基于信号处理的机房用智能开关的制作方法

1.本发明涉及基于信号处理的机房用智能开关，属于机房开关智能化技术领域。


背景技术：

2.现有电力系统的机房内，作为重要组成部分的照明系统，还在采用手动开关进行控制。若要使其具备智能控制功能，则需要将灯具更换为智能灯具。这一方面会产生经济损耗；另一方面，进行全面更换工作量大。因此妨碍了机房照明系统的智能化进程。
3.而机房内照明系统，实现智能控制又很必要。例如可以减少人员的频繁出入，从而保障机房环境免受外界干扰；同时避免手动接触开关，也能在一定程度上保证工作人员的用电安全。
4.因此，需要提供一种方式能在最小改动的基础上使机房内灯具实现智能化控制。


技术实现要素：

5.针对机房内现有照明灯具无法进行智能化控制的问题，本发明提供一种基于信号处理的机房用智能开关。
6.本发明的一种基于信号处理的机房用智能开关，包括一级控制单元和目标个数的二级控制单元，每个控制单元分别设置在壳体内；
7.一级控制单元用于根据一级指令判定结果实现对一级灯具墙壁按钮开关的控制，和向二级控制单元传递控制指令；
8.二级控制单元用于根据二级指令判定结果实现对二级灯具墙壁按钮开关的控制；
9.其中一级控制单元包括：
10.初始化模块，用于建立一级控制单元和二级控制单元的对应序列，所述序列包括数字序列或名称序列；并对一级指令处理模块和二级指令处理模块的识别模板进行初始设定，所述识别模板包括语音指令模板和手势指令模板；
11.一级声音采集模块，用于采集一级声音指令；
12.一级手势采集模块，用于采集一级手势指令；
13.一级指令处理模块，用于对采集的一级声音指令或一级手势指令进行识别，并依据识别模板获得一级指令判定结果；所述一级指令判定结果包括对对一级灯具墙壁按钮开关的控制指令和对二级灯具墙壁按钮开关的控制指令；
14.一级指令执行模块，用于根据对一级灯具墙壁按钮开关的控制指令控制一级灯具墙壁按钮开关实现开或关的动作；
15.一级通信模块，用于实现一级指令处理模块和二级指令处理模块之间的通信；
16.二级控制单元包括：
17.二级声音采集模块，用于采集二级声音指令；
18.二级手势采集模块，用于采集二级手势指令；
19.二级指令处理模块，用于对采集的二级声音指令或二级手势指令进行识别，并依
据识别模板获得判定结果，所述判定结果与一级通信模块传递的对二级灯具墙壁按钮开关的控制指令共同作为二级指令判定结果；
20.二级指令执行模块，用于根据二级指令判定结果控制二级灯具墙壁按钮开关实现开或关的动作；
21.二级通信模块，用于实现二级指令处理模块和一级指令处理模块之间的通信；
22.所述壳体为一面开口的方形结构，壳体通过开口端扣接在对应的墙壁按钮开关外轮廓上，并使一级指令执行模块或二级指令执行模块的执行末端对应墙壁按钮开关的按钮开和关的位置。
23.根据本发明的基于信号处理的机房用智能开关，一级指令执行模块和二级指令执行模块的结构相同，分别包括电机、齿轮和两根齿条，电机用于驱动齿轮，齿轮在两根齿条之间，与两根齿条同时啮合；
24.电机根据对一级灯具墙壁按钮开关的控制指令或二级指令判定结果带动齿轮正转或反转，使相应齿条的末端按压墙壁按钮开关的相应位置，实现墙壁按钮开关的开或关的动作。
25.根据本发明的基于信号处理的机房用智能开关，所述壳体上与开口面对应的侧壁内壁上设置两个垂直于所述侧壁的滑槽，每个滑槽与一根齿条的滑动空间相对应。
26.根据本发明的基于信号处理的机房用智能开关，所述齿条为l形结构，l形结构的竖直段对应于滑槽，水平段末端向下倾斜，水平段末端实现按压墙壁按钮开关的动作。
27.根据本发明的基于信号处理的机房用智能开关，所述一级手势指令包括对一级灯具墙壁按钮开关进行控制的单手势控制指令和对二级灯具墙壁按钮开关进行控制的组合手势控制指令；所述组合手势控制指令包括目标二级灯具墙壁按钮开关的序列手势和控制手势；所述组合手势控制指令包括的两种手势在设定时限内完成。
28.根据本发明的基于信号处理的机房用智能开关，一级控制单元和二级控制单元均包括红外线探测器，用于探测人体红外信号，并将人体红外信号传递至对应的指令处理模块；所述指令处理模块在时钟信号的配合下，在预设时长内持续未接收到人体红外信号，则通过语音播报模块发送操作询问，若在询问设定次数后持续无应答，则倒计时20秒后输出相应灯具墙壁按钮开关的关指令；所述语音播报模块的音量可调节。
29.根据本发明的基于信号处理的机房用智能开关，一级控制单元还包括降噪模块，用于对采集的一级声音指令和一级手势指令进行预处理，获得降噪后一级声音指令和一级手势指令。
30.根据本发明的基于信号处理的机房用智能开关，所述一级指令处理模块和二级指令处理模块还用于接收上位机的控制指令，并对应向一级指令执行模块和二级指令执行模块传递墙壁按钮开关的控制信号。
31.本发明的有益效果：本发明在不破坏现有机房传统照明灯具的情况下，实现了对灯具的智能控制。它采用壳体与现有灯具开关的开关座连接，壳体可直接卡接在原有开关座上，然后通过语音或手势控制，由指令执行模块自动控制原有开关按钮的开或关动作。
32.本发明改变了传统思路中，灯具智能化需要更换灯具的思想，在现有灯具的基础上直接实现了对灯具的智能控制。它将现有开关座区分为一级和二级的类别，使一级控制单元在实现对当前灯具开关控制的基础上，可以进一步对二级灯具的开关进行控制，而二
级控制单元只对本身对应的灯具开关进行控制，由此即有控制功能的集中，又能够实现分散控制，为工作人员的使用提供了极大的便利。同时为机房照明系统融入整体智能化控制系统中提供了实施基础。
33.本发明中每个控制单元可以作为一个终端对一个传统开关进行控制，同时在多个控制单元之间建立通信机制，其智能控制过程可全程独立实现，而无需依赖其它智能终端，可做为独立运行的产品使用。
34.本发明操作方式简单，对操控指令的自主设定，可使其适应不同工作模式的使用习惯。因此在对传统灯具智能操控的基础上，还实现了个性化配置。本发明在不改动原有灯具设置的前提下获得最大的使用便利，极具实用性。
附图说明
35.图1是本发明所述基于信号处理的机房用智能开关的原理示意图；
36.图2是当二级控制单元为三个时，一级控制单元和二级控制单元的连接关系原理示意图；
37.图3是一级指令执行模块和二级指令执行模块的内部结构示意图；图中400表示墙壁按钮开关的开关座，410表示墙壁按钮开关的按钮；
38.图4是图3的左视图；
39.图5是壳体的一个侧壁上设置两个滑槽的结构示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
43.具体实施方式一、结合图1至图5所示，本发明提供了一种基于信号处理的机房用智能开关，包括一级控制单元100和目标个数的二级控制单元200，每个控制单元分别设置在壳体300内；
44.一级控制单元100用于根据一级指令判定结果实现对一级灯具墙壁按钮开关的控制，和向二级控制单元200传递控制指令；
45.二级控制单元200用于根据二级指令判定结果实现对二级灯具墙壁按钮开关的控制；
46.其中一级控制单元100包括：
47.初始化模块110，用于建立一级控制单元100和二级控制单元200的对应序列，所述序列包括数字序列或名称序列；并对一级指令处理模块140和二级指令处理模块230的识别模板进行初始设定，所述识别模板包括语音指令模板和手势指令模板；
48.一级声音采集模块120，用于采集一级声音指令；
49.一级手势采集模块130，用于采集一级手势指令；
50.一级指令处理模块140，用于对采集的一级声音指令或一级手势指令进行识别，并依据识别模板获得一级指令判定结果；所述一级指令判定结果包括对对一级灯具墙壁按钮开关的控制指令和对二级灯具墙壁按钮开关的控制指令；
51.一级指令执行模块150，用于根据对一级灯具墙壁按钮开关的控制指令控制一级灯具墙壁按钮开关实现开或关的动作；
52.一级通信模块160，用于实现一级指令处理模块140和二级指令处理模块230之间的通信；
53.二级控制单元200包括：
54.二级声音采集模块210，用于采集二级声音指令；
55.二级手势采集模块220，用于采集二级手势指令；
56.二级指令处理模块230，用于对采集的二级声音指令或二级手势指令进行识别，并依据识别模板获得判定结果，所述判定结果与一级通信模块160传递的对二级灯具墙壁按钮开关的控制指令共同作为二级指令判定结果；
57.二级指令执行模块240，用于根据二级指令判定结果控制二级灯具墙壁按钮开关实现开或关的动作；
58.二级通信模块250，用于实现二级指令处理模块230和一级指令处理模块140之间的通信；
59.所述壳体300为一面开口的方形结构，壳体300通过开口端扣接在对应的墙壁按钮开关外轮廓上，并使一级指令执行模块150或二级指令执行模块240的执行末端对应墙壁按钮开关的按钮开和关的位置。
60.本实施方式中所述一级和二级是对控制目标(灯具墙壁按钮开关)的自行划定。例如可选择机房内一个比较重要的开关或者关键照明位置的开关作为一级控制目标，其它开关作为二级控制目标。所述其它开关的个数等于二级控制单元200的个数。一级控制单元中初始化模块用来实现其本身及所有二级控制单元的指令设定，并可通过一级指令处理模块向二级指令处理模块发送针对二级灯具的控制指令。为了流程上的简捷与清晰，二级控制单元不能用来控制一级控制单元的动作。
61.在初始化模块中，可以将所有灯具对应的开关排序，例如除一级控制目标外，可将其它控制目标按布局路径进行排序，比如编号的设定；也可以按功能对控制目标进行命名排序，并建立一级控制单元和二级控制单元的对应序列，作为后续控制的基础配置。
62.作为示例，将多个二级控制单元的名称序列分别命名为功能一区、功能二区
……
，则初始化模块中，语音指令模板可以为功能一区开或关，功能二区开或关
……
。
63.本实施方式的实施无需借助任何智能终端，可独立实现功能，因此更有利于在机房内的推广使用。本发明的实施方式降低了智能产品的使用门槛，利用常规的生活语言或手势即可操控实现开关操作的智能化，更容易被使用者接受。
64.本实施方式中的通信模块可以为wifi模块、nbiot模块或fsk射频通讯模块。
65.进一步，结合图3和图4所示，一级指令执行模块150和二级指令执行模块240的结构相同，分别包括电机1、齿轮2和两根齿条3，电机1用于驱动齿轮2，齿轮2在两根齿条3之间，与两根齿条3同时啮合；
66.电机1根据对一级灯具墙壁按钮开关的控制指令或二级指令判定结果带动齿轮2正转或反转，使相应齿条的末端按压墙壁按钮开关的相应位置，实现墙壁按钮开关的开或关的动作。
67.本实施方式从智能化和便于对机房内现有照明系统进行改造的角度，给出了执行模块的结构设置。在使用时，可将一级控制单元和二级控制单元通过壳体罩设在已有开关座的外轮廓上，例如通过粘接或过盈配合的方式固定。然后使两根齿条3的末端分别与已有开关按钮的两端对应，即对应开或关的按钮受力区。例如可以设定齿轮2正转，其中一根齿条3按动按钮，使相应灯具接通电源；同时，使另一根齿条3远离按钮的按压点。
68.本实施方式中，将一级控制单元和二级控制单元扣在已有开关座上后，可对每个开关进行语音控制，或对其进行手势控制，实现了现有开关的非接触开关控制。
69.再进一步，结合图3至图5所示，所述壳体300上与开口面对应的侧壁内壁上设置两个垂直于所述侧壁的滑槽310，每个滑槽310与一根齿条3的滑动空间相对应。
70.为使保证齿条3随齿轮2转动而上下运动过程中的稳定性，为每个齿条3设置一个滑槽310，使齿条3可沿滑槽310内部限定的空间内滑动。
71.滑槽310与侧壁可以为一体式设计。
72.再进一步，结合图3所示，所述齿条3为l形结构，l形结构的竖直段对应于滑槽310，水平段末端向下倾斜，水平段末端实现按压墙壁按钮开关的动作。
73.两根齿条3的水平段均向远离齿轮2的方向延伸。将齿条3设置为l形结构，可以减小壳体在齿条3移动方向的长度，使壳体的体积不至于过大。
74.齿条3水平段末端可以向下延伸设置一个突起，作为与按钮的接触点，对按钮进行按压时，可使传动的力度更集中，从而使按压动作更可靠。
75.再进一步，所述一级手势指令包括对一级灯具墙壁按钮开关进行控制的单手势控制指令和对二级灯具墙壁按钮开关进行控制的组合手势控制指令；所述组合手势控制指令包括目标二级灯具墙壁按钮开关的序列手势和控制手势；所述组合手势控制指令包括的两种手势在设定时限内完成。
76.对于一级灯具或二级灯具，对应通过一级控制单元或二级控制单元进行手势控制时，简单的提供开手势或关手势指令即可。而对于通过一级控制单元对二级灯具进行控制的情况，首先要明确控制对象，此时需首先提供一个确定控制目标的手势，同时再附加开或关的手势。为减少识别误差，设置组合手势的时间限，可提高控制结果的准确度。
77.再进一步，一级控制单元100和二级控制单元200均包括红外线探测器，用于探测人体红外信号，并将人体红外信号传递至对应的指令处理模块；所述指令处理模块在时钟信号的配合下，在预设时长内持续未接收到人体红外信号，则通过语音播报模块发送操作询问，若在询问设定次数后持续无应答，则倒计时20秒后输出相应灯具墙壁按钮开关的关指令；所述语音播报模块的音量可调节。
78.设置语音播报模块询问是为了减少自动关闭电源的错误执行率。例如工作人员在某一位置长时间工作时，无人在监测空间内活动可能会被判定为无人需要照明而关闭灯具电源，这样反而影响了工作人员的使用。因此，设置语音提示进行确认，倒计时20秒可给工作人员一个应答缓冲时段。
79.再进一步，一级控制单元100还包括降噪模块，用于对采集的一级声音指令和一级
手势指令进行预处理，获得降噪后一级声音指令和一级手势指令。
80.由于机房环境中会存在各种噪声及人员活动造成的动作干扰，为减少识别错误率，可设置降噪模块去除干扰或优化接收信号后，再进行识别。
81.再进一步，所述一级指令处理模块140和二级指令处理模块230还用于接收上位机的控制指令，并对应向一级指令执行模块150和二级指令执行模块240传递墙壁按钮开关的控制信号。
82.使一级控制单元100和二级控制单元200可以接收上位机的控制指令，则可以将对机房内照明系统的控制融入到上一级智能控制系统中，从而使工作人员可在远端对机房内照明系统进行控制，提高机房的智能化控制级别。
83.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。