具有语音控制功能的智能开关及智能控制系统 |
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| 申请号 | CN201210378589.X | 申请日 | 2012-10-09 | 公开(公告)号 | CN102902253A | 公开(公告)日 | 2013-01-30 |
| 申请人 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司; 鸿海精密工业股份有限公司; | 发明人 | 陈德胜; 李晓光; 谢冠宏; 肖昀; 皮尚慧; | ||||
| 摘要 | 一种智能 开关 ，包括存储单元、语音输入单元、遥控单元和处理器。存储单元存储有各用电设备的识别码及各用电设备的名称之间，以及用户的语音命令及用户的语音命令对应的遥控 信号 之间的一一对应关系。语音输入单元接收用户的语音数据，并将其转换为 语音信号 。处理器包括 语音识别 模 块 、判断模块和控 制模 块。语音识别模块识别并解析输出语音信号对应的语音命令及其所包含的用电设备的名称。判断模块找到语音命令对应的遥控信号及用电设备的名称对应的用电设备的识别码。 控制模块 控制遥控单元将遥控信号发送至识别码对应的用电设备以控制其执行。本 发明 还提供了一种智能控制系统。本发明可识别并控制用电设备执行用户的语音命令，使用非常方便。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种智能开关，所述智能开关连接至少一用电设备至一电源，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 具有语音控制功能的智能开关及智能控制系统技术领域[0001] 本发明涉及一种智能开关和智能控制系统，尤其涉及一种具有语音控制功能的智能开关及智能控制系统。 背景技术[0002] 目前，将用电设备和电源连接的开关一般都是采用手动开关电源，例如，采用接触性的手动操作的触控开关，依赖遥控器的红外遥控开关等等。上述开关不能自动关闭。如果用户没有随手关闭电源的习惯，将会造成电能的浪费，同时还存在安全隐患。目前还有的声控开关，可在接收到声源信号后实现对用电设备通电的控制，例如，用户拍击手掌、喊出声音等来控制开启或关闭用电设备的电源。然而，此种方式容易造成误判，如有物体掉落或用户说话时，该开关也会执行开启或关闭用电设备的电源的操作。 发明内容[0003] 有鉴于此，有必要提供一种具有语音控制功能的智能开关，可自动识别用户的语音命令，并执行所识别到的语音命令，以解决上述问题。 [0004] 有鉴于此，还有必要提供一种具有上述智能开关的智能控制系统，以解决上述问题。 [0005] 一种智能开关，连接至少一用电设备至一电源。该智能开关包括一存储单元、一语音输入单元、一遥控单元和一处理器。存储单元存储有各用电设备的识别码及各用电设备的名称之间的一一对应关系，以及用户的语音命令及用户的语音命令对应的遥控信号之间的一一对应关系。语音输入单元用于接收用户的语音数据，并将该语音数据转换为语音信号。处理器包括一语音识别模块、一判断模块和控制模块。其中，所述语音识别模块用于将所述语音输入单元转换的语音信号进行识别，解析输出该语音信号对应的语音命令及其所包含的用电设备的名称。所述判断模块用于到所述存储单元中找到所述语音命令对应的遥控信号及所述用电设备的名称对应的用电设备的识别码，并将该用电设备的识别码及该遥控信号传输至控制模块。所述控制模块控制所述遥控单元将所述遥控信号发送至所述识别码对应的用电设备以控制所述用电设备执行所述遥控信号。 [0006] 一种智能控制系统，包括一网关、一服务器、至少一用电设备和一通过有线或无线通信方式与所述网关进行通讯的智能开关。所述智能开关将所述至少一用电设备连接至一电源。所述智能开关包括一存储单元、一语音输入单元、一遥控单元和一处理器。存储单元存储有各用电设备的识别码及各用电设备的名称之间的一一对应关系，以及用户的语音命令及用户的语音命令对应的遥控信号之间的一一对应关系。语音输入单元用于接收用户的语音数据，并将该语音数据转换为语音信号。处理器包括一语音识别模块、一判断模块和控制模块。其中，所述语音识别模块用于将所述语音输入单元转换的语音信号进行识别，解析输出该语音信号对应的语音命令及其所包含的用电设备的名称。所述判断模块用于到所述存储单元中找到所述语音命令对应的遥控信号及所述用电设备的名称对应的用电设备的识别码，并将该用电设备的识别码及该遥控信号传输至控制模块。所述控制模块控制所述遥控单元将所述遥控信号发送至所述识别码对应的用电设备以控制所述用电设备执行所述遥控信号。 [0008] 图1为本发明一实施方式的智能控制系统的布局示意图。 [0009] 图2为本发明另一实施方式的智能控制系统的布局示意图。 [0010] 图3为本发明一实施方式的智能控制系统的功能模块图。 [0011] 图4为本发明一实施方式的智能控制系统的示意图。 [0012] 图5为本发明另一实施方式的智能控制系统的功能模块图。 [0013] 主要元件符号说明智能控制系统 1000 智能开关、智能开关A、智能开关B、智能开关C、智能开关D 100 网关 200 入网控制装置、入网控制装置A、入网控制装置B、入网控制装置D 300 服务器 400 电源 1 电力线 2 用电设备 3 第一存储单元 10 无线收发单元 15 适配模块 16 语音输入单元 20 语音输出单元 30 第二存储单元 31 入网按钮 32 无线发射单元 33 信号转换单元 34 控制单元 35 无线接收单元 36 处理器 40 语音识别模块 41 判断模块 42 控制模块 43 遥控单元 50 插座孔 70 显示单元 80 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。 具体实施方式[0014] 请参阅图3，智能控制系统1000包括至少一智能开关100、一网关200、至少一入网控制装置300和至少一插接于智能开关100的用电设备3。智能控制系统1000中每一房间设有一入网控制装置300。本实施方式中，智能开关100与网关200，网关200与入网控制装置300是通过有线或无线方式，例如但不限于通过电力线2以PLC（Power Line Communication，电力线通信）方式进行通信连接，在另一实施方式中，智能开关100与网关200，网关200与入网控制装置300是通过有线或无线方式，例如但不限于通过光纤电力线 2以OPLC（Optical fiber Power Line Cable，光纤复合电力线电缆）方式进行通信连接。 [0015] 使用智能控制系统1000时，用户可通过入网控制装置300来触发与该入网控制装置300在同一房间内的各智能开关100注册到网关200，即将该智能开关100的包括有其识别码（ID）的注册码发送至网关200以注册。而当智能开关100设有多个插座孔时，每一插座孔对应有一ID，智能开关100则将各插座孔的ID发送至网关200以注册。本实施方式中，每一入网控制装置300也有代表其身份的唯一的识别码（ID）。 [0016] 本发明提供的智能开关100可识别用户的语音命令并将该语音命令对应的遥控信号发送至对应的用电设备3以控制该用电设备3执行该语音命令。智能开关100包括一第一存储单元10、一语音输入单元20、一语音输出单元30、一处理器40和一遥控单元50。其中，第一存储单元10、语音输入单元20、语音输出单元30和遥控单元50分别与处理器40相连接。 [0017] 第一存储单元10存储有各用电设备3的识别码（ID）及各区定义的名称之间的一一对应关系，第一存储单元10还存储了用户的语音命令及用户的语音命令对应的遥控信号之间的一一对应关系。其中，用户的语音命令为用户预先录入并存储的。智能控制系统1000中的智能开关100可识别用户的语音命令并将该语音命令对应的遥控信号发送至对应的用电设备3以控制该用电设备3执行，即根据用户的语音命令控制各用电设备3。其中，用户的语音命令对应的遥控信号可以是开启或关闭某一用电设备3的电源的遥控信号、控制某一用电设备3自行启动关机程序关机的遥控信号、调节某一用电设备3的功能参数的遥控信号等等。 [0018] 本实施方式中，语音输入单元20例如但不限于为一麦克风，用于接收用户的语音数据，并将该语音数据转换为语音信号。语音输出单元30例如但不限于为一扬声器。处理器40包括一语音识别模块41、一判断模块42和一控制模块43。语音识别模块41与判断模块42相连接，判断模块42与控制模块43相连接。语音识别模块41用于将语音输入单元20转换的语音信号进行识别，解析输出该语音信号对应的语音命令及其所包含的用电设备 3的名称。判断模块42用于将语音识别模块41输出的语音命令与第一存储单元10中存储的语音命令相比较，判断第一存储单元10中是否存储了相同的语音命令，如果是，判断模块42还到第一存储单元10中找到该语音命令对应的遥控信号及该用电设备3的名称对应的用电设备3的ID，并将该用电设备的ID及该遥控信号传输至控制模块43，控制模块43则控制遥控单元50将该遥控信号发送至该用电设备3以控制该用电设备3执行该遥控信号。在本实施方式中，遥控单元50例如但不限于为IR（Infra-red,红外线）遥控单元。 [0019] 如果判断模块42判断出第一存储单元10中未存储相同的语音命令，控制模块43则控制语音输出单元30输出一语音提示用户是否需要添加该语音命令。例如，通过扬声器播放“无法在数据库中找到您的语音命令，请确认是否需要添加该语音命令到数据库中”的声音信息。此时，如用户说“是”或“好”等类似词语时，控制模块43则根据用户的输入控制将该语音命令添加到第一存储单元10。语音输出单元30亦可担任语音命令之确认回馈。 [0020] 其中语音识别模块41与判断模块42亦可由网关200取代（如图5所示）。若要增加其辨识率,亦可经由服务器400透过云端之语音数据库,以增加其辨识率之提升,此方式可以去除或减少语音命令的学习过程,用以提升设备使用之方便性。 [0021] 如图4所示，智能开关100为具有没有或至少一插座孔70的插座式智能开关。在其它实施方式中，插座孔70的个数可为两个、三个、四个、五个等。其中，该插座孔70为三孔插座孔，用于与用电设备3的供电插头匹配。该用电设备3可以是家用或公司用的各种电器，例如但不限于冰箱、空调、电风扇、电脑、电视机、音箱、电饭煲、微波炉、热水器、抽油烟机、各种灯具等等。 [0022] 智能开关100还可以包括一显示单元80，用于显示用电设备3的实时用电信息等。该显示单元80例如但不限于可为液晶显示屏、电子纸显示屏、LED显示屏、触控屏等。智能开关100也可以不包括显示单元80。在一实施方式中，为确保数据安全以及解决存储容量的问题，智能开关100还可以将第一存储单元10存储的各用电设备3的ID及各用设备 200的名称之间的一一对应关系，用户的语音命令及用户的语音命令对应的遥控信号之间的一一对应关系通过网关300传输至服务器400中存储。 [0023] 在一实施方式中，智能开关100还包括一插头95，插头95用于将智能开关100插接于电源1，从而将智能开关100以及与智能开关100连接的用电设备3与电源1相连接。 [0024] 可以理解的是，当智能开关100上同时连接有两个或两个以上的用电设备3时，控制模块43则根据用户的语音命令中所包括的用电设备3的名称对应的ID，控制遥控单元50发送该语音命令对应的遥控信号到该ID对应的用电设备3，使该用电设备3执行该遥控信号。 [0025] 在另一实施方式中，智能开关100亦可控制其注册到网关200的其它设备,保持智能开关100之控制弹性。 [0026] 以下介绍智能开关100如何注册到网关200。 [0027] 请再次参阅图1和图2，当用户将网关200、各智能开关100以及入网控制装置300均安装好之后，如图1所示，网关200、各智能开关100、入网控制装置300均与电力线2连接，并可通过有线或无线方式，例如但不限于通过电力线2以PLC（或OPLC）方式进行通信连接。图1中，智能开关A100和入网控制装置A300位于同一房间，智能开关B100、智能开关C100和入网控制装置B位于同一房间，智能开关D100和入网控制装置D300位于同一房间。此时，网关200可自动侦测到连接在电力线2上的所有的PLC装置，即各智能开关100、各入网控制装置300等的ID。 [0028] 各智能开关100分别还包括一无线收发单元15（例如但不限于红外收发器）和一适配模块16。无线收发单元15可用于接收入网控制装置300发射的无线信号。适配模块16用于将需通过电力线2传输的数据进行协议转换和编码，使得智能开关100可以将该数据通过电力线2传送给网关200。本实施方式中，该转换和编码后信息/数据支持电力线通讯（PLC）或光缆电力线通讯（OPLC）。无线收发单元15可以例如但不限于包括红外（IR）发射和接收器，相应的，入网控制装置300可发射对应的IR信号。 [0029] 请参阅图3，入网控制装置300包括一第二存储单元31、入网按钮32、一无线发射单元33、一信号转换单元34、一控制单元35和一无线接收单元36。 [0030] 用户欲注册各智能开关100到网关200时，先将要注册的某房间的入网控制装置300拿到网关200的无线信号所覆盖的范围内，例如拿到网关200的附近，通过网关200启动一入网配对程序，网关200即通过无线方式将其ID和一密码发送至该入网控制装置300，入网控制装置300将网关200的ID和该密码存储于第二存储单元31，而该入网控制装置 300则将其ID也通过无线方式发送至网关200，网关200则将该入网控制装置300的ID存储，从而完成该入网控制装置300与网关200的入网配对。在本实施方式中，入网控制装置 300通过无线接收单元36和无线发射单元33与网关200进行入网配对。无线接收单元36用于接收网关200发送的网关200的识别码和密码。其中，该密码可以是由用户设置的，也可是由网关200设定的以其ID作为密码。该密码用于在该用户的各入网控制装置300和智能开关100传输信号时对信号加密及解密的密码，以防止非法用户获取并利用传输的信号。在其它实施方式中，网关200和该入网控制装置300还可以通过有线或例如但不限于ZigBee、Z-Wave、Bluetooth、RF、GPRS、3G或4G等无线方式发送ID和密码等。 [0031] 之后，用户通过网关200启动一入网注册程序，并将该已与网关200配对的入网控制装置300安装于要注册的智能开关100的房间，例如图1所示的入网控制装置B300安装到有智能开关B100和智能开关C100的房间。用户只需按压入网控制装置B300的入网按钮32，入网按钮32则响应用户的按压产生一触发信号，并将该触发信号传输至控制单元35。控制单元35在收到该触发信号时，控制无线发射单元33发送例如但不限于一IR信号，同时通过电力线2发送一入网注册请求信号给网关200。本实施方式中，该入网控制装置B300为向立体空间内各个方向发送的IR信号，与该入网控制装置300处于同一房间的智能开关100则可接收到该IR信号，该IR信号包括该入网控制装置B300的ID和之前网关200传输给该入网控制装置B300的密码。各智能开关100还将所接收到的IR信号存储于第一存储单元10中，即将该入网控制装置B300的ID和该密码存储起来。该入网注册请求信号中包括网关200的ID和入网控制装置B300的ID。 [0032] 智能开关100注册到网关200的方式有如下几种：第一种注册方式：网关200在接收到入网控制装置B300的入网注册请求信号后，通过例如但不限于电力线2发送一广播信号给所有连接在电力线2上的智能开关100，以询问是否有收到入网控制装置B300的IR信号，即为智能开关100被动注册方式。与该入网控制装置B300处于同一房间的智能开关B100和智能开关C100在收到网关200发送的该广播信号后，将其注册码用密码加密后通过电力线2发送给网关200。该注册码包括之前存储的入网控制装置B300的ID和该智能开关100的ID。该智能开关100的ID可以是其出厂码。当该智能开关100包括一个以上的插座孔时，该注册码还包括各个插座孔的对应的ID。网关200在收到该注册码用密码解密后，判断该注册码中是否包含发送入网注册请求信号的入网控制装置B300的ID，如果是，则将所收到的注册码存储，并在智能开关100注册之前的搜索到的PLC设备的对应的ID上勾选该智能开关100，以明确该智能开关100已成功注册。此后，网关200即可快速准确的将控制指令传输至对应的智能开关100。 [0033] 信号转换单元34用于将网关200通过电力线2传输的控制信号转换为IR控制信号，并控制无线发射单元33将该转换后的控制信号发送至对应的智能开关100以控制与其插接的用电设备3执行。 [0034] 第二种注册方式：网关200在接收到入网控制装置B300的入网注册请求信号后，不通过电力线2发送广播信号给所有连接在电力线2上的智能开关100以询问是否有收到入网控制装置B300的IR信号。而是各智能开关100在收到入网控制装置B300的IR信号后，主动将注册码用密码加密后通过电力线2发送给网关200，即为智能开关100主动注册方式。因该种实施方式和智能开关100被动注册方式在后续的流程中都类似，在此就不再赘述。 [0035] 本说明书中，如无特别说明，网关200、各智能开关100和入网控制装置300通过电力线2传输的信号中，均包括了发送信号的该装置的ID和接收该信号的装置的ID。网关200、各智能开关100和入网控制装置300均存储有用于加密和加密通过电力线2传输的各种信号的密码。 [0036] 需要特别说明的是，入网控制装置300与智能开关100在外观以及功能上均类似，其主要不同之处在于，入网控制装置300比智能开关100还多设有一入网按钮32和一无线发射单元33，即该入网控制装置300除了可以做入网注册时的启动装置，还可以当作智能开关100来使用。 [0037] 在再一实施方式中，如图2与图3所示，智能控制系统1000还可以只包括一个入网控制装置300，而不是在每个房间都设置一个。在该实施方式中，初始时，用户仍需将入网控制装置300拿到网关200附近，通过网关200启动一入网配对程序。该入网配对程序与上一实施方式中相同，在此就不再赘述。 [0038] 之后，用户通过网关200启动一入网注册程序，并将该入网控制装置300安装于有要注册的智能开关100的房间，例如图2所示的入网控制装置300安装到有智能开关B100和智能开关C100的房间。用户只需按压入网控制装置300的入网按钮32，入网按钮32则响应用户的按压产生一触发信号，并将该触发信号传输至控制单元35。控制单元35在收到该触发信号时，控制该入网控制装置300通过电力线2发送一入网注册请求信号给网关200，网关200在收到该入网注册请求信号后，按照注册的先后顺序分配一换区码并将该换区码通过电力线2传输至入网控制装置300。其中，该换区码为网关200根据收到入网控制装置300的入网注册请求的次数依次编号的，例如，当网关200第一次收到入网控制装置 300的入网注册请求时，网关200则给入网控制装置300分配的换区码为00，当网关200第二次收到入网控制装置300的入网注册请求时，网关200则给入网控制装置300分配的换区码为01，以此类推。 [0039] 入网控制装置300在收到网关200传输的换区码（例如但不限于00）后，入网控制装置300的控制单元35控制无线发射单元33发送一IR信号，与该入网控制装置300处于同一房间的智能开关100则可接收到该IR信号。本实施方式中，该入网控制装置300发送的该IR信号为向立体空间内各个方向发送的IR信号，包括该换区码、该入网控制装置300的ID和之前网关200传输给该入网控制装置300的密码。各智能开关100还将所接收到的IR信号存储于第一存储单元10中，即将该换区码、该入网控制装置300的ID和密码存储起来。 [0040] 同样在本实施方式中智能开关100注册到网关200的方式有如下几种：第一种注册方式：网关200则在将换区码发送出去后，即发送给入网控制装置300之后，通过电力线2发送一广播信号给所有连接在电力线2上的智能开关100，以询问是否有收到入网控制装置300的IR信号，即为智能开关100被动注册方式。与该入网控制装置 300处于同一房间的智能开关B100和智能开关C100在收到网关200发送的该广播信号后，将其注册码用密码加密后通过电力线2发送给网关200。该注册码包括之前存储的换区码、入网控制装置300的ID和该智能开关100的ID。该智能开关100的ID可以是其出厂码。 当该智能开关100包括一个以上的插座孔时，该注册码还包括各个插座孔的对应的ID。网关200在收到该注册码用密码解密后，判断该注册码中是否包含发送入网注册请求信号的入网控制装置300的ID，如果是，则将所收到的注册码存储，并在智能开关100注册之前的搜索到的PLC设备的对应的ID上勾选该智能开关100，以明确该设备已成功注册。此后，网关200即可快速准确的将控制指令传输至对应的智能开关100。 [0041] 第二种注册方式：网关200在将换区码发送出去后，不通过电力线2发送广播信号给所有连接在电力线2上的智能开关100以询问是否有收到入网控制装置300的IR信号。而是各智能开关100在收到入网控制装置300的IR信号后，主动将注册码用密码加密后通过电力线2发送给网关200，即为智能开关100主动注册方式。因该种实施方式和智能开关 100被动注册方式在后续的流程中都类似，在此就不再赘述。 [0042] 以上介绍了智能开关100的入网注册程序。在智能控制系统1000中的各智能开关100完成注册后，智能控制系统1000即可安全的投入使用，网关200可通过电力线2传输控制信号以使得智能开关100控制与其连接的各用电设备3。 [0043] 本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。 |
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