一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)與控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)與控制方法，包括：系統(tǒng)主控模塊、手持控制面板、無線傳輸模塊、電器開關狀態(tài)控制模塊、傳感器模塊、信號處理模塊、語音自動識別模塊、編碼學習模塊、語音播報模塊及家庭安全模塊、電源模塊；有遙控器的電器，將遙控器、編碼學習模塊與系統(tǒng)主控模塊相連接，手持控制面板利用按鍵進行控制；沒有遙控器的電器，手持控制面板通過按鍵發(fā)送命令給系統(tǒng)主控模塊，控制電器的開關；語音自動識別模塊進行相應控制；傳感器模塊采集室內環(huán)境狀況，紅外探測對門窗開關狀態(tài)檢測，通過語言播報模塊傳送給盲人，便于盲人對家庭的安全狀態(tài)進行實時監(jiān)測。系統(tǒng)安全性能高，可操作性強，解決了盲人的家庭安全問題。
【專利說明】
一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)與控制方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及家庭安全控制系統(tǒng)，特別是一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)與控制方法。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)階段，我國盲人的數(shù)量約有600—700萬，占世界盲人總數(shù)的18%，盲人由于視覺方面的障礙，使得他們不能像正常人那樣去使用家用電器，這給盲人的生活帶來了很大的不便，有些盲人由于視力方面的缺陷，在使用家電的過程中造成了許多不安全的因素；由于盲人視力方面的缺陷，使得他們在家庭安全方面也存在著很多的不利因素，使得他們比較容易遭到小偷的偷竊以及壞人的騷擾。
[0003]隨著技術的不斷發(fā)展，嵌入式控制系統(tǒng)以其功耗低、可靠性高、功能強大、性價比高、實時性強、支持多任務、占用空間小、效率高、面向特定應用、可根據(jù)需要靈活定制等特點，被越來越多的應用于控制系統(tǒng)之中；隨著電子技術的不斷發(fā)展，傳感器數(shù)據(jù)的采集、信號的處理、無線傳輸技術以及相應的電路通斷控制技術等得到了飛速的發(fā)展，這為我們實現(xiàn)相應的技術提供了基礎與條件。
[0004]隨著技術的不斷發(fā)展，語音自動識別技術已經(jīng)在許多領域得到了廣泛的應用，語音自動識別技術主要是對人的語音進行錄入并進行相應的語音信號預處理，預處理之后進行語音的相應特征獲取，特征獲取之后與相應的模型庫進行模式匹配，模式匹配完成之后將相應的識別結果輸出到控制系統(tǒng)中進行識別，控制系統(tǒng)根據(jù)識別的結果做出相應的控制反應，即為控制系統(tǒng)識別語音，并對語音所要求的控制做出相應的反應。語音自動識別功能實現(xiàn)了可以通過語音對一些系統(tǒng)進行相應的控制，使得一些方面的控制變的更加便捷和實用。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)，采用嵌入式芯片來進行系統(tǒng)的控制；盲人可以利用控制面板對家電進行相應的控制，盲人也可以用語音通過語音自動識別模塊來實現(xiàn)對相應家電的控制，此系統(tǒng)能夠使盲人實時的了解家庭中家用電器的工作狀態(tài)以及家庭中門窗的開關狀態(tài);在系統(tǒng)的操作過程中，會有語音進行相應的操作狀態(tài)提示。
[0006]本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的。
[0007]—種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)，包括:
[0008]手持控制面板，用于通過按鍵對系統(tǒng)主控模塊發(fā)送相應的控制命令；
[0009]語音自動識別模塊，用于對人體發(fā)出的語音進行自動識別，并且將識別之后的語音信息進行相應的處理，將處理之后的信息傳送給系統(tǒng)主控模塊；
[0010]語音播報模塊，利用專用的語音芯片，用于進行聲音的發(fā)聲；
[0011]系統(tǒng)主控模塊，以嵌入式控制芯片以及相關的外圍電路組成，進行整個系統(tǒng)的控制;
[0012]傳感器模塊，進行外部溫度、濕度和天然氣濃度物理量的采集；
[0013]信號處理模塊，用于將外部傳感器及其它部分采集的物理量變換成嵌入式控制芯片能夠識別的信號；
[0014]電器開關狀態(tài)控制模塊，用于對沒有遙控器控制的電器的開或者關的狀態(tài)的控制;
[0015]無線傳輸模塊，作用于電器開關狀態(tài)控制模塊，實現(xiàn)通過嵌入式控制芯片來無線控制沒有遙控器的家用電器；
[0016]編碼學習模塊，用于與帶有遙控器的家電的遙控器之間進行互相學習及編碼，匹配相應家電的遙控器類型；
[0017]家庭安全模塊，用于對家庭中的門和窗戶的開關狀態(tài)進行監(jiān)測，防止小偷對盲人家庭進行偷竊；
[0018]電源模塊，用于向各個模塊提供工作所需要的電源；
[0019]所述系統(tǒng)主控模塊分別連接手持控制面板、語音自動識別模塊、信號處理模塊、編碼學習模塊、語音播報模塊、家庭安全模塊、無線傳輸模塊及電源模塊;信號處理模塊連接傳感器模塊，無線傳輸模塊連接電器開關狀態(tài)控制模塊。
[0020]進一步，所述手持控制面板上設有便于操作的按鍵，按鍵上設有便于盲人觸摸識別的盲文，同時按鍵上面還有集成的感應電路。
[0021]進一步，所述感應電路包括集成在按鍵上面的兩級運算放大器Ql和Q2，兩級運算放大器Ql和Q2通過電阻R2連接，兩級運算放大器Ql和Q2輸出端與負極輸入端之間分別并聯(lián)有電阻Rl和可變電阻R6，第一級運算放大器Ql為電壓跟隨器，第二級運算放大器Q2的負極輸入端與可變電阻R6并聯(lián)后接電阻R3后接地，第二級運算放大器Q2與其外部電阻一起構成了放大電路，起到了輸入信號的放大作用，第二級運算放大器Q2的輸出端接系統(tǒng)主控模塊的1端口。
[0022]進一步，所述語音自動識別模塊包括依次連接的語音輸入模塊、語音信號解碼模塊、語音信號處理模塊、特征獲取模塊、模型庫、模式匹配模塊和結果識別模塊;特別的，所述的語音信號處理算法由嵌入式控制系統(tǒng)利用相應的程序來實現(xiàn)，所述的模型庫為固化在嵌入式系統(tǒng)中的由程序所實現(xiàn)的一種語音信號庫模型的實現(xiàn)。
[0023]相應地，本發(fā)明給出了盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)的控制方法，包括下述過程:
[0024]I)首先，將各種遙控器的功能以及按鍵的操作通過編碼學習模塊進行相應的編碼識別，將識別的結果送入系統(tǒng)主控模塊存儲；
[0025]2)系統(tǒng)主控模塊將識別的結果進行相應的處理，將處理后的控制信號傳遞給手持控制面板，通過手持控制面板將控制信號通過按鍵送入系統(tǒng)主控模塊;對于沒有遙控器的家用電器，手持控制面板通過按鍵將需要操作的命令發(fā)送給系統(tǒng)主控模塊；
[0026]3)對于沒有遙控器的家用電器，經(jīng)系統(tǒng)主控模塊處理后的信號經(jīng)無線傳輸模塊傳遞至電器開關狀態(tài)控制模塊的繼電器，控制繼電器的通斷，從而控制家用電器的開關；
[0027]4)安裝在門窗上的家庭安全模塊將探測到的門窗開關狀態(tài)信號經(jīng)信號處理模塊處理后，送入射頻信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生射頻信號，射頻信號經(jīng)射頻信號發(fā)射和接收端將信號送入系統(tǒng)主控模塊進行處理；
[0028]5)系統(tǒng)主控模塊將處理后的門窗開關狀態(tài)信號送入震動報警器，提示盲人門窗的開關狀態(tài)；
[0029]6)安裝在室內的傳感器模塊采集包括溫度、濕度和天然氣濃度等物理量，經(jīng)信號處理模塊處理后，然后送入系統(tǒng)主控模塊；
[0030]7)當天然氣濃度超標時，傳感器模塊檢測到這些超標的物理量，經(jīng)信號處理模塊處理后，然后送入系統(tǒng)主控模塊；
[0031]8)系統(tǒng)主控模塊將處理后的門窗開關狀態(tài)信號和包括溫度、濕度和天然氣濃度等物理量送入語音播報模塊，播報此時門窗的開關狀態(tài)和室內環(huán)境狀況。
[0032]系統(tǒng)中所集成的語音自動識別功能，能夠識別盲人的語言，例如，當盲人需要控制空調的開啟時，只需要對著系統(tǒng)中的語音自動識別模塊喊出“開啟空調”這句話，語音自動識別模塊將這句話進行識別，識別之后進行相應的處理，并且與其中的模型庫進行相應的匹配，匹配之后將識別的結果送入到嵌入式控制系統(tǒng)，此時將“開啟空調”的語音信息轉換成了控制器能夠識別的二進制形式，控制器根據(jù)此二進制信息進行相應的開啟空調的控制。
[0033]進一步，所述射頻信號產(chǎn)生裝置會產(chǎn)生不同的信號頻率，用于區(qū)別不同的門或者窗戶，系統(tǒng)主控模塊根據(jù)接收到的不同頻率的信號就可以區(qū)別不同的門窗，利用是否發(fā)送這個頻率來判斷門窗的開關狀態(tài)。
[0034]進一步，采用CT線圈在火線上取電，并進行電壓轉換分別對無線傳輸模塊、電器開關狀態(tài)控制系統(tǒng)和電器開關狀態(tài)控制模塊和繼電器模塊供電。
[0035]進一步，電源模塊位于系統(tǒng)主控模塊里面，由鋰電池和可充電的電源系統(tǒng)組成，鋰電池用于給系統(tǒng)主控模塊供電，可充電的電源系統(tǒng)用于給外部其它模塊供電。
[0036]進一步，可充電的電源系統(tǒng)包括充電部分、安全保護部分、電壓變換部分以及電壓輸出部分，可充電的電源系統(tǒng)由嵌入式控制芯片進行相應的控制，能根據(jù)要求輸出不同的電壓，用于向系統(tǒng)各個模塊進行供電。
[0037]本發(fā)明的一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)是一個專為盲人設計的家庭用電器及家庭安全系統(tǒng)，采用嵌入式控制芯片進行相應的控制，利用傳感器進行相關數(shù)據(jù)的采集，利用無線傳輸技術進行信號的傳輸，利用印有盲文的鍵盤便于盲人進行按鍵操作，利用語音自動識別功能便于盲人進行語音控制，利用語音播報技術進行操作狀態(tài)的實時播報，使得整個系統(tǒng)更加適用盲人進行操作。
[0038]本發(fā)明解決了盲人因為視覺的障礙而無法對家用電器進行相應的安全控制以及由于視覺故障而引起的家庭安全問題，盲人可以利用手持控制面板對家用電器進行相關的控制，也可以通過語音識別模塊來進行家用電器的相關控制。此家電控制系統(tǒng)能夠讓盲人實現(xiàn)對家庭用電器的安全、便捷的控制，對家庭的門窗開關狀態(tài)進行實時的監(jiān)控。在整個系統(tǒng)中，操作的過程中每一步都有語音進行提示，這樣方便的指導了盲人進行操作，使盲人能夠實時的了解各種電器以及家庭中門窗的開關狀態(tài)。
[0039]本發(fā)明中的語音自動識別模塊涉及到了一種全新的由嵌入式控制系統(tǒng)利用程序產(chǎn)生的語音信號處理算法，此算法能夠實現(xiàn)對語音信號的優(yōu)化以及高精度的控制處理，能夠保證語音信號在控制過程中的保真率，防止語音信號的失真。
[0040]本發(fā)明中的模型庫，為一種利用嵌入式控制程序的形式將使用的語音信號進行相應的模型化，使用的時候只需要外部的語音信號與此信號進行相應的匹配，避免了由于硬件電路帶來的誤差以及成本。
[0041]本發(fā)明解決了盲人由于視力方面的障礙而不能進行家用電器操作的問題，在手持控制面板上設有便于操作的按鍵，按鍵上設有便于盲人觸摸識別的盲文，在按鍵上面還有集成的感應電路。通過盲人操作控制面板能夠解決盲人家庭中的安全問題，使盲人的生活變得更加安全便捷。
【附圖說明】
[0042]圖1是系統(tǒng)整體框圖；
[0043]圖2是感應電路示意圖；
[0044]圖3是語音自動識別模塊實現(xiàn)框圖；
[0045]圖4是電器開關狀態(tài)控制模塊實現(xiàn)框圖；
[0046]圖5是家庭安全模塊實現(xiàn)框圖；
[0047]圖6是編碼學習模塊實現(xiàn)框圖。
【具體實施方式】
[0048]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0049]圖1所示為一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)的整體框圖，包括:系統(tǒng)主控模塊，以嵌入式控制芯片以及相關的外圍電路組成，進行整個系統(tǒng)的控制。
[0050]手持控制面板，為一個手持的具有按鍵的盲人專用的控制面板，按鍵的上面有相應的盲文，便于盲人進行操作，在此面板上的按鍵用來進行一些相關的控制，用于通過按鍵對系統(tǒng)主控模塊發(fā)送相應的控制命令，盲人利用控制面板實現(xiàn)家用電器的控制以及家庭安全的實時監(jiān)控。對于熟悉盲文的盲人，通過觸摸按鍵上面的盲文，就可以實現(xiàn)相應的控制；對于不懂盲文的盲人，此按鍵上面有集成的感應電路，當手指放在按鍵上面之后，感應電路會感應到觸摸的狀態(tài)，然后將這種狀態(tài)報送給嵌入式控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)會通過語音播報的形式播報此按鍵的功能，使盲人能夠找到適合自己控制需求的按鍵。
[0051]語音自動識別模塊，為一個能夠識別人的語音的模塊，利用專用的語音信號處理算法，將解碼之后的語音信息進行特征獲取，特征獲取之后與模型庫進行模式匹配，將匹配的結果進行結果輸出，其最終的識別輸出結果將被送入到控制系統(tǒng)來實現(xiàn)相應的控制，語音提示操作過程中的各個步驟以及操作之后的系統(tǒng)所處的狀態(tài)。
[0052]無線傳輸模塊，將紅外接收端的狀態(tài)變化進行相應的轉換，然后通過無線發(fā)送技術發(fā)送給控制系統(tǒng)。其發(fā)射端與主控芯片相連接，接收端位于家用電器一端，用于通過無線信號傳輸技術，作用于電器開關狀態(tài)控制模塊，實現(xiàn)通過嵌入式控制芯片來無線控制沒有遙控器的家用電器。
[0053]電器開關狀態(tài)控制模塊，用于對沒有遙控器控制的電器的開或者關的狀態(tài)進行控制；其主要利用無線傳輸技術對繼電器進行相應的控制，通過繼電器來實現(xiàn)電器的開或者關;控制信號由主控系統(tǒng)的控制芯片發(fā)出，經(jīng)無線模塊傳輸至家用電器的接收端，接收端收到信號之后對繼電器進行相應的控制。整個模塊的供電由CT取電完成，CT取電完成之后進行相應的電壓轉換，轉換為整個模塊所需要的電壓。
[0054]傳感器模塊，進行外部溫度、濕度、天然氣濃度物理量的采集，根據(jù)外部環(huán)境信號的變化，可以實現(xiàn)相應家用電器的控制；
[0055]信號處理模塊，用于將外部傳感器及其它部分采集的物理量變換成嵌入式控制芯片能夠識別的信號。
[0056]編碼學習模塊，用于與帶有遙控器的家電的遙控器之間進行互相學習及編碼，匹配相應家電的遙控器類型。
[0057]語音播報模塊，利用專用的語音芯片，用于進行聲音的發(fā)聲。
[0058]家庭安全模塊包括紅外檢測模塊和無線傳輸模塊，用于對家庭中的門和窗戶的開關狀態(tài)進行監(jiān)測，防止小偷對盲人家庭進行偷竊。所述紅外檢測模塊包括紅外發(fā)射和紅外接收端，當有障礙物或者物體發(fā)生位移變化時，接收端的接收狀態(tài)會發(fā)生變化，從而達到檢測的目的。
[0059]電源模塊，用于向各個模塊提供工作所需要電源；電源模塊由鋰電池和可充電的電源系統(tǒng)組成，鋰電池用于給系統(tǒng)主控模塊供電，可充電的電源系統(tǒng)用于給外部其它模塊供電。外部模塊中需要可充電的電源系統(tǒng)供電的部分為:手持控制面板、語音自動識別模塊、語音播報模塊、傳感器模塊、信號處理模塊、無線傳輸模塊、編碼學習模塊以及家庭安全豐旲塊。
[0060]系統(tǒng)主控模塊分別連接手持控制面板、語音自動識別模塊、信號處理模塊、編碼學習模塊、語音播報模塊、家庭安全模塊、無線傳輸模塊及電源模塊;信號處理模塊連接傳感器模塊，無線傳輸模塊連接電器開關狀態(tài)控制模塊。依據(jù)整體框圖，此系統(tǒng)的具體實施如下所述:
[0061]系統(tǒng)主要進行家用電器的控制以及家庭安全的實現(xiàn);在家用電器控制方面，對于有遙控器的電器，將電器的遙控器和編碼學習模塊進行學習，編碼學習模塊與系統(tǒng)主控模塊相連接，主控系統(tǒng)模塊通過編碼學習模塊將家電的遙控器控制功能進行識別與存儲，然后將可以操作家電遙控功能的這種狀態(tài)傳遞給手持控制面板，手持控制面板就可以實現(xiàn)利用按鍵進行控制帶有遙控的家用電器;對于沒有遙控器的家用電器，手持控制面板通過按鍵將需要操作的命令發(fā)送給系統(tǒng)主控模塊，系統(tǒng)主控模塊通過無線傳輸模塊將此控制信號傳送給電器開關狀態(tài)控制模塊的接收端，接收端接收到控制信號之后進行處理再控制相應的繼電器通斷，從而實現(xiàn)了電器的開或者關;語音自動識別模塊為一種能夠自動識別盲人的語音，并將識別的語音進行相應的語音信號解碼、語音信號處理算法的處理、特征獲取以及與相關的模型庫進行模式匹配，將最后的識別結果變?yōu)榭刂菩酒軌蜃R別的信號，實現(xiàn)了利用語音對系統(tǒng)狀態(tài)的控制；傳感器模塊用于采集例如溫度、濕度、天然氣濃度等物理量，通過信號處理模塊將這些物理量進行處理，然后送入系統(tǒng)主控模塊，系統(tǒng)主控模塊將這些量進行處理之后通過語言播報模塊進行相關狀態(tài)的播報，使盲人了解家庭中的例如溫度、濕度以及其它方面的信息，然后再決定是否進行相關電器的控制;家庭安全的實現(xiàn)過程為:利用紅外探測技術對家庭中的門或者窗戶的開關狀態(tài)進行相應的檢測，當門或者窗戶的開關狀態(tài)發(fā)送變化時，紅外探測到此變化，通過無線傳輸技術將此變化信號發(fā)送給系統(tǒng)主控模塊，系統(tǒng)主控模塊將此信號進行相應的處理之后通過語言播報模塊傳送給盲人，整個操作過程中，都有語音的提示以及各個電器狀態(tài)的提示，讓盲人明白門或者窗戶的開關狀態(tài)發(fā)生了相應的變化，家庭安全的實現(xiàn)過程中為利用紅外探測實時去檢查門窗的狀態(tài)，然后將狀態(tài)反饋給盲人，便于盲人對家庭的安全狀態(tài)進行監(jiān)測，進行相應家用電器的操作。電源模塊給系統(tǒng)主控模塊及相應的外部模塊實現(xiàn)供電，電源模塊由鋰電池和可以充電的電源系統(tǒng)組成，鋰電池用于給系統(tǒng)主控模塊供電，可充電的電源系統(tǒng)用于給外部其它模塊供電。
[0062]整個系統(tǒng)采用嵌入式芯片控制，采用傳感器進行外部相關環(huán)境信號的采集，采集到的信號進行信號處理，然后送入嵌入式控制芯片進行控制；在門和窗子上面安裝有紅外探測裝置，用來進行門窗開關狀態(tài)的探測，探測的結果通過信號無線傳輸模塊傳送給嵌入式芯片進行處理，嵌入式芯片處理之后通過語音模塊將門窗實物開關狀態(tài)報告給盲人，整個控制系統(tǒng)的操作更加智能方便。
[0063]采用嵌入式芯片進行控制，采用語音識別及帶有盲文的按鍵進行相應的控制，使得盲人的可操作性更強，整個系統(tǒng)的安全性能高，解決了盲人因為視力的問題不能進行家用電器的控制與操作，解決了因為盲人的視力問題而導致的家庭安全問題。
[0064]圖2所示為一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)的手持控制面板感應電路示意圖，感應電路包括集成在按鍵上面的第一級運算放大器Ql，第一級運算放大器Ql通過電阻R2連接到第二級運算放大器Q2，第一級運算放大器Ql和第二級運算放大器Q2輸出端與負極輸入端之間分別并聯(lián)有電阻Rl和可變電阻R6，第一級運算放大器Ql與其外部的電阻一起構成了電壓跟隨器，實現(xiàn)了穩(wěn)定輸入電壓的作用，第二級運算放大器Q2的負極輸入端與可變電阻R6并聯(lián)后接電阻R3后接地，第二級運算放大器Q2與其外部電阻一起構成了放大電路，實現(xiàn)了輸入信號的放大，第二級運算放大器Q2的輸出端接系統(tǒng)主控模塊的1端口。
[0065]如圖2所示的電路，A和B為兩個在按鍵上面相距很近的金屬片，當人的手沒有觸摸到按鍵上面的時候，A和B之間是處于斷路的狀態(tài)，此電路只有幾毫伏的干擾輸出，可以忽略不計；當人手觸摸到按鍵上面的時候，由于人手是導體，所以相當于A和B之間接通，此時相當于將VCC的電壓送入到第一級運算放大器Ql的同相輸入端，VCC的電壓為系統(tǒng)的供電電壓經(jīng)過相應的分壓之后的電壓，大小為IV，當VCC的電壓送入到第一級運算放大器Ql之后，Ql是一個電壓跟隨器，起到穩(wěn)定電壓的作用，第一級運算放大器Ql的輸出通過電阻R2輸入第二級運算放大器Q2，Q2和其相應的外部電阻組成了同相比例運算電路，用于將Ql的輸出進行相應的放大，調節(jié)可變電阻R6的大小可以調節(jié)同相比例運算電路的放大倍數(shù)，Q2的輸出接入嵌入式控制器的1引腳，用于進行Q2輸出信號的相應處理，運算放大器Ql和Q2的供電電壓由系統(tǒng)的供電模塊提供。
[0066]當人手觸摸到按鍵上面的時候，相當于A和B之間導通，此時相當于將VCC的電壓接入了由QI和Q2組成的電路系統(tǒng)，VCC電壓通過此電路系統(tǒng)后，由于電路具有放大的作用，所以輸出的電壓的大小為大于V C C，調節(jié)可變電阻R 6的大小就可以改變電路的輸出的大?。挥捎诳刂泼姘迳厦嬗性S多不同的按鍵，所以在每個按鍵上面都集成此電路系統(tǒng)，當改變可變電阻R6的大小，就可以得到不同的電壓的大小，用于區(qū)分不同的按鍵；
[0067]Q2的輸出Uout送入嵌入式控制器的1引腳之后，嵌入式控制器對輸入的電壓信號先進行相應的AD轉換，轉換之后再根據(jù)其轉換值的大小在嵌入式控制程序中進行查詢，所要查詢的內容為不同按鍵電路系統(tǒng)的輸出電壓經(jīng)過AD轉換之后的數(shù)值，此數(shù)值對應著相應的控制，程序中會根據(jù)這些數(shù)值預先將這些數(shù)值所對應的相應功能進行存儲，通過查詢就可以找到不同按鍵所對應的控制，此處的控制主要為通過識別按鍵所對應的AD轉換值的大小，然后播報此按鍵的作用。
[0068]此感應電路的優(yōu)點為:電路簡單，安全性能高，便于集成在按鍵上面;利用可調電阻的大小來改變電路的輸出，從而區(qū)別不同按鍵;輸出的電壓送入嵌入式控制器進行相應的控制，然后播報按鍵所對應的功能，按鍵所對應的功能在嵌入式控制程序中事先預存好，當有按鍵電壓輸入的時候根據(jù)程序查詢來進行相應的結果匹配。
[0069]圖3所示為一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)的語音自動識別模塊實現(xiàn)框圖，具體實施過程如下:
[0070]語音自動識別模塊的目的是將人類的語言中的詞匯內容轉換為控制系統(tǒng)可讀的輸入，控制系統(tǒng)得到此輸入之后來執(zhí)行相應的控制，實現(xiàn)了人用語音通過控制系統(tǒng)進行相關外部設備的控制。語音輸入之后，對語音信號進行相應的預處理，此處的預處理即為語音信號的解碼，然后對解碼之后的語音信息進行語音信號處理算法的處理，此處的語音信號處理算法為一種由嵌入式控制系統(tǒng)控制的一種高精度、高質量的語音處理算法，將算法處理之后的語音信號進行特征獲取，得到此語音信息的特征數(shù)據(jù)，并且與嵌入式控制系統(tǒng)自帶的模型庫進行相應的模式匹配，最后將識別的結果輸出，只有進行了模式匹配，這些特征數(shù)據(jù)才能夠轉換成控制系統(tǒng)所能夠識別的模式，進而被控制系統(tǒng)所識別。
[0071]圖4所示為一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)的電器開關狀態(tài)控制模塊實現(xiàn)框圖，具體實施過程如下:
[0072]手持控制面板將需要進行控制的信號通過按鍵送入系統(tǒng)主控模塊，系統(tǒng)主控模塊接收到按鍵的信號之后進行相應的處理，將處理的結果傳遞給無線傳輸模塊的發(fā)射端，無線傳輸模塊的發(fā)射端將控制信號通過無線信號傳輸技術傳遞給無線傳輸模塊的接收端，無線傳輸模塊的接收端將接收到的信號進行相應的處理之后將信號傳遞給電器開關狀態(tài)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對此信號進行相應的識別之后，發(fā)出控制信號，控制信號作用于電器開關狀態(tài)控制系統(tǒng)中的繼電器，控制繼電器的通或者斷，從而達到控制的目的；在此處，控制通斷的繼電器的具體實現(xiàn)過程為:繼電器在此處的通斷實際上就是控制電器的火線的通斷，即為利用繼電器來實現(xiàn)是否給電器供電的目的；此模塊采用CT取電的模式來實現(xiàn)模塊供電，具體的實施為:CT線圈在火線上面進行取電，取電之后進行相應的電壓轉換，轉換為模塊所需要的電壓。
[0073]圖5所示為一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)的家庭安全模塊，此模塊的具體實施過程如下:
[0074]此模塊實現(xiàn)家庭安全的監(jiān)控，主要監(jiān)控的是門和窗子的開關狀態(tài)，在此模塊中，需要將紅外探測裝置安裝在門和窗子上面，用以探測門和窗子的開關狀態(tài)，將紅外探測裝置探測到的狀態(tài)信號先進行信號處理，將處理后的信號送入射頻信號產(chǎn)生裝置，用來控制射頻信號的產(chǎn)生，射頻信號產(chǎn)生之后利用射頻信號發(fā)射端將射頻信號發(fā)送出去，射頻信號接收端用來接收發(fā)射端發(fā)射來的信號，將接收到的信號送入系統(tǒng)主控模塊進行相應的處理，處理完成之后將最后的結果送入語音播報模塊，用來播報此時窗子或者門的開關狀態(tài)。
[0075]此處的射頻信號產(chǎn)生裝置會產(chǎn)生不同的信號頻率，用于區(qū)別不同的門或者窗戶，系統(tǒng)主控模塊根據(jù)接收到的不同頻率就可以區(qū)別不同的門窗，利用是否發(fā)送這個頻率來判斷門窗的開關狀態(tài)。
[0076]圖6所示為一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)的編碼學習模塊，此模塊的具體實施過程如下:
[0077]要用按鍵來代替遙控器進行家電的控制，就需要讓系統(tǒng)的主控模塊和遙控器之間進行學習，使系統(tǒng)主控模塊能夠完全掌握遙控器的功能?？刂泼姘迮c家用電器之間的功能學習實際上就是將家電的遙控器上面的相關按鍵功能集成到控制面板的按鍵上面，使控制面板代替遙控器的功能。具體的實現(xiàn)過程為:通過編碼學習將遙控器的相關按鍵的功能存儲到嵌入式控制系統(tǒng)的存儲單元中，存儲單元再通過相應的輸出口將存儲在存儲單元中的功能與外部的按鍵進行相應的對應，遙控器按鍵功能的存儲采用嵌入式控制程序加相應的算法來實現(xiàn)，此程序及相關的算法使用C語言進行編寫配合編寫的嵌入式底層程序來實現(xiàn)。
[0078]實現(xiàn)的具體過程為:讓各種家電的遙控器和編碼學習模塊進行相互之間的學習，學習的過程實際上就是將各種遙控器的功能以及按鍵的操作等通過編碼學習模塊進行相應的編碼識別，將識別的結果送入系統(tǒng)主控模塊，系統(tǒng)的主控模塊再將各個遙控器的按鍵功能進行區(qū)分處理，系統(tǒng)的主控模塊中集成有類似家電遙控器的功能模塊，經(jīng)過編碼學習之后，主控模塊就替代了原來的遙控器，此時手持面板上面的按鍵就相當于家電遙控器上面的按鍵，用以進行相關的功能控制。
[0079 ]盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)的控制方法，具體過程:
[0080]I)首先，將各種遙控器的功能以及按鍵的操作通過編碼學習模塊進行相應的編碼識別，將識別的結果送入系統(tǒng)主控模塊存儲；
[0081]2)系統(tǒng)主控模塊將識別的結果進行相應的處理，將處理后的控制信號傳遞給手持控制面板，操作者通過手持控制面板將控制信號通過按鍵送入系統(tǒng)主控模塊;對于沒有遙控器的家用電器，操作者手持控制面板通過按鍵將需要操作的命令發(fā)送給系統(tǒng)主控模塊；
[0082]3)對于沒有遙控器的家用電器，經(jīng)系統(tǒng)主控模塊處理后的信號經(jīng)無線傳輸模塊傳遞至電器開關狀態(tài)控制模塊的繼電器，控制繼電器的通斷，從而控制家用電器的開關；
[0083]4)安裝在門窗上的家庭安全模塊將探測到的門窗開關狀態(tài)信號經(jīng)信號處理模塊處理后，送入射頻信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生射頻信號，射頻信號經(jīng)射頻信號發(fā)射和接收端將信號送入系統(tǒng)主控模塊進行處理；
[0084]5)系統(tǒng)主控模塊將處理后的門窗開關狀態(tài)信號送入震動報警器，通過振動的形式提不盲人門窗的開關狀態(tài)；
[0085]6)安裝在室內的傳感器模塊采集包括溫度、濕度和天然氣濃度物理量，經(jīng)信號處理模塊處理后，然后送入系統(tǒng)主控模塊；
[0086]7)當天然氣濃度超標時，傳感器模塊檢測到這些超標的物理量，經(jīng)信號處理模塊處理后，然后送入系統(tǒng)主控模塊；
[0087]8)系統(tǒng)主控模塊將處理后的包括溫度、濕度和天然氣濃度物理量送入語音播報模塊，播報此時室內環(huán)境狀況。
[0088]需要說明的是:如上實施例僅表達了本發(fā)明的一種實施方式，描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利的保護范圍的限制，應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明專利的保護范圍。
【主權項】
1.一種盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)，其特征在于，包括: 手持控制面板，用于通過按鍵對系統(tǒng)主控模塊發(fā)送相應的控制命令； 語音自動識別模塊，用于對人體發(fā)出的語音進行自動識別，并且將識別之后的語音信息進行相應的處理，將處理之后的信息傳送給系統(tǒng)主控模塊； 語音播報模塊，利用專用的語音芯片，用于進行聲音的發(fā)聲； 系統(tǒng)主控模塊，以嵌入式控制芯片以及相關的外圍電路組成，進行整個系統(tǒng)的控制； 傳感器模塊，進行外部溫度、濕度和天然氣濃度物理量的采集； 信號處理模塊，用于將外部傳感器及其它部分采集的物理量進行處理，處理之后變換成嵌入式控制芯片能夠識別的信號； 電器開關狀態(tài)控制模塊，用于對沒有遙控器控制的電器的開或者關的狀態(tài)進行控制；無線傳輸模塊，作用于電器開關狀態(tài)控制模塊，實現(xiàn)通過嵌入式控制芯片來無線控制沒有遙控器的家用電器； 編碼學習模塊，用于與帶有遙控器的家電的遙控器之間進行互相學習及編碼，匹配相應家電的遙控器類型； 家庭安全模塊，用于對家庭中的門和窗戶的開關狀態(tài)進行監(jiān)測，防止小偷對盲人家庭進行偷竊； 電源模塊，用于向各個模塊提供工作所需要的電源； 所述系統(tǒng)主控模塊分別連接手持控制面板、語音自動識別模塊、信號處理模塊、編碼學習模塊、語音播報模塊、家庭安全模塊、無線傳輸模塊及電源模塊;信號處理模塊連接傳感器模塊，無線傳輸模塊連接電器開關狀態(tài)控制模塊。2.根據(jù)權利要求1所述的盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)，其特征在于，所述手持控制面板上設有便于操作的按鍵，按鍵上設有便于盲人觸摸識別的盲文或集成的感應電路。3.根據(jù)權利要求2所述的盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)，其特征在于，所述感應電路為集成在按鍵上面的依次連接的兩級運算放大器Ql和Q2，兩級運算放大器Ql和Q2通過電阻R2連接，兩級運算放大器Ql和Q2輸出端與負極輸入端之間分別并聯(lián)有電阻Rl和可變電阻R6，第一級運算放大器Ql與其外部電阻一起構成電壓跟隨器，第二級運算放大器Q2的負極輸入端與可變電阻R6并聯(lián)后接電阻R3后接地，第二級運算放大器Q2與其外部電阻構成放大電路，第二級運算放大器Q2的輸出端接系統(tǒng)主控模塊的1端口。4.根據(jù)權利要求1所述的盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)，其特征在于，所述語音自動識別模塊包括依次連接的語音輸入模塊、語音信號解碼模塊、語音信號處理模塊、特征獲取模塊、模型庫、模式匹配模塊和結果識別模塊。5.—種權利要求1所述的盲人用家電控制及家庭安全系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括下述過程: 1)首先，將各種遙控器的功能以及按鍵的操作通過編碼學習模塊進行相應的編碼識另IJ，將識別的結果送入系統(tǒng)主控模塊存儲； 2)系統(tǒng)主控模塊將識別的結果進行相應的處理，將處理后的控制信號傳遞給手持控制面板，操作者通過手持控制面板將控制信號通過按鍵送入系統(tǒng)主控模塊;對于沒有遙控器的家用電器，操作者手持控制面板通過按鍵將需要操作的命令發(fā)送給系統(tǒng)主控模塊； 3)對于沒有遙控器的家用電器，經(jīng)系統(tǒng)主控模塊處理后的信號經(jīng)無線傳輸模塊傳遞至電器開關狀態(tài)控制模塊的繼電器，控制繼電器的通斷，從而控制家用電器的開關； 4)安裝在門窗上的家庭安全模塊將探測到的門窗開關狀態(tài)信號經(jīng)信號處理模塊處理后，送入射頻信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生射頻信號，射頻信號經(jīng)射頻信號發(fā)射和接收端將信號送入系統(tǒng)主控模塊進行處理； 5)系統(tǒng)主控模塊將處理后的門窗開關狀態(tài)信號送入震動報警器，提示盲人門窗的開關狀態(tài)； 6)安裝在室內的傳感器模塊采集包括溫度、濕度和天然氣濃度物理量，經(jīng)信號處理模塊處理后，然后送入系統(tǒng)主控模塊； 7)當天然氣濃度超標時，傳感器模塊檢測到這些超標的物理量，經(jīng)信號處理模塊處理后，然后送入系統(tǒng)主控模塊； 8)系統(tǒng)主控模塊將處理后的包括溫度、濕度和天然氣濃度物理量送入語音播報模塊，播報此時室內環(huán)境狀況。6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述射頻信號產(chǎn)生裝置會產(chǎn)生不同的信號頻率，用于區(qū)別不同的門或者窗戶，系統(tǒng)主控模塊根據(jù)接收到的不同頻率就可以區(qū)別不同的門窗，利用是否發(fā)送這個頻率來判斷門窗的開關狀態(tài)。7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，采用CT線圈在火線上取電，并進行電壓轉換分別對無線傳輸模塊、電器開關狀態(tài)控制系統(tǒng)、電器開關狀態(tài)控制模塊和繼電器模塊供電。8.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，電源模塊位于系統(tǒng)主控模塊里面，由鋰電池和可充電的電源系統(tǒng)組成，鋰電池用于給系統(tǒng)主控模塊供電，可充電的電源系統(tǒng)用于給外部其它模塊供電。
【文檔編號】G05B19/418GK105843063SQ201610230663
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】劉引龍, 魏鴻斌, 李榮輝, 葉愛琴, 余軍
【申請人】西安眾恒科技有限公司