CN216565209U - 基于物联网的智能镜子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的智能镜子，包括镜框、电源、树莓派开发板、物联网驱动板、显示屏驱动板、显示模块及语音模块；显示模块包括镜面显示屏，语音模块包括麦克风及扬声器；镜面显示屏安装在镜框内，麦克风及扬声器均安装在镜框的边缘位置；电源用于为智能镜子的各耗电单元供电；树莓派开发板通过物联网驱动板与语音模块电连接；语音模块用于实现与用户的语音交互；树莓派开发板通过显示屏驱动板与显示模块电连接；镜面显示屏用于作为镜面的同时，在树莓派开发板的控制下显示相关信息。本实用新型提供的基于物联网的智能镜子，其结构简洁，功能多样，通过与用户的交互，能够满足用户的多类需求，让用户的寓居环境更加舒适、便捷和安全。

Description

基于物联网的智能镜子

技术领域

本实用新型涉及智能家居技术领域，尤其是涉及一种基于物联网的智能镜子。

背景技术

目前，各类智能家居已进入了人们的生活，如智能电视、智能音箱和智能门锁等，物联网下智能大潮正是迎合了现代人生活的实际需求。但是，对于智能镜子而言，其在普通家庭的应用极少，大部分都是用于酒店这一类的高端场所，其价格昂贵，体积大，消耗大并不适合普通家庭使用；且存在不够智能化，功能不够多样化等问题。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的智能镜子。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于物联网的智能镜子，包括镜框、电源、树莓派开发板、物联网驱动板、显示屏驱动板、显示模块及语音模块；

所述显示模块包括镜面显示屏，所述语音模块包括麦克风及扬声器；

所述镜面显示屏安装在镜框内，所述麦克风及扬声器均安装在镜框的边缘位置；

所述电源用于为智能镜子的各耗电单元供电；

所述树莓派开发板通过物联网驱动板与所述语音模块电连接；

所述语音模块用于实现与用户的语音交互；

所述树莓派开发板通过显示屏驱动板与所述显示模块电连接；

所述镜面显示屏用于作为镜面的同时，在树莓派开发板的控制下显示相关信息。

在一些实施例中，所述语音模块还用于识别预设的用户语音，并在识别到语音唤醒命令后，唤醒处于待机模式下的智能镜子；

待机模式下，所述语音模块的麦克风不工作，所述显示模块不工作或仅在镜面显示屏上显示预设的初始信息。

在一些实施例中，还包括摄像头，所述摄像头直接与所述树莓派开发板电连接；

所述摄像头用于在智能镜子被唤醒后，自动拍摄用户的脸部照片，并将脸部照片信息传输给树莓派开发板；

所述树莓派开发板中配置有情感识别模型及皮肤健康状况识别模型，用于根据用户的脸部照片信息，判断用户当前的情绪状及皮肤健康状况，并根据判断结果，控制显示模块及语音模块与用户进行交互。

在一些实施例中，还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器通过物联网驱动板与所述树莓派开发板电连接，所述温湿度传感器用于检测当前的温度、湿度数据并传输给树莓派开发板，树莓派开发板控制镜面显示屏上显示出当前的温度、湿度数据，且/或树莓派开发板控制语音模块播报当前的温度、湿度数据。

在一些实施例中，还包括红外模块，所述红外模块直接与所述树莓派开发板电连接；

所述红外模块用于作为遥控设备，控制其他红外设备；

当所述语音模块接收到用户的遥控命令时，通过树莓派开发板控制所述红外模块工作，以实现其他红外设备的遥控。

在一些实施例中，还包括智能安防模块，所述智能安防模块通过物联网驱动板与所述树莓派开发板电连接；

所述智能镜子还具有智能安防模式，智能安防模式下，当所述摄像头检测到在一定范围内有人时，智能安防模块向用户的手机发送提示短信，同时摄像头拍摄照片并保存，语音模块发出警报音。

本实用新型提供的基于物联网的智能镜子，其结构简洁，功能多样，通过与用户的交互，能够满足用户的多类需求，让用户的寓居环境更加舒适、便捷和安全。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于物联网的智能镜子的整体示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。

参照图1所示，本实用新型提供了一种基于物联网的智能镜子，包括镜框、电源10、树莓派开发板1、物联网驱动板2、显示屏驱动板3、显示模块4及语音模块5；显示模块4包括镜面显示屏，语音模块5包括麦克风及扬声器；镜面显示屏安装在镜框内，麦克风及扬声器均安装在镜框的边缘位置；电源10用于为智能镜子的各耗电单元供电；树莓派开发板1通过物联网驱动板2与语音模块5电连接；语音模块5用于实现与用户的语音交互；树莓派开发板1通过显示屏驱动板3与显示模块4电连接；镜面显示屏用于作为镜面的同时，在树莓派开发板1的控制下显示相关信息。

具体地，树莓派开发板1可采用树莓派3B+，以作为处理器；物联网驱动板2可采用自美物联网驱动板，其与树莓派开发板1协同工作，先将端口信息预处理再发送给树莓派开发板1；显示屏驱动板3 可采用HTML驱动板；显示模块4的前端可采用HTML+JS+CSS，前端与后端Python通讯采用两种方式，被动显示采用websocket技术，以达到实时性，主动请求，采用直接调用python文件方式，得到显示结果。

进一步地，语音模块5具有语音唤醒、语音识别、语音合成功能；语音模块5还用于识别预设的用户语音，并在识别到语音唤醒命令后，唤醒处于待机模式下的智能镜子；待机模式下，语音模块5的麦克风不工作，显示模块4不工作或仅在镜面显示屏上显示预设的初始信息，如当前的时间信息、温度信息、湿度信息等；语音模块5中的语音唤醒模型可采用snowboy软件。

优选地，该智能镜子还包括摄像头6，摄像头6直接与树莓派开发板1电连接；摄像头6用于在智能镜子被唤醒后，自动拍摄用户的脸部照片，并将脸部照片信息传输给树莓派开发板1；树莓派开发板 1中配置有情感识别模型及皮肤健康状况识别模型，用于根据用户的脸部照片信息，判断用户当前的情绪状及皮肤健康状况，并根据判断结果，控制显示模块4及语音模块5与用户进行交互；电源10可通过220V市电为其持续充电。

具体地，情感识别模型可基于基于开源face_recognition库，调用的情感识别模型由VGG_16训练保存的模型，人脸的训练集和测试集使用Fer2013人脸表情数据集；用户使用语音唤醒后，树莓派开发板1调用摄像头6拍照，将照片的传入opencv的人脸分类模型中，先将人脸变成灰度图片存储在树莓派文件夹下；将树莓派文件夹下保存好的灰度图片传入我们之前的模型开始进行识别，识别后将用户情绪分为生气，悲伤，平静，厌恶，惊讶，恐惧，高兴七类表情，将得到的结果存储输出给语音系统4和/或显示系统5；相应系统中可配置有陪聊机器人和娱乐功能，当识别到用户处于非兴奋状态时自动播放歌曲，默认播放完后会通过语音及屏幕文字显示询问用户的当前状况，如果用户依旧不开心会给用户讲笑话，最后会进入聊天机器人，通过与主人的深入交流帮助用户解决不良情绪最终达到保持良好情绪的效果；结束后智能镜子进入待机状态，减少能源损耗，随时准备用户的下次调用。

另外，皮肤健康状况识别模型可调用Face++API，将人脸图片以二进制的格式传入服务器，接着将返回的JSON结果取出并调用显示系统5进行显示及语音系统4进行语音播报，告示用户目前的皮肤状况以并对目前的皮肤年龄进行评级，如果皮肤年龄大于用户实际年龄则提醒用户注意皮肤状况，

优选地，该智能镜子还包括温湿度传感器7，温湿度传感器7通过物联网驱动板2与树莓派开发板1电连接，温湿度传感器7用于检测当前的温度、湿度数据并传输给树莓派开发板1，树莓派开发板1 控制镜面显示屏上显示出当前的温度、湿度数据，且/或树莓派开发板1控制语音模块5播报当前的温度、湿度数据。温湿度传感器7可采用DHT11温湿度传感器。

优选地，该智能镜子还包括红外模块8，红外模块8直接与树莓派开发板1电连接；红外模块8用于作为遥控设备，控制其他红外设备；当语音模块5接收到用户的遥控命令时，通过树莓派开发板1控制红外模块8工作，以实现其他红外设备的遥控。

可以理解的是，红外模块8包括红外发射模块及红外接收模块，先通过红外接收模块将收到的信号解码后存储在莓派开发板1上，再通过红外发射协议经过红外发射模块将红外信号发送出去。

优选地，该智能镜子还包括智能安防模块9，智能安防模块9通过物联网驱动板2与树莓派开发板1电连接；智能镜子还具有智能安防模式，智能安防模式下，当摄像头6检测到在一定范围内有人时，智能安防模块9向用户的手机发送提示短信，同时摄像头6拍摄照片并保存，语音模块5发出警报音。智能安防模块9可采用python的 twilio模块，并与树莓派opencv配合使用。

可以理解的是，该智能镜子还可包括无线模块，以通过蓝牙、 WIFI、4G/5G网络来实现与用户智能终端的交互，用户能够通过智能终端，直接执行唤醒、关闭、下载、删除等各类操作。

另外，该智能镜子还可具有路况提前规划功能，用户先提前设置好家到公司的地址，系统调用相关地图软件的API返回JSON值后调用语音系统5播报当前路况，让用户提早规划好路线。

根据实际需要，该智能镜子还可搭载其他各类插件，采用多进程消息队列管理模式运行，各模块和插件均为独立进程运行互不干扰。进程间采用消息通知方式通信。插件由*.py(插件入口文件)+ config.json(插件配置文件)组成。

本实用新型提供的基于物联网的智能镜子整体的工作流程为：首先用户通过语音系统5或智能终端上的手动操作来唤醒智能镜子，接着语音系统5将用户指令发送给各插件控制中心，各插件的控制中心接收到指令后通过后端通讯发给树莓派开发板1，树莓派开发板1再进行工作，通过各个传感器采集数据，再通过Mqtt技术将数据传送回各插件的控制中心，处理结束后将结果发送给显示系统4和语音系统5，两个系统分别显示结果和语音播报结果，整个流程完成。

可见，本实用新型提供的基于物联网的智能镜子，至少能够实现以下多类功能：

第一，情绪识别。可以主动识别用户目前的情绪状态，当识别到用户处于不良情绪时会系统会根据识别的结果采用不同的话术来帮助主人舒缓心情，通过讲笑话，放音乐，聊天等方式帮助主人改善情绪。

第二，万能遥控。作为智能家居如何解放双手成了第一要素，使用户可以轻松实现对所有红外设备的语音控制，只需要动动嘴巴即可掌控全屋。

第三，皮肤深层识别。显示皮肤深层受紫外线损害的程度、对皱纹、肤色不均、毛孔、色斑等皮肤问题提供专业分析数据，让用户的皮肤多一道保障。

第四，智能娱乐。智能镜子还能感受多种娱乐体验，通过语音模块5及显示模块4，可以浏览新闻，音乐、电影等；同时，你还可以通过语音指令播报天气状况、路况信息、行程安排等。

第五，智能安防。当用户离开家的时候只用开机智能安防模式，这样即使用户离家很久也不用担心家里的财务安全，只要有陌生人闯入，第一时间就会收到短信提醒。

综上，本实用新型提供的基于物联网的智能镜子，其结构简洁，功能多样，通过与用户的交互，能够满足用户的多类需求，让用户的寓居环境更加舒适、便捷和安全；本实用新型基于视觉感知互动、听觉感知互动和情绪感知互动，实现了能够更加贴近用户心理，有温度的智能家居系统；本实用新型作为一个AI+IOT下的产物，弥补了智能家居在这一方面的空白，也为人们在后疫情时代总体社会呈现低压的态势下提供了新的感情发泄，诉说窗口。

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中。

Claims (4)

1.一种基于物联网的智能镜子，其特征在于，包括镜框、电源(10)、树莓派开发板(1)、物联网驱动板(2)、显示屏驱动板(3)、显示模块(4)及语音模块(5)；

所述显示模块(4)包括镜面显示屏，所述语音模块(5)包括麦克风及扬声器；

所述镜面显示屏安装在镜框内，所述麦克风及扬声器均安装在镜框的边缘位置；

所述电源(10)用于为智能镜子的各耗电单元供电；

所述树莓派开发板(1)通过物联网驱动板(2)与所述语音模块(5)电连接；

所述语音模块(5)用于实现与用户的语音交互；

所述树莓派开发板(1)通过显示屏驱动板(3)与所述显示模块(4)电连接；

所述镜面显示屏用于作为镜面的同时，在树莓派开发板(1)的控制下显示相关信息。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能镜子，其特征在于，所述语音模块(5)还用于识别预设的用户语音，并在识别到语音唤醒命令后，唤醒处于待机模式下的智能镜子；

待机模式下，所述语音模块(5)的麦克风不工作，所述显示模块(4)不工作或仅在镜面显示屏上显示预设的初始信息。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能镜子，其特征在于，还包括温湿度传感器(7)，所述温湿度传感器(7)通过物联网驱动板(2)与所述树莓派开发板(1)电连接，所述温湿度传感器(7)用于检测当前的温度、湿度数据并传输给树莓派开发板(1)，树莓派开发板(1)控制镜面显示屏上显示出当前的温度、湿度数据，且/或树莓派开发板(1)控制语音模块(5)播报当前的温度、湿度数据。

4.根据权利要求2所述的基于物联网的智能镜子，其特征在于，还包括红外模块(8)，所述红外模块(8)直接与所述树莓派开发板(1)电连接；

所述红外模块(8)用于作为遥控设备，控制其他红外设备；

当所述语音模块(5)接收到用户的遥控命令时，通过树莓派开发板(1)控制所述红外模块(8)工作，以实现其他红外设备的遥控。

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