号输出端与音频编解码器的信号输入端连接，所述音频编解码器的信号输出端与音频功率放大器的信号输入端连接连接，所述音频功率放大器的信号输出端与受话器的信号输入端连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的辅助盲人的智能家用系统，通过设置可控的门禁单元，使盲人在室内任何地方都可以接收到来访请求并可远程控制开锁；通过设置导航单元，使盲人在行走的过程中能轻易避开障碍物，并能随时对盲人定位，及时为盲人指路；通过设置家电控制单元，能在室内的任意位置对照明灯及智能电器进行远程控制，通过设置智能手环和蓝牙耳机，使盲人随时随地接收到来访者的语音信息并与外界保持通讯，且携带方便；本系统还专门配备有可接受语音控制命令的wifi遥控器，能随意控制照明灯和智能电器工作，使用更方便；为了个人安全，室内还设置有摄像头，方便对独居的盲人群体进行监控，预防安全事故发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的导航单元的原理框图；

图3为本实用新型的家电控制单元的原理框图；

图4为本实用新型的智能手环的原理框图；

图5为本实用新型的wifi遥控器的原理框图；

图6为本实用新型的智能锁的原理框图。

具体实施方式

图1为本实用新型的原理框图，图2为本实用新型的导航单元的原理框图，图3为本实用新型的家电控制单元的原理框图，图4为本实用新型的智能手环的原理框图，图5为本实用新型的wifi遥控器的原理框图，图6为本实用新型的智能锁的原理框图，如图1所示，本实用新型的辅助盲人的智能家用系统，包括门禁控制单元、中央控制单元、设置于盲杖上用于引导盲人行走的导航单元、用于控制室内照明及智能电器工作的家电控制单元、用于传输语音控制命令给中央控制单元的wifi遥控器、用于对室内监控的摄像头、用于与外界通信联络的智能手环以及与智能手环配对使用的蓝牙耳机，中央控制单元分别与导航单元、家电控制单元、wifi遥控器、智能手环和门禁控制单元通信连接，智能手环与蓝牙耳机通信连接，摄像头的信号输出端子与中央控制单元的视频信号输入端连接；中央控制单元内事先设置有室内地图，盲人在室内行走，可将目的地通过语音的形式发送给中央控制单元，中央控制单元根据接收到导航单元发出的定位信息制定导航路线，并将导航路线发送给智能手环，与智能手环配对的蓝牙耳机发出语音提示，避免盲人在室内由于视力障碍导致行动不便，使盲人在室内生活时更加行动自如，智能手环还可与外界进行通讯，保证盲人与外界随时沟通，中央控制单元控制室内所有的智能电器和照明灯进行正常工作，盲人只需要对wifi遥控器发出语音命令，wifi遥控器将接收到的语音命令发送给中央控制单元，中央控制单元根据语音命令对家电控制单元发出控制命令，通过对所有的家用电器进行整合控制，使盲人的生活更加智能化，生活更加方便，中央控制单元还对门禁控制单元进行控制，让盲人在室内的任何地方都可通过智能手环接收到门禁控制单元发出的门禁请求，并通过中央控制单元发出开锁命令让门禁控制单元开锁，减少来访者等待时间以及盲人想要快速开门而由于行动不便引起慌乱，最大限度的为盲人独自生活带来便利。

门禁控制单元包括可视对讲门铃和智能锁，可视对讲门铃的音频信号输出端与中央控制单元的音频信号输入端连接，智能锁与中央控制单元通信连接。可视对讲门铃将来访者的语音消息传输给中央控制单元，中央控制单元将语音消息转发给智能手环，盲人通过蓝牙耳机和来访者通话，若允许进入，则盲人发送开锁的语音命令发送给中央控制单元，中央控制单元将开锁命令发送给智能锁，智能锁处于开锁状态，来访者进入，盲人自己或其它人可通过智能锁自己开锁进门，将可视对讲门铃接入中央控制单元，为盲人提供了极大的方便，让盲人在室内任何地方均可接收到来访信息，并实现远程开锁控制，避免盲人因行动不便造成来访者的长时间等待或快速开门时引起的慌乱。

本实施例中，如图6所示，智能锁包括电源、wifi通信模块、门锁处理器、报警器、电子锁具、线路监测模块、键盘、LED显示屏和指纹模块，电源为wifi通信模块、门锁处理器、报警器、电子锁具、线路监测模块、键盘、LED显示屏和指纹模块供电，门锁处理器与中央控制单元之间通过wifi通信连接，门锁处理器将开锁命令传输给电子锁具开锁，线路检测模块将检测到的线路电流信号传输给门锁处理器，门锁处理器将电流信号与阈值比较，若超出阈值范围，门锁处理器控制报警器发出警报，提示电子锁具被强行打开，门锁处理器将电子锁具的状态信号输出给LED显示屏，键盘将输入的数字信号发送给门锁处理器进行比对，指纹模块将采集到的指纹信息与事先设定的指纹信息比对，并将结果发送给门锁处理器，将智能锁设计为多验证模式并可wifi通信的智能锁具，使盲人可远程控制，让盲人使用更加方便。电源可采用干电池，门锁处理器可采用现有的STC89C52单片机，并结合现有电路即可实现门禁控制功能。

本实施例中，如图2所示，导航单元包括设置于盲杖上的导航控制器、设置于盲杖外侧面的用于检测障碍物的红外线传感器、设置于盲杖上的用于检测方向的电子罗盘、用于提供自身位置信息的定位模块、无线通信模块和电池，电池对导航控制器、红外线传感器、电子罗盘、无线通信模块和定位模块供电，所述导航控制器与无线通信模块连接，电子罗盘的信号输出端与导航控制器的方向信号输入端连接，红外线传感器的信号输出端与导航控制器的红外线信号输入端连接。定位模块和电子罗盘将盲人所处的位置信息和方位信息发送到中央控制单元，中央控制单元通过目的地和已存有的地图为盲人制定导航路线，及时为盲人指明需要行走的方向，特别是在紧急情况下，帮助盲人行走，使盲人在室内生活更加自如，盲人在行走过程中，如果盲杖前方一定距离内有障碍物，中央控制器在收到障碍物距离信息后及时给智能手环发送消息，智能手环将消息转换为语音播放出来，避免盲人在行走过程中受伤。电池可采用6V蓄电池或4节1.5V的锂电池，无线通信模块采用wifi无线通信模块，导航控制器可采用现有的AVR单片机、89C51单片机或者STM32系列单片机并搭载现有的处理程序均可实现本发明的目的，在此不加以赘述。

本实施例中，如图3所示，家电控制单元包括可编程控制器、继电器、照明灯和智能电器模块，中央控制单元与可编程控制器通信连接，可编程控制器通过继电器控制照明灯的电源通断，智能电器模块与中央控制单元通信连接。盲人可直接对中央控制单元下达控制命令，随时随地控制照明灯的开断和家中智能电器的工作，让所有电器完全实现智能化，使盲人的生活更加便利更加智能化。智能电器均为现有技术，可采用现有的通信接口，如RS232接口、RS485接口，实现智能电器与中央控制单元通信，方便盲人直接利用中央控制单元控制家中的智能电器工作。可编程控制器和中央控制单元之间可通过modbus协议进行通信。可编程控制器、继电器、照明灯和智能电器模块均可由外界电源供电。

本实施例中，如图5所示，wifi遥控器包括电源模块、wifi通信模块、语音采集模块、语音前处理模块、语音训练模块、语音识别模块和输出控制模块，电源模块对wifi通信模块、语音采集模块、语音前处理模块、语音训练模块、语音识别模块和输出控制模块供电，语音采集模块的信号输出端与语音前处理模块的信号输入端连接，语音前处理模块的信号输出端与语音训练模块的信号输入端连接，语音训练模块的信号输出端与语音识别模块的信号输入端连接，语音识别模块的信号输出端与输出控制模块的信号输入端连接，wifi通信模块与输出控制模块连接。wifi遥控器还包含有与输出控制模块连接的存储器。语音采集模块采集到语音信息发送给语音前处理模块进行数字化滤噪处理，语音训练模块将多次采集到的语音特征标准矢量进行概率统计并提取说话人的最佳语音特征标准矢量，语音识别模块将采集到的语音特征与语音模版库中的语音模型进行比较，若语音模版库中无相同的语音特征，则将新的语音特征存储到存储器中，若为相同的语音特征，则判断当前语音命令并发送给输出控制模块，输出控制模块将语音命令发送到中央控制单元，中央控制单元将控制命令发送给家电控制单元，实现了对家电单元的语音控制，避免传统遥控器让盲人使用不便，提高智能化家居系统的使用感受。语音采集模块、语音前处理模块、语音训练模块和语音识别模块均采用现有技术，可将语音芯片通过现有的ASR算法和nlp算法实现。电源模块可选用3V的蓄电池或2节1.5V的锂电池。输出控制模块可采用SPCE061A型号的单片机并搭载现有的处理程序均可实现本发明的目的，在此不加以赘述。

本实施例中，如图4所示，智能手环包括充电电池、显示屏、盲文按键、通信模块、通话模块、存储器和微处理器，电池向显示屏、通信模块、通话模块、存储器和微处理器供电，显示屏、盲文按键、通信模块、通话模块和存储器分别与微处理器连接，显示屏设置于手环外侧壁，盲文按键与显示屏设置于同一表面。智能手环通过通信模块与其它手机和中央控制单元通信，由于智能手环佩戴方便，智能手表设置有盲文按键，方便盲人随时随地与其它手机联系或接收中央控制单元发出的语音提示。充电电池可采用200mAh以上的纽扣充电锂电池，通信模块采用4G模块、蓝牙模块和wifi通信模块，微处理器可选用手机处理器，如高通210系列、高通410系列、高通615系列或高通805系列等，并搭载现有的处理程序均可实现本发明的目的，在此不加以赘述。

本实施例中，通话模块包括受话器、送话器、音频功率放大器和音频编解码器，送话器的信号输出端与微处理器的音频信号输入端连接，微处理器的音频信号输出端与音频编解码器的信号输入端连接，音频编解码器的信号输出端与音频功率放大器的信号输入端连接连接，音频功率放大器的信号输出端与受话器的信号输入端连接。智能手环在接收到语音信号后先将音频编解码器进行解码，再采用音频功率放大器对语音信号进行信号放大，再由受话器播放出来，智能手环通过送话器采集语音信号，并通过通信模块发送出去，智能手机本身带有的通话功能避免智能手环在没有蓝牙耳机的情况下也能正常使用。

本实施例中，定位模块包括rfid无源电子标签和设置于盲杖上的读取rfid无源电子标签信息的rfid读卡器，rfid读卡器与盲杖控制器通信连接，rfid无源电子标签设置于室内主要通道。当盲人携带的rfid读卡器读取到附近rfid无源电子标签的位置信息后，将位置信息发送给中央控制单元，中央控制单元根据多个rfid无源电子标签的位置信息计算出盲人所处的位置坐标，实现定位功能，为盲人在室内自由行走提供有利帮助，同时由于rfid无源电子标签和rfid读卡器价格低廉，可节约辅助盲人的智能家用系统的制作成本。

本实施例中，中央控制单元包括中央处理器和wifi通信模块，中央处理器通过wifi通信模块分别与wifi遥控器、智能手环、导航控制器和智能锁通信连接，中央控制单元还设置有RS232和RS485通信接口，可与智能电器和可编程控制器实行串行通信。中央控制单元通过外界电源供电。中央处理器可采用现有的Intel和AMD处理器，并搭载现有的处理程序均可实现本发明的目的，在此不加以赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种辅助盲人的智能家用系统，其特征在于：包括门禁控制单元、中央控制单元、设置于盲杖上用于引导盲人行走的导航单元、用于控制室内照明及智能电器工作的家电控制单元、用于传输语音控制命令给中央控制单元的wifi遥控器、用于对室内监控的摄像头、用于与外界通信联络的智能手环以及与智能手环配对使用的蓝牙耳机，所述中央控制单元分别与导航单元、家电控制单元、wifi遥控器、智能手环和门禁控制单元通信连接，所述智能手环与蓝牙耳机通信连接，所述摄像头的信号输出端子与中央控制单元的视频信号输入端连接；

所述门禁控制单元包括可视对讲门铃和智能锁，所述可视对讲门铃的音频信号输出端与中央控制单元的音频信号输入端连接，所述智能锁与中央控制单元通信连接。

2.根据权利要求1所述的辅助盲人的智能家用系统，其特征在于：所述导航单元包括设置于盲杖上的导航控制器、设置于盲杖外侧面的用于检测障碍物的红外线传感器、设置于盲杖上的用于检测方向的电子罗盘、用于提供自身位置信息的定位模块、无线通信模块和电池，所述电池对导航控制器、红外线传感器、电子罗盘、无线通信模块和定位模块供电，所述导航控制器通过无线通信模块与中央控制单元通信连接，所述电子罗盘的信号输出端与导航控制器的方向信号输入端连接，所述红外线传感器的信号输出端与导航控制器的红外线信号输入端连接，所述定位模块与导航控制器通信连接。

3.根据权利要求1所述的辅助盲人的智能家用系统，其特征在于：所述家电控制单元包括可编程控制器、继电器、照明灯和智能电器模块，所述中央控制单元与可编程控制器通信连接，所述可编程控制器通过继电器控制照明灯的电源通断，所述智能电器模块与中央控制单元通信连接。

4.根据权利要求1所述的辅助盲人的智能家用系统，其特征在于：所述wifi遥控器包括电源模块、wifi通信模块、语音采集模块、语音前处理模块、语音训练模块、语音识别模块和输出控制模块，所述电源模块对wifi通信模块、语音采集模块、语音前处理模块、语音训练模块、语音识别模块和输出控制模块供电，所述语音采集模块的信号输出端与语音前处理模块的信号输入端连接，所述语音前处理模块的信号输出端与语音训练模块的信号输入端连接，所述语音训练模块的信号输出端与语音识别模块的信号输入端连接，所述语音识别模块的信号输出端与输出控制模块的信号输入端连接，所述输出控制模块通过wifi通信模块与中央控制单元通信连接。

5.根据权利要求1所述的辅助盲人的智能家用系统，其特征在于：所述智能手环包括充电电池、显示屏、盲文按键、通信模块、通话模块、存储器和微处理器，所述电池向显示屏、通信模块、通话模块、存储器和微处理器供电，所述显示屏、盲文按键、通信模块、通话模块和存储器分别与微处理器连接，所述显示屏设置于手环外侧壁，所述盲文按键与显示屏设置于同一表面。

6.根据权利要求2所述的辅助盲人的智能家用系统，其特征在于：所述定位模块包括rfid无源电子标签和设置于盲杖上的读取rfid无源电子标签信息的rfid读卡器，所述rfid读卡器与盲杖控制器通信连接；

所述rfid无源电子标签设置于室内主要通道。

7.根据权利要求5所述的辅助盲人的智能家用系统，其特征在于：所述通话模块包括受话器、送话器、音频功率放大器和音频编解码器，所述送话器的信号输出端与微处理器的音频信号输入端连接，所述微处理器的音频信号输出端与音频编解码器的信号输入端连接，所述音频编解码器的信号输出端与音频功率放大器的信号输入端连接连接，所述音频功率放大器的信号输出端与受话器的信号输入端连接。