一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统，包括可穿戴数据采集装置、移动终端和智能设备；所述可穿戴数据采集装置包括传感器、低功耗模数转换器ADC、低功耗微处理器、低功无线耗射频模块；所述传感器分别与低功耗模数转换器ADC、低功耗微处理器相连，所述低功无线耗射频模块分别与低功耗模数转换器ADC、低功耗微处理器相连；本实用新型是一种无线智能控制环境下的除了键盘、鼠标、触摸等方式之外的一种新的低功耗低成本的控制指令输入方式，采用可穿戴设备作为信号采集装置，携带方便，操作简单高效；设有待机休眠功能，具有低功耗的特点；同时成本低，使用方便，值得推广。
【专利说明】一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能控制【技术领域】，具体是一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统。
【背景技术】
[0002]在物联网大发展的背景下，一些新的应用场景和概念被相继提出，如智能家居、智能工业控制、智能医疗等。在这些应用下，如何高效低成本的实现人机控制成为了新的命题。现有技术以移动终端(如手机、PAD)作为计算、通讯和控制节点，人通过移动终端的屏幕得到信息反馈，通过触摸屏操作下达控制指令，而移动终端通过无线通讯与控制对象进行交互。现有技术的不足在于人的指令下达/信息反馈都与移动终端的屏幕紧耦合。而此种控制方式存在不便，比如电灯的开关，本应一个动作实现控制，而在实际情况下，需要触摸点击多次；例如对无人飞行器控制，由于触摸屏是二维的，在需要对飞行器进行三维空间移动控制时，触摸屏控制存在先天的不便利性。
[0003]随着传感器和模式识别技术的发展，肢体感应(简称“体感”)或声音信息作为新的输入方式实现人机控制的应用受到越来越多的关注。目前，体感检测的方式有两类，一类是基于视觉图像处理；另一类是基于传感器。基于视觉图像处理的技术具有识别率高、可识别的动作信息丰富等特点，但是对于识别的有效区域和环境光线具有较高的限制。基于传感器的方式则不受环境和位置的限制，配以优化的模式识别算法，其具有较好的操作性。
[0004]本实用新型采用体感及声音识别作为新的人机控制输入方法，所涉及的体感检测是基于传感器(加速度计/陀螺仪/磁力计/音频信号采集器等)的模式识别。
[0005]可穿戴设备是物联网大环境下的产物，其具有(人体或外界的)信息采集、数据处理、数据收发等功能，面积功耗低、携带便捷等特点。目前，可穿戴设备仍然作为一个独立的电子设备存在，其应用主要集中在人体生命体征检测、健康管理、运动信息评估等方面。
[0006]本实用新型利用可穿戴设备的设计概念，将其作为人肢体的一部分，利用其便携性质和无线通信功能实时精确地捕捉特定的肢体或语音信号，并将该信号作为控制指令传送到具有较强运算能力和无线收发功能的移动终端。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有技术的缺陷，提供一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统，是一种无线智能控制环境下的除了键盘、鼠标、触摸等方式之外的一种新的低功耗低成本的控制指令输入方式，采用可穿戴设备作为信号采集装置，携带方便，操作简单高效；设有待机休眠功能，具有低功耗的特点；同时成本低，使用方便，值得推广。
[0008]本实用新型为实现上述应用将采用以下技术方案:
[0009]一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统，包括可穿戴数据采集装置、移动终端和智能设备；
[0010]所述可穿戴数据采集装置包括传感器、低功耗模数转换器ADC、低功耗微处理器、低功无线耗射频模块；所述传感器分别与低功耗模数转换器ADC、低功耗微处理器相连，所述低功耗无线射频模块分别与低功耗模数转换器ADC、低功耗微处理器相连；
[0011]所述可穿戴数据采集装置包括模式识别模块、调用管理模块、APP端，所述模式识别模块、调用管理模块、APP端依次相连。
[0012]作为本实用新型的进一步优化方案，所述传感器包括加速度计、陀螺仪、磁力计和语音信号采集器。
[0013]作为本实用新型的进一步优化方案，低功无线耗射频模块采用WiF1、蓝牙、Zigbee或 ANT。
[0014]作为本实用新型的进一步优化方案，所述智能设备包括影音系统、安防系统、家用电器、智能门窗。
[0015]作为本实用新型的进一步优化方案，所述移动终端为手机或Pad。
[0016]本实用新型采用以上技术方案实现的应用与现有应用相比，具有以下优势:
[0017]1、方便快捷:采用可穿戴设备作为信号采集装置，其具有携带方便的特点；采用体感或声音识别的方法进行人机控制，其具有操作简单高效的特点。
[0018]2、低功耗:可穿戴设备只负责采集并传送体感信号，其板级系统采用超低功耗设计，包括传感器，功能优化定制的低功耗微处理器MCU和低功无线耗射频模块；设备通常处于待机休眠状态，只有收到按键或声音唤醒信号后才处于工作状态；超过一定时间无指令动作则自动进入休眠状态，等待再次唤醒。
[0019]3、低成本:借助手机或PAD等用户已有的移动终端进行模式识别算，而不是放在可穿戴设备本身，大大降低了可穿戴设备的设计成本，从而降低了用户的购买成本。
[0020]4、开放平台:本实用新型所涉及的模式识别的驱动平台为开放式平台，可连接任何具有蓝牙、Zigbee, ANT, WIFI等无线通信功能的智能设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的应用场景说明图。
[0022]图2是本实用新型的系统框图。
[0023]图3是可穿戴数据采集设备的板级结构图。
[0024]图4是可穿戴数据采集设备低功耗工作流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
[0026]本实用新型公开一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统，其应用场景说明如图1所示，所述系统适用于任何具备无线通信功能的智能硬件，例如智能开关、智能插座、电视机、电脑、汽车等，这些家电可作为一个单独的控制系统，如家电控制系统、们窗控制系统、灯光控制系统、影音控制系统、安防控制系统等，都可作为被监控对象连入本系统。
[0027]本实用新型的系统组成框图如图2所示。当可穿戴数据采集设备中的低功耗微处理器MCU接收到用户的唤醒脉冲或声控指令时，发出Restart启动信号，唤醒板级系统上的所有芯片模块:传感器模块实时感知手臂动作或声音，检测到的模拟信号经低功耗模数转换器ADC转换为数字信号，经低功无线耗射频模块发送。
[0028]本实用新型所涉及的可穿戴数据采集装备的板级系统设计如图3所示，由传感器，如加速度计/陀螺仪/磁力计/音频信号采集器等、低功耗模数转换器ADC、低功耗微处理器MCU、低功耗无线射频发射模块，如低功耗蓝牙/ZIGBEE/ANT等。其中，低功耗微处理器MCU采用中断触发的机制接收外部启动指令，统一唤醒启动板上其他模块，根据低功耗模数转换器(ADC)输出的数字信号的先后、长度和序列的时间间隔为每组动作指令加入前导码；传感器实时捕捉手臂动作和声音信号；低功耗模数转换器ADC为高精度ADC，将传感器输出的模拟信号转换为数字信号；低功耗无线射频模块可选用低功耗蓝牙模块、Zigbee, ANT等协议，将每条指令序列发射出去。
[0029]本实用新型所涉及的可穿戴信号采集装备的板级系统低功耗工作流程如图4所示。低功耗微处理器MCU检测到外部的触发信号(脉冲或特定声音信号)，唤醒板级所有模块；当低功耗微处理器MCU再次检测到外部触发信号(脉冲或特定声音信号)或者传感器在较长时间内(例如60s)未检测出任何体感或声音信号时，微处理器MCU发出休眠指令，整个板级系统进入待机状态，直到下一次的唤醒。
[0030]本实用新型涉及的模式识别模块的软件算法平台是一个可共享的算法驱动模块，可以移植在andr1d/1s等移动终端操作系统中，与其他应用程序(app)的接口对接。驱动算法查找体感或声音库里资源，解码出接收到的控制信号。算法驱动模块中有app调用管理机制，为了节省运算的内存消耗，一个移动终端同时允许一个app对接。
[0031]上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的如提下做出各种变化。
【权利要求】
1.一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统，其特征在于，包括可穿戴数据采集装置、移动终端和智能设备； 所述可穿戴数据采集装置包括传感器、低功耗模数转换器纟IX:、低功耗微处理器、低功无线耗射频模块；所述传感器分别与低功耗模数转换器八IX:、低功耗微处理器相连，所述低功耗无线射频模块分别与低功耗模数转换器仙匕低功耗微处理器相连； 所述可穿戴数据采集装置包括模式识别模块、调用管理模块、仙？端，所述模式识别模块、调用管理模块、仙？端依次相连。
2.如权利要求1所述的一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统，其特征在于:所述传感器包括加速度计、陀螺仪、磁力计和语音信号采集器。
3.如权利要求2所述的一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统，其特征在于:低功无线耗射频模块采用11？1、蓝牙、21曲66或八阶。
4.如权利要求1所述的一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统，其特征在于:所述智能设备包括影音系统、安防系统、家用电器、智能门窗。
5.如权利要求2所述的一种适用于体感或声音控制的超低功耗无线智能控制系统，其特征在于:所述移动终端为手机或？％1。
【文档编号】G05B19/042GK204256444SQ201420802242
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】赵爽, 叶云飞, 周立人 申请人:赵爽