TWI661404B - 以ZigBee為架構之語音控制系統 - Google Patents

Abstract

一種以ZigBee為架構之語音控制系統，包括一主控單元以及至少一副控單元，該主控單元與該至少一副控單元係以ZigBee作為資訊收發媒介。該主控單元係包含有一第一ZigBee收發器以及一電性連接至該第一ZigBee收發器之顯示模組，其中該顯示模組係用以顯示該第一ZigBee收發器接收自該至少一副控單元之操控訊息。該至少一副控單元係包含有一驅動模組，該驅動模組係供電性連接至複數負載端；一電性連接至該驅動模組之聲控模組，用以接收使用者所發出的操作指令。一電性連接至該驅動模組之第二ZigBee收發器，該第二ZigBee收發器除將使用者所發出的操作指令以及執行狀況傳送至該第一ZigBee收發器外，並接收來自該第一ZigBee收發器的控制指令。

Description

以ZigBee為架構之語音控制系統

本發明係涉及一種語音控制系統；特別是指一種以ZigBee為架構之語音控制系統之創新結構設計者。

在日常生活中，人們不斷在生活需求上追求便利性，甚至連醫療技術，也為了講求便利及實用，而將科技帶入醫院，用以提升醫療設備，讓醫療技術更加成熟。但在照護環境方便，因護理人力的短缺及病患家屬無法隨時在身邊照顧，而造成病患的需求被忽視。所以應該在照護方面有所改善，加入完善的系統，來提升醫療品質，而彌補人力上的短缺和病患的需求。

而在醫院中，有許多行動不變的患者，例如:脊椎受損、截肢患者、老人家、身心障礙(非喑啞)患者……等等，都是因為腳不方便走動或者身體部分癱瘓，而無法自行起身活動，通常病患家屬都會請看護或者是自行照護，而這些病患通常都只是肢體的問題，其語言能力並未喪失，若是能藉助聲控輔具或是系統來提高他們的生活自理能力，便可以大幅減輕看護的負擔，將長照的資源最最有效的運用。

本發明之主要目的在於，利用ZigBee為架構之語音控制系統來提高病患或失能者的生活自理能力，降低看護(護理)人員的工作負擔，提高失能者或病患的看護廣度。

基於前述目的，該以ZigBee為架構之語音控制系統，其主要係包括一主控單元以及至少一副控單元，該主控單元與該至少一副控單元係以ZigBee作為資訊收發媒介；其中：該主控單元係包含一顯示模組，其中該顯示模組係用以顯示該至少一副控單元之操控訊息；以及該至少一副控單元係包含有一驅動模組，該驅動模組係供電性連接至複數負載端，藉以驅動該複數負載端之作動；一電性連接至該驅動模組之聲控模組，用以接收使用者所發出的操作指令；該副控單元將使用者所發出的操作指令以及執行狀況傳送至該主控單元。

藉此創新獨特設計，使本創作對照先前技術而言，俾可提高被照護者的生活自理能力，達到降低照護者的工作負擔，將有限的看護資源做最大利用之實用進步性與較佳產業經濟（利用）效益。

請參閱第1圖所示，係本發明之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述以ZigBee為架構之語音控制系統，包括一主控單元10以及至少一副控單元20，該主控單元10與該至少一副控單元20係以ZigBee作為資訊收發媒介。

該主控單元10係包含有一第一ZigBee收發器11以及一電性連接至該第一ZigBee收發器11之顯示模組12，其中該顯示模組12係用以顯示該第一ZigBee收發器11接收自該至少一副控單元20之操控訊息，亦可對該副控單元20傳遞控制指令。

該副控單元20係包含有一驅動模組21，該驅動模組21係供電性連接至複數負載端30；一電性連接至該驅動模組21之聲控模組22，該聲控模組22係內建有一麥克風221，用以接收使用者所發出的操作指令，當然亦可使用有線或無線麥克風，來擴大本發明使用的便利性。一電性連接至該驅動模組21之第二ZigBee收發器23，該第二ZigBee收發器23除將使用者所發出的操作指令以及執行狀況傳送至該第一ZigBee收發器11外，並接收來自該第一ZigBee收發器11的控制指令。其中該負載端30係接收並執行來自驅動模組21之動作指令。本發明之較佳實施例中，該副控單元20進一步包含有一溫度感測器24，該溫度感測器24係電性連接至該驅動模組21，當該溫度感測器24偵測到該驅動模組21之作業溫度高於預設值時，會暫時對該驅動模組21執行斷電工作，藉以避免該驅動模組21因高溫而毀損。

本發明該主控單元10與該至少一副控單元20間以ZigBee作為資訊收發媒介，主要在於ZigBee具有如下優點： 　　1、低功耗：在低耗電待機模式下，2個5號乾電池可支持1個節點工作6-24個月，甚至更長。 　　2、低成本：通過大幅簡化協議是成本很低，降低了對通信控制器的要求，而且ZigBee的協議專利免費。 　　3、低速率：ZigBee工作在250kbps的通訊速率，滿足低速率傳輸數據的應用需求； 　　4、近距離：傳輸範圍一般介於10～100m之間，在增加RF發射功率後，亦可增加到1-3km。 　　5、短時延：ZigBee的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms，節點連接進入網絡只需30ms，進一步節省了電能。 　　6、高容量：ZigBee可採用星狀、片狀和網狀網絡結構，由一個主節點管理若干子節點，最多一個主節點可管理254個子節點;同時主節點還可由上一層網絡節點管理，最多可組成65000個節點的大網。 　　7、高安全：ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用接入控制清單防止非法獲取數據以及採用高級加密標準的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。 　　8、免執照頻段：採用直接序列擴頻在工業科學醫療2.4GHz(全球)頻段。

本發明之較佳實施例中，該驅動模組21係的電源可以來自USB，或是直接電性連接整流變壓器。

藉由上述結構組成設計，茲就本創作之使用作動情形說明如下：如第1、2圖所示，本發明主要係包括一主控單元10以及至少一副控單元20，該主控單元10與該至少一副控單元20係以ZigBee作為資訊收發媒介。圖中所示者，該主控單元10係對應兩個副控單元20。為使本發明所屬技術領域中具通常知識者，能瞭解本發明之內容，並據以實現。以下茲以病人照護為例說明本發明之實施方式。首先本創作之主控單元10供裝設於醫院中的護理站，而每一個副控單元20則供一無行動能力之病患使用，而前述複數負載端30則分別以電燈、窗簾與風扇為例說明。

當病患入住以後，首先利用該副控單元20的聲控模組22建立至少一控制聲紋，供日後辨識之用，並透過該第二ZigBee收發器23與該第一ZigBee收發器11將控制聲紋傳送至該主控單元10中建檔，並供與病歷連線。當病患透過該聲控模組22內建的麥克風221下達控制指令後，該聲控模組22會先辨別控制聲紋，若為先前所建檔之控制聲紋，即連線至該驅動模組21，令該驅動模組21開啟相對應之負載端30執行病患所下達之控制指令，而該執行指令與下達指者的控制聲紋資料亦隨即透過該第二ZigBee收發器23與該第一ZigBee收發器11傳送至主控單元10，告知監控之護理人員，除即時顯示於該顯示模組12外並建檔存查。以開啟冷氣(負載端30)為例，當患者透過前述模式開啟冷氣並調整至病患所欲之溫度後，護理人員便可於第一時間透過該聲控模組22所提供的聲紋比對與判讀功能，知道是哪一為患者在甚麼時間開啟冷氣及其設定溫度，由於先前該控制聲紋已跟病歷連線，此時護理人員可比對該名病患之病歷資料，判斷該設定之溫(濕)度是否適合該病患，若合適則建檔存查。若不適合則由主控單元10發出一強制執行指令，透過該第一ZigBee收發器11與該第二ZigBee收發器23傳送至該驅動模組21，強制將冷氣關閉或是依病情設定在適當的溫(濕)度。如此即可避免護理人員在護理站與病房之間，為了非關治療的小事不斷地來回奔波，而藉以降低護理人員的工作負擔，將有限的醫療資源做無限發揮。當病人出院後，護理人員即可透過該主控單元10之第一ZigBee收發器11對該副控單元20之第二ZigBee收發器23發出一清除指令，令該副控單元20清除相對應之控制聲紋，以待下一位病患使用。承前所述，ZigBee可採用星狀、片狀和網狀網絡結構，由一個主節點(主控單元10)管理若干子節點(副控單元20)，最多一個主節點(主控單元10)可管理254個子節點(副控單元20)，換言之，一護理站可同時監控管理並看護兩百五十四位病患，亦可大幅降低醫院的人事成本。

第2圖中所示者係使用者操控電燈之亮度、風扇之轉速以及窗簾之啟閉的流程示意圖。

前述實施方式，僅為方便本發明所屬技術領域中具通常知識者，能瞭解本發明之內容，並據以實現，當然亦可運用於諸如住家、公司、長照機構或是身心障礙者的教養單位，尤其是長照機構或身心障礙者的教養單位效果尤為顯著，在看護者資源不足的情況下，本發明可提高被照顧者的生活自理能力，將低看護人員的工作負擔，相對地可讓更多真正需要照顧的人，得到應有的看護待遇。

１０‧‧‧主控單元

１１‧‧‧第一ZigBee收發器

１２‧‧‧顯示模組

２０‧‧‧副控單元

２１‧‧‧驅動模組

２２‧‧‧聲控模組

２３‧‧‧第二ZigBee收發器

２４‧‧‧溫度感測器

３０‧‧‧負載端

第1圖本發明之控制流程圖。 第2圖本發明實際運用之示意圖。

Claims (4)

1. 一種以ZigBee為架構之語音控制系統，包括一主控單元以及至少一副控單元，該主控單元與該至少一副控單元係以ZigBee作為資訊收發媒介；其中： 　　該主控單元係包含一顯示模組，其中該顯示模組係用以顯示該至少一副控單元之操控訊息；以及 　　該至少一副控單元係包括： 　　　　一驅動模組，該驅動模組係供電性連接至複數負載端，藉以驅動該複數負載端之作動；以及 　　　　一電性連接至該驅動模組之聲控模組，用以接收使用者所發出的操作指令；該副控單元將使用者所發出的操作指令以及執行狀況傳送至該主控單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之以ZigBee為架構之語音控制系統，其中該主控單元係包含有一第一ZigBee收發器，該第一ZigBee收發器係電性連接至該顯示模組；該副控單元係包含有一電性連接至該驅動模組之第二ZigBee收發器；該第二ZigBee收發器除將使用者所發出的操作指令以及執行狀況傳送至該第一ZigBee收發器外，並接收來自該第一ZigBee收發器的控制指令。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之以ZigBee為架構之語音控制系統，其中該副控單元進一步包含有一溫度感測器，該溫度感測器係電性連接至該驅動模組，當該溫度感測器偵測到該驅動模組之作業溫度高於預設值時，會暫時對該驅動模組執行斷電工作，藉以避免該驅動模組因高溫而毀損。
4. 如申請專利範圍第3項所述之以ZigBee為架構之語音控制系統，其中該聲控模組係內建有一麥克風。