CN211606855U - 一种基于语音来远程控制的互动型灯具 - Google Patents

Abstract

一种基于语音来远程控制的互动型灯具，包括灯具及其控制器、云端服务器和设备控制器。本实用新型的有益效果是：用户除了可以在移动设备的应用程序控制灯具外，增加了可以通过语音命令来控制灯具的方法，控制更加便捷，减少了对移动设备和应用程序的依赖。本专利设计的灯具在照明功能外，增加了氛围和与环境互动的功能，增大了产品的使用场景。

Description

一种基于语音来远程控制的互动型灯具

技术领域

本实用新型涉及一种基于自然语言识别的可远程控制的物联网装置技术领域，具体涉及一种基于语音来远程控制的互动型灯具。

背景技术

传统的灯具，在升级为智能灯具时，可以接入互联网，用户通过移动设备的应用程序来实现对灯具的远程控制。用户在移动设备端都需要安装一个应用程序，并注册账户，然后绑定设备后，可以通过应用程序来远程控制灯具。这种物联网在带来操便利的同时，也带来使用的局限性，须用户自身对移动设备和应用程序有较好的操作能力。

为了能够享用智能设备的远程控制功能，用户必须具备对移动设备有熟练的操作能力。在移动设备安装应用程序，并经过注册账号，绑定设备后才能使用。这个必须的设置导致只有熟练掌握应用程序使用的用户才能正常使用，这就限制了一部分由于安装应用程序困难而无法使用的用户。并且，每次要实现远程控制时，也是要在应用程序中熟练操作才行。这也限制了部分用户的使用，尤其是在用户繁忙时，更难以兼顾。更有应用程序在安装使用过程中窃取用户隐私，导致对用户产生不必要的困扰。现有的灯具多采用 RF 遥控或应用程序控制的方式，使用户可以调控照明的颜色，实现氛围控制。在 RF 遥控方式控制下，用户必须通过遥控器来实现对灯具状态的控制。脱离遥控器是无法通过 RF 方式遥控灯具的。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于语音来远程控制的互动型灯具，克服了现有技术的不足，设计合理，在夜间时，当PID恢复装置开始工作时，将逆变器的绝缘检测装置断开，电站系统的绝缘状况由PID恢复装置监控。而当白天时，PID恢复装置停止工作时，将逆变器绝缘检测装置连接，绝缘检测模块正常工作。这样既起到PID恢复的作用，又不影响绝缘检测功能的正常作用及逆变器的正常工作。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种基于语音来远程控制的互动型灯具，其特征在于，包括：灯具和设备控制器，所述灯具内安装有灯具控制器，所述灯具控制器内设置有能够通过无线互联来获取控制命令的芯片，所述灯具执行相应的控制动作；

所述设备控制器包括：中央控制器模块，用于管理灯具的控制程序的执行，并协调其他各模块的工作；

通讯模块，用于与服务器建立网络连接、实时监控网络状态和收发加密数据；

电源管理模块，用于对输入电压进行处理，并为各功能模块提供多个不同的而且稳定的直流工作电压；

存储器模块，用于提供中央控制器工作的程序、指令、用户设置和设备状态存储；

音频响应模块，用于采集音频，并对音频进行放大、滤波处理后，将模拟信号输送给中央控制器；

所述中央控制器模块与电源管理模块电性连接，所述无线通讯模块、音频响应模块和存储器模块分别与中央控制器模块信号连接。

优选地，还包括云端服务器，所述云端服务器与音频响应模块信号连接，用于收集音频响应模块所采集的声音片段并进行识别、判定用户命令的意图，并将该意图翻译为对应的命令；并在数据库中根据用户身份找到所关联的设备，并将命令发送给设备控制器。

优选地，所述云端服务器使用分布式动态平衡算法，减少用户使用中的延迟时间。

优选地，所述云端服务器在用户的语音意图识别后，实时短命令加密后，通过网络传递给设备控制器。

优选地，所述设备控制器还包括本地控制模块，用于将用户直接通过按钮的方式发布的控制命令反馈给中央处理器，由中央处理器来判断和执行。

优选地，所述设备控制器还包括状态显示模块，用于令控制 LED 来显示设备的状态。

优选地，所述灯具控制器内植入有能够以本地识别语音的芯片。

优选地，所述通讯模块包括无线芯片和射频天线电路，所述射频天线电路用于与服务器建立网络连接、实时收发加密数据，所述无线芯片用于配合中央处理器模块对数据进行加解密。

本实用新型提供了一种基于语音来远程控制的互动型灯具。具备以下有益效果：

1、通过语音控制系统，结合人工智能与物联网，在照明领域的应用中，无需用户下载安装应用程序，用户或用户授权代理人仅需在网上一次性注册产品，即可通过智能音箱使用语音来直接控制产品。每次控制智能灯具时，无需每次通过应用程序来进行。并且，通过自然语言识别，可以识别用户的多种语言或方言，不断迭代升级语音识别能力，而无需用户对产品进行任何升级。

2、本申请可响应周围环境音频，随着环境声音而产生不同的颜色、亮度、闪烁模式等的有序变换，从而实现灯具与环境的有声互动。在其他智能灯具中，用户通过应用程序对灯具进行遥控，与音频的互动模式缺失，多是固定模式的重复显示。一般是应用程序收到音频信号后，进行分析，将分析结果通过无线网将结果数据传递给灯具上的接收装置，然后接收装置根据数据指令进行响应的动作。

3、为了避免对用户发音识别中出现误差时无法控制的状况，本申请依旧可以通过应用程序和灯具设备本身的操作按钮来实现对应的功能。使用户可以通过多种方法实现一致的控制效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1 本实用新型的设备控制器原理图；

图2 本实用新型的整体逻辑图；

图3 本实用新型的设备控制器设计图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-3所示，一种基于语音来远程控制的互动型灯具，包括：灯具和设备控制器，灯具内安装有灯具控制器，灯具控制器内设置有能够通过无线互联来获取控制命令的芯片，例如 Wi-Fi 或其他直接或间接访问互联网的通讯方式，用户的语音命令通过智能音箱获取后，上传到云端服务器上进行识别和分析后，转化为可执行的命令。该命令通过服务器数据库找到用户对应的设备，并通过互联网向该设备发送控制指令；灯具接收到该指令后，执行相应的控制动作；

在灯具控制器内，也可直接植入可以本地识别语音的芯片，这样就无需通过互联网进行语音识别和分析了。这种对用户命令的本地识别可以不依赖于网络来传输数据，更好的保护了用户隐私。

设备控制器包括中央控制器模块，中央控制器模块与电源管理模块电性连接，无线通讯模块、音频响应模块和存储器模块分别与中央控制器模块信号连接。中央控制器模块用于管理灯具的控制程序的执行，并协调其他各模块的工作；通讯模块负责按照中央控制器模块的指令进行与服务器建立网络连接、实时监控网络状态、收发加密数据；电源管理模块用于对输入电压进行处理，并为各功能模块提供多个不同的而且稳定的直流工作电压，保证设备工作所需的电压和电流，减少功耗，不超过额定功率；存储器模块块与中央控制器模块紧密协作，提供中央控制器工作的程序、指令、用户设置和设备状态存储；音频响应模块通过麦克风采集音频，并对音频进行放大、滤波等处理后，将模拟信号输送给中央控制器，由中央控制器进行信号转换和数字信号处理。还包括本地控制模块，用于将用户直接通过按钮的方式发布的控制命令反馈给中央处理器，由中央处理器来判断和执行。设备控制器还包括状态显示模块，其能够按照中央处理模块的指令控制 LED 来显示设备的状态，显示设备在工作、联网、恢复等不同状态下的情况。

在本实施例中，设备控制器具有网络自恢复功能。控制器实时监测自身与服务器的数据沟通渠道。当控制器发现无法与云端服务器沟通数据时，立即启动重新连接的自恢复功能，确保信息的及时收发。

设备控制器的无线通讯模块收到通讯服务器的指令后，将信息传递给中央控制器模块处理。中央控制器模块输出控制信号，并更改设备状态。指示状态显示模块的 LED 显示对应的状态。并指示通讯模块反馈命令的执行结果给通讯服务器。当用户使用控制器的本地控制模块来更改设备状态时，依然可以触发中央控制器模块来响应对应的功能，并向通讯服务器更新设备的当前状态。

如图2所示，在本实施例中，还包括云端服务器，云端服务器与智能音箱信号连接，音频响应模块内涉及的语音识别可接收用户的多种不同语言的输入，并且也可以接受多用户通过不同语言的控制。用户通过智能音箱采集的声音片段上传到云端服务器，由云端服务器运行人工智能的算法来识别语音，判定用户命令的意图，并将该意图翻译为对应的命令。然后在数据库中根据用户身份找到所关联的设备，并将命令发送给设备。

设备的通讯模块收到命令后，传递给中央控制器，由中央控制器进行解析，并输出控制信号给设备来执行。设备执行完控制命令后，立即更新设备目前状态，并将设备目前的状态通过无线通讯模块发送给云端服务器。云端服务器记录设备当前更新后的状态到数据库中，方便用户进行查询和更改。

用户与智能音箱交互时，用户的音频被采集后上传给云端的语音翻译和语义解析服务器，将用户的意图翻译成命令，然后传递给通讯服务器。通讯服务器根据获取到的用户及其绑定的设备信息，发送命令给用户绑定的特定设备。用户的设备控制器收到指令后，向其所控制的设备灯具发送命令，实现指令的功能。在动作完成后，仍旧通过控制器将结果反馈给通讯服务器，通讯服务器收到结果状态后，更新用户绑定的设备信息。用户也可以通过移动端应用程序直接与通讯服务器沟通，达到通过应用程序来控制设备的目的。

如图3所示，设备控制器的本地控制通过电源输入1进入，在多功能按钮2的配合下，输出对应控制信号给中央控制器模块，中央控制器模块执行后将设备状态通过 LED 4显示。在进行音频互动时，麦克风3采集环境音，并将数据传递给中央控制器模块。由中央控制器模块进行数据解析后，输出控制信号给设备。并将设备运行结果通过无线信号通讯模块5反馈给云端服务器，这样就可以保证云端状态与设备本地状态一致，供用户随时进行远程查询。

在本实施例中，灯具状态数据还具有自同步功能。无论是用户通过语音命令更改了设备状态，还是用户通过本地控制器更改了灯具状态，设备目前的状态都可以在网络通讯中同步到服务器上，用户可以通过语音命令和移动设备上的应用程序查看到设备当前的状态。

云端服务器系统在数据接收和传输过程中，通过加密算法，对每次数据的传输都进行验证，保证用户数据的隐私性和正确性；本申请的云端服务器采用分布式动态平衡算法，减少用户使用中的延迟时间。用户对应的服务器采用就近区域原则，首先由距离用户最近的结点服务器提供服务。当该服务器接近满负荷负载时，立即进行服务器增容，将服务器功能向附近结点扩充，借用附近服务器的负载，实现云端服务器网络的动态负载均衡，为用户提供低延时的语音识别和判断服务。

本申请的网络数据传输采用短信息流加密实时传输方式进行，云端服务器在用户的语音意图识别后，实时短命令加密后，通过网络传递给设备控制器。

本申请可组网运行。在智能家居管理中，本专利系统设备可与其他智能家居设备一起协同工作，用户设置组合语音命令时，通过服务器的解析，可以同时控制多个不同设备，使各设备执行各自独立的对应命令。

在系统运行过程中，为了兼容现有的开关控制方式，本申请的输入设备采用了单个按钮式输入， 通过软件来配合该按钮实现多状态的控制。这种通过单输入实现多输入状态的方法，是通过将输入按钮的状态接入中央控制器模块的通用状态输入接口中，通过软件判断输入信号的次序来实现的；在设备运行时，需要中央控制器模块将用户配置或系统保存的Wi-Fi配置，传给Wi-Fi信号模块，实现设备连接互联网的目标。信号的好坏，取决于射频天线的信号强度。中央控制器模块收到Wi-Fi数据后，根据指令，将输出管理的信号状态做相应的调整后输出。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于语音来远程控制的互动型灯具，其特征在于，包括：灯具和设备控制器，所述灯具内安装有灯具控制器，所述灯具控制器内设置有能够通过无线互联来获取控制命令的芯片，所述灯具执行相应的控制动作；

所述设备控制器包括：

中央控制器模块，用于管理灯具的控制程序的执行，并协调其他各模块的工作；

通讯模块，用于与服务器建立网络连接、实时监控网络状态和收发加密数据；

电源管理模块，用于对输入电压进行处理，并为各功能模块提供多个不同的而且稳定的直流工作电压；

存储器模块：用于提供中央控制器工作的程序、指令、用户设置和设备状态存储；

音频响应模块：用于采集音频，并对音频进行放大、滤波处理后，将模拟信号输送给中央控制器；

所述中央控制器模块与电源管理模块电性连接，所述通讯模块、音频响应模块和存储器模块分别与中央控制器模块信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于语音来远程控制的互动型灯具，其特征在于：还包括云端服务器，所述云端服务器与智能音箱信号连接，用于收集智能音箱所采集的声音片段并进行识别、判定用户命令的意图，并将该意图翻译为对应的命令；并在数据库中根据用户身份找到所关联的设备，并将命令发送给设备控制器。

3.根据权利要求2所述的一种基于语音来远程控制的互动型灯具，其特征在于：所述云端服务器使用分布式动态平衡算法，减少用户使用中的延迟时间。

4.根据权利要求3所述的一种基于语音来远程控制的互动型灯具，其特征在于：所述云端服务器在用户的语音意图识别后，实时短命令加密后，通过网络传递给设备控制器。

5.根据权利要求1所述的一种基于语音来远程控制的互动型灯具，其特征在于：所述设备控制器还包括本地控制模块，用于将用户直接通过按钮的方式发布的控制命令反馈给中央控制器模块，由中央控制器模块来判断和执行。

6.根据权利要求1所述的一种基于语音来远程控制的互动型灯具，其特征在于：所述设备控制器还包括状态显示模块，用于令控制 LED 来显示设备的状态。

7.根据权利要求1所述的一种基于语音来远程控制的互动型灯具，其特征在于：所述灯具控制器内植入有能够以本地识别语音的芯片。

8.根据权利要求1所述的一种基于语音来远程控制的互动型灯具，其特征在于：所述通讯模块包括无线芯片和射频天线电路，所述射频天线电路用于与服务器建立网络连接、实时收发加密数据，所述无线芯片用于配合中央控制器模块对数据进行加解密。

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