KR20060107890A

KR20060107890A - Wireless home network system by speech recognition

Info

Publication number: KR20060107890A
Application number: KR1020050030123A
Authority: KR
Inventors: 이현우
Original assignee: (주) 자모바 씨.엘.에스
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-16

Abstract

본 발명은 Zigbee와 음성인식 기술을 이용하여 집 내부의 콘센트, 조명기기, 가스밸브 등을 제어하는 음성인식 무선 홈네트워크 시스템에 관한 것으로 음성인식 리모콘의 마이크를 통해 입력된 음성을 인식하여 인식된 결과를 근거리 무선 통신 중의 하나인 Zigbee를 이용하여 각 단말기기로 전송하면 제어 모듈이 제어한 후 그 수행 결과를 사용자에게 출력하는 과정으로 구성되어 진다.The present invention relates to a voice recognition wireless home network system for controlling an outlet, a lighting device, a gas valve, etc. in a house using Zigbee and voice recognition technology, and recognizes a voice input through a microphone of a voice recognition remote controller. Is transmitted to each terminal using Zigbee, which is one of short-range wireless communication, and the control module controls and outputs the result to the user.

본 시스템은 무선으로 구성되기 때문에 별도의 배선이나 추가 장비를 설치할 필요 없이 음성인식을 담당하는 음성인식 리모콘과, 조명기기 또는 콘센트 등과 같은 무선통신 모듈을 본 발명의 모듈로 교체만 하면, 손쉽게 홈네트워크의 구현이 가능하며 음성으로 제어하는 시스템이기 때문에 누구나 쉽게 이용할 수 있다는 장점이 있다.Because the system is configured wirelessly, the home network can be easily replaced by replacing the wireless communication module such as a voice recognition remote controller and a lighting device or an outlet with the module of the present invention without the need for additional wiring or additional equipment. Because it is possible to implement and the voice control system, anyone can use it easily.

음성인식, 무선통신(Zigbee), 음성리모콘, 음성 기기 제어 Voice recognition, wireless communication (Zigbee), voice remote control, voice device control

Description

Wireless home network system using voice recognition {WIRELESS HOME NETWORK SYSTEM BY SPEECH RECOGNITION}

도1 - 본 시스템 흐름도Figure 1-Flow chart of the system

도2 - 본 시스템의 구성도 및 모듈 블록도2-Configuration diagram and module block diagram of the present system

도3 - 통합리모콘 구성도3-Integrated Remote Control Configuration

현재 홈 네트워크에서 가장 많이 쓰이는 PLC(Power Line Communication)의 경우 전력선을 사용하기 때문에 선로 공사가 필요하지 않다는 장점이 있으나, 무선 기반 네트워킹 기술에 비해 단가가 높고, 전력선상의 심한 잡음들로 인해 실제 데이터 전송속도가 늦어지거나 높은 감쇄로 인해 데이터 전송에는 적합하지 않는 많은 부분이 있다. PLC (Power Line Communication), which is the most commonly used in home networks, has the advantage that it does not require line construction because it uses power lines, but it is more expensive than wireless-based networking technology and transmits actual data due to severe noise on power lines. There are many parts that are not suitable for data transmission due to slow speeds or high attenuation.

또한 기 구축된 가옥의 경우, 본래 네트워킹을 고려하여 설계되지 않았기 때문에 가정의 여러 기기들을 연결하여 홈네트워크를 구현하려면 많은 장비와 물량을 투입 해야 하므로 실제 적용하기엔 쉽지 않은 상황이다. 그리고 근거리 무선 통신 중의 하나인 블루투스로 구현할 경우 Zigbee에 비해 가격이 비싸고, 결정적으로 Sleep 모드에서 Wake up 타임으로 전환시 10초 이상 걸려, 오래 기다려야 하는 단점이 있다. In addition, the pre-built houses are not designed in consideration of networking, so it is not easy to actually apply them because a lot of equipment and quantity have to be put into the home network by connecting various devices in the home. In addition, the implementation of Bluetooth, which is one of short-range wireless communication, is more expensive than Zigbee, and decisively, it takes longer than 10 seconds when switching from sleep mode to wake-up time.

본 발명은 미리 서술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 근거리 무선 통신용인Zigbee의 저가, 저전력, Wake Up 타임이 짧다는 장점을 살려 본 시스템을 구성하게 되었다. 또한, 실제 사용자가 시스템을 편리하게 사용하도록 하기 위하여 음성으로 모든 기기를 제어하고, 신축 주택 뿐 아니라 기 건축된 가옥에도 기존의 콘센트나 조명기기 등을 교체하는 것만으로 홈네트워크 시스템이 가능하도록 구현하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and made up the system utilizing the advantages of low cost, low power, and short wake up time of Zigbee for short range wireless communication. In addition, in order to enable the user to use the system conveniently, all the devices are controlled by voice, and the home network system can be realized by simply replacing the existing outlet or lighting device in not only a new house but also a built house. The purpose is.

본 발명의 음성인식을 이용한 무선 홈네트워크 장치는 무선 통신 모듈과 기기 제어 모듈을 가진 각 단말 기기(스위치, 조명, 콘센트), 음성 인식 기능과 각 단말과의 Zigbee통신, TV나 에어컨 등 가전 기기를 제어하기 위한 Ir 출력 모듈을 포함하는 음성인식리모콘, 외부 카메라의 영상 정보를 확인하고 도어를 개폐 기능까지 포함하는 통합리모콘으로 구성된다.Wireless home network device using the voice recognition of the present invention is a terminal device (switch, lighting, outlet) having a wireless communication module and a device control module, voice recognition function and Zigbee communication with each terminal, home appliances such as TV or air conditioner Voice recognition remote control including an Ir output module for controlling, and integrated remote control including the image information of the external camera and the door opening and closing function.

첫째, 단말 기기에 포함되는 모듈로, 스위치나 콘센트 등 각 단말 기기들은 Zigbee 통신 모듈과 신호를 받아 직접 기기를 제어하는 기기 제어 모듈을 포함한다. 이 모듈들은 단말내부에 포함되므로, 사용자는 기존의 스위치나 콘센트를 대체하는 것만으로 바로 사용할 수 있다. 마이크와 스피커는 필요 시 함께 설치하여, 사용자의 접근성을 높일 수 있도록 한다. First, as a module included in a terminal device, each terminal device such as a switch or an outlet includes a device control module for directly controlling a device by receiving a signal from a Zigbee communication module. Since these modules are included inside the terminal, the user can use them simply by replacing the existing switch or outlet. Microphones and speakers can be installed together to increase user accessibility.

둘째, 음성인식 리모콘은 마이크를 통해 음성을 받아들이고, 음성을 인식하여 제어 신호로 변환한 후, Zigbee를 이용하여 해당 단말 기기로의 제어 신호 전송 및 제어 수행 결과를 출력하는 역할을 한다. 마이크는 원거리 마이크로 4m내외의 거리에서도 사람의 음성을 받아들일 수 있도록 구성하여 굳이 가까운 곳에서 명령을 내리지 않아도 인식할 수 있도록 한다. Second, the voice recognition remote controller receives a voice through a microphone, recognizes the voice, converts the voice into a control signal, and then outputs a control signal transmission and control result to the corresponding terminal device using the Zigbee. The microphone is configured to accept human voices at a distance of about 4m from a remote microphone so that it can be recognized without commanding a nearby one.

또한 리모콘으로 작동되는 각 기기 리모콘들을 통합하여 제어할 수 있도록 한다. 요즘 가전기기들(에어컨, TV, VTR, 오디오 등)은 모두 리모콘으로 동작하기 때문에 각 가정마다 적어도 3~4개 이상의 리모콘을 가지고 있다. 이럴 경우, 필요 할 때 마다 각각의 리모콘을 찾아야 하는 번거로움이 있고, 이러한 문제점을 해결하고자 통합 리모콘의 개념들도 많이 등장했지만, 새로운 제품을 샀을 경우는 해당 제품에 적용할 수 없다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 웹상에서 기기들의 리모콘 정보를 제공하여, USB 모듈을 이용하여 데이터를 Download 받아서 사용할 수 있도록 구성한다. In addition, the remote control of each device operated by the remote control can be integrated and controlled. Nowadays, home appliances (air conditioners, TVs, VTRs, audio, etc.) all operate with remote controls, so each home has at least three to four remote controls. In this case, it is cumbersome to find each remote control whenever necessary, and the concept of the integrated remote control has appeared a lot to solve this problem, but if you buy a new product is not applicable to the product. In the present invention, in order to solve this problem, by providing the remote control information of the devices on the web, it is configured to download and use the data using a USB module.

셋째, 통합리모콘은 위에서 서술한 음성인식리모콘의 기능과 함께 영상 정보를 처리할 수 있는 LCD와 영상 처리 모듈을 포함한다. 본 발병에 쓰이는 도어 카메라는 일반 도어 카메라에 통합리모콘으로 영상 정보를 전송할 수 있도록 Zigbee 모듈을 추가하여 구성한다. 통합리모콘은 현관에서 찍힌 카메라의 영상 정보를 LCD를 통해 확인한 후, 도어를 열어주거나, 방문자와 대화 할 수 있도록 한다. Third, the integrated remote control includes an LCD and an image processing module capable of processing image information together with the functions of the voice recognition remote control described above. The door camera used in this disease is configured by adding Zigbee module to transmit the image information to the integrated remote control to the general door camera. The integrated remote controller checks the video information of the camera taken from the front door through the LCD, and then opens the door or talks with the visitor.

본 발명의 바람직한 실시 예로서 살펴보기로 한다. A preferred embodiment of the present invention will be described.

도1은 본 발명에 따른 전원 제어 장치를 포함하는 무선 홈네트워크 시스템의 흐름도를 보인 것으로, 마이크를 통해 음성이 입력되면 음성 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하고, 음소를 분석하여 음성을 인식하게 된다. 인식된 결과가 제어 명령어가 아니면 거절하여, 아무런 반응을 하지 않게 되고, 제어 명령어일 경우 인식 결과를 제어 신호로 변환 한 후, 제어 대상 기기에 Zigbee 통신을 통해 데이터를 전송하게 된다. 신호를 받은 각 단말의 제어 모듈은 전송된 명령어에 따라 기기를 제어한 후, 제어 수행 결과를 음성인식 리모콘으로 전송하면, 제어 결과를 스피커를 통해 알려주게 된다.1 is a flowchart illustrating a wireless home network system including a power control device according to the present invention. When a voice is input through a microphone, the voice analog signal is converted into digital data and the voice is analyzed to recognize the voice. If the recognized result is not a control command, it is rejected and no response is made. In the case of the control command, the recognition result is converted into a control signal, and then data is transmitted to the target device through Zigbee communication. The control module of each terminal receiving the signal controls the device according to the transmitted command, and then transmits a result of performing the control to the voice recognition remote controller, and notifies the result of the control through the speaker.

도2는 무선 홈네트워크 뿐만 아니라 가정 내 리모콘으로 동작되는 기기들을 하나의 리모콘에서 제어 할 수 있는 음성인식 리모콘의 구성 예이다. 2 is a configuration example of a voice recognition remote control that can control not only a wireless home network, but also a device operated by a remote control in the home from a single remote control.

각 조명기기들은 음성인식 보드와 통신을 위한 무선 모듈과 제어 모듈을 포함하고 있다. 각 단말에 있는 무선모듈은 음성인식 리모콘에서 음성처리 결과를 제어 신호로 넘겨주면, 그 제어 신호를 받아서 제어모듈에서 전등이나 콘센트의 On/Off를 수행하게 되고, 제어 결과를 넘겨주게 된다. 무선 기기 모듈은 1~N개가 가능하고, 각 기기들간의 구분은 PANID를 통해서 하게 된다. 전등이나 콘센트 뿐 아니라 가스밸브에도 본 무선모듈을 장착하여 주방에 가지 않아도 거실이나, 안방에 앉아서도 가스밸브를 잠글 수 있다. Each luminaire includes a wireless module and a control module for communication with the voice recognition board. When the wireless module in each terminal passes the voice processing result to the control signal from the voice recognition remote controller, the control module receives the control signal and performs the on / off of a light or an outlet from the control module, and passes the control result. 1 ~ N wireless device modules are available, and the classification between devices is done through PANID. This wireless module can be installed on gas valves as well as lamps and outlets so that the gas valve can be locked even when sitting in the living room or in the room without going to the kitchen.

음성인식 리모콘의 경우, 음성인식보드의 기능과 더불어 Ir신호 송출 모듈를 포함함으로써 가전기기를 하나의 리모콘에서 제어 할 수 있도록 하고, 나아가 리모콘 정보를 Upload하기 위한 장치를 포함한다. In the case of the voice recognition remote control, a function of the voice recognition board, including an Ir signal transmission module to control the home appliance from a single remote control, and further includes a device for uploading the remote control information.

음성인식 리모콘을 이용하여 제어할 경우의 바람직한 예를 살펴보면, 리모콘 근처에서 '주방불꺼'라고 말하게 되면, 음성인식 리모콘의 마이크가 사람의 음성을 받아들이게 되고, 음성인식보드 모듈이 그 음성을 인식한 결과에 대한 문자 값을 넘겨주면 등록된 명령어와 일치여부를 따져 일치할 경우 제어 신호로 변환하게 되고, 음성인식 리모콘의 Zigbee모듈과 각 단말 기기들의 Zigbee모듈이 통신하여 데이터를 주고 받는다. 어떤 단말 기기를 제어할 것인가의 문제는, 제어 신호가 각 단말의 고유ID와 제어 명령으로 구성되어 지고, 각 단말 기기들은 해당 제어 신호에 따라 제어 모듈들이 작업을 수행하게 되어, 수행 결과를 Zigbee 모듈을 통해 전송하면 전송된 신호와 일치하는 멘트를 사용자에게 알려줌으로써('주방불을 껐습니다'), 사용자는 올바르게 동작이 이루어졌는지 확인할 수 있게 된다. Looking at the preferred example of controlling using a voice recognition remote control, if you say 'kitchen off' near the remote control, the microphone of the voice recognition remote control accepts human voice, and the voice recognition board module recognizes the voice If you pass the text value for, if it matches with the registered command, it is converted into a control signal, and the Zigbee module of voice recognition remote control and the Zigbee module of each terminal device communicate and transmit data. The problem of which terminal device is to be controlled is that the control signal is composed of a unique ID and a control command of each terminal, and each terminal device is controlled by the control modules according to the corresponding control signal, and the result of performing the Zigbee module By sending via, the user is informed of the message that matches the transmitted signal ('the kitchen is turned off'), so that the user can check whether the operation is performed correctly.

Ir신호를 이용한 가전기기 제어의 경우, Ir로 제어 가능한 가전기기의 리모콘 정보를 수집하여 놓은 웹사이트를 구성하여 USB모듈을 통해 데이터를 Download 받아서 처리 할 수 있도록 하여, 별도의 학습 기능을 따로 두지 않아도 작동이 될 수 있도록 구성하였다.In case of home appliance control using Ir signal, the website which collects the remote control information of home appliance which can be controlled by Ir can be configured to download and process data through USB module, so that there is no separate learning function. It is configured to work.

또한 다른 구성의 예로 음성인식 리모콘에서 가전 기기를 제어할 수 있는 Ir 기능 을 제외하고Zigbee 모듈과 음성인식 기능, 마이크를 가진 음성인식 기능만 수행할 수 있도록 별도의 기기를, 주로 생활하는 실내벽에 부착하거나 또는 이동형으로 만들어 항상 사용자 근처에서 음성을 받아들일 수 있도록 구성이 가능하다.In addition, as an example of the configuration, except for the Ir function that can control the home appliance from the voice recognition remote controller, a separate device can be used to perform only the Zigbee module, voice recognition function, and voice recognition function with a microphone. Attached or mobile, it can be configured to accept voice at all times near the user.

도3는 Zigbee모듈을 포함하는 현관 카메라와 통합리모콘의 구성 예로, 기존 홈오토메이션의 경우, 현관 카메라의 영상 정보를 세대기의 화면을 통해 방문자를 확인하였으나, 본 발명은 세대기 없이 홈오토메이션을 구현하고자 한다. 방문자의 호출이 있을 경우, 현관 카메라에 영상 정보가 들어오면 그 영상 정보를 Zigbee를 통해 통합리모콘의 LCD 화면에 띄워주게 된다. 사용자는 그 자리에서 통합리모콘의 LCD를 통해 방문자를 확인한 후, 도어 개폐를 수행한다. 본 발명의 Zigbee는 영상 전송과 함께 음성을 전송까지 할 수 있도록 하여, 방문자와 내부 사용자의 대화도 가능하도록 한다. 3 is a configuration example of a front door camera and an integrated remote control including a Zigbee module, in the case of the existing home automation, but the visitor checks the image information of the front door camera through the generation screen, the present invention implements home automation without the generation I would like to. When there is a visitor's call, when the video information comes into the front door camera, the video information is displayed on the LCD screen of the integrated remote control through Zigbee. The user checks the visitor through the LCD of the integrated remote control on the spot, and then opens and closes the door. Zigbee of the present invention can transmit a voice as well as video transmission, enabling the visitor and the internal user conversation.

본 발명을 간단히 정리하면 무선통신, 음성인식을 이용한 홈네트워크 시스템의 구현이다. 별도의 케이블을 사용하지 않고, 무선으로 각 가정의 기기들을 연결할 수 있어 구조 및 설비가 간단하기 때문에 저렴한 비용으로 구현이 가능하다. 본 발명에 쓰이는 원거리용 마이크는 4m 거리에서의 음성을 받아서 처리가 가능하므로, 스위치나 콘센트 등 집안에 여러 개씩 있는 구조물에 본 발명의 모듈을 적용시키면 집 내부에서 위치에 구애 받지 않고 현재 있는 그 자리에서 음성으로 제어가 가능하다. 그리고 기 건축된 가옥에 적용할 경우, 기존 스위치나 콘센트를 본 발명의 모듈로 교체하면 바로 홈네트워크의 구현이 가능하다. Briefly summarized the present invention is the implementation of a home network system using wireless communication and voice recognition. It can be implemented at low cost because the structure and equipment are simple because wireless devices can be connected wirelessly without using a separate cable. Since the remote microphone used in the present invention can receive and process a voice at a distance of 4 m, if the module of the present invention is applied to several structures in the house, such as a switch or an outlet, the present place regardless of the position in the house Voice control is possible from. And when applied to a pre-built house, it is possible to immediately implement a home network by replacing the existing switch or outlet with the module of the present invention.

Claims

A home network system for controlling home lighting and home appliances using voice and short-range wireless communication; A series of processing methods between a voice recognition remote control and a controlled terminal device performing near field communication and voice recognition functions.

Voice recognition wireless home network system that is implemented only by voice recognition mobile terminal that replaces existing terminal of pre-built house without considering home network system with terminal capable of wireless communication and performs server role.

The method of claim 1,

Voice recognition wireless home network system that recognizes the user's voice through the microphone and transmits the recognition result to short-range wireless communication, and then outputs the control result after controlling each terminal.

The method of claim 1,

By controlling voice and short-range wireless communication to control terminal devices (lights, outlets, gas valves, etc.) in the home, and by adding the Ir function to control home appliances and downloading information on the web, all home appliances operated by a remote controller can be controlled. Voice recognition remote control.

The method of claim 1,

Voice recognition integrated remote control that checks visitors through LCD and camera including Zigbee module and realizes home automation without generation