一种太阳能智能家居系统的智能手环及其控制方法与流程

1.本技术涉及智能穿戴设备技术领域，尤其是涉及一种太阳能智能家居系统的智能手环及其控制方法。


背景技术：

2.智能家居系统基于住宅，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，将家中的各种设备通过家庭网络连接到一起，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，提供了集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
3.基于智能家居系统的智能手环是一款穿戴式智能设备。通过智能手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、饮食等数据，并将这些数据实时同步至手机、平板等终端，进而起到通过数据指导健康生活的作用。此外，智能手环还具有nfc、消息提醒和扫码支付等功能。
4.但目前智能手环仅具有消息提醒功能，当用户在接收到消息提醒后，需要拿出手机或电脑等才能对消息进行回复，操作不便。
5.针对上述中的相关技术，申请人认为存在有现有的智能手环无法对消息进行回复，操作不便的缺陷。


技术实现要素：

6.为了使用智能手环对消息进行回复，本技术提供了一种太阳能智能家居系统的智能手环及其控制方法。
7.本技术目的一是提供一种太阳能智能家居系统的智能手环，具有能使用智能手环对消息进行回复的特点。
8.本技术的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种太阳能智能家居系统的智能手环，包括显示屏、用于收发信号的控制模块和用于通讯的通讯模块，所述显示屏、所述通讯模块与所述控制模块电性连接，所述控制模块还电性连接有用于拾取声音并将其转换为语音信号的语音识别模块；当所述通讯模块接收到来自另一终端的数据信号且该数据信号以消息形式显示在所述显示屏上时，所述控制模块获取所述语音识别模块的语音信号；所述控制模块还内置有语音提取单元，所述语音提取单元从所述语音信号中提取出文字信息，将所述语音信号以消息形式经所述通讯模块传输至另一终端。
9.通过采用上述技术方案，智能手环经通讯模块与终端或外界进行数据交互，数据信息可以直观地显示在显示屏上，语音识别模块用于拾取声音并将其转换为语音信号；当通讯模块接收到来自另一终端的数据信号且该数据信号以消息形式显示在显示屏上时，即智能手环收到消息提醒，语音识别模块拾取用户的语音答复并将其转换为语音信号，控制模块获取语音信号，并使语音提取单元从语音信号中提取出文字信息，将语音信号以消息
形式经通讯模块传输至另一终端，以实现使用智能手环对消息进行回复的功能。
10.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制模块还内置有消息队列单元，当语音信号的数量超过预设数量时，所述消息队列单元按先进先出的队列形式存储预设数量后转换的文字信息，并在语音信号以消息形式经所述通讯模块传输至另一终端时使存储的文字信息依次移出所述消息队列单元。
11.通过采用上述技术方案，当语音信号的数量超过预设数量时，即获取的语音信号超出通讯模块的负载，先将获取的预设数量后的语音信号转换为文字信息，并按先进先出的队列形式存储至消息队列单元内；在语音信号以消息形式经通讯模块传输至另一终端时，即智能手环的负载得到释放，使存储的文字信息依次移出消息队列单元，等待通讯模块的传输，进而使得智能手环对消息的回复更有秩序。
12.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述通讯模块包括射频单元，当所述通讯模块在预设时间内未收到数据信号时，所述射频单元自启动并向终端发送连接请求。
13.通过采用上述技术方案，当通讯模块在预设时间内未收到数据信号时，即智能手环有可能与终端断开连接，此时使射频单元自启动并向终端发送连接请求，等待终端的连接，有利于智能手环与终端的稳定连接，保证智能手环的实时数据通讯。
14.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制模块还电性连接有信号发生模块，所述信号发生模块在所述射频单元自启动前，向终端发送信号；当预设时间内终端无信号返回时，所述射频单元自启动。
15.通过采用上述技术方案，信号发生模块在射频单元自启动前向终端发送信号，以进一步确认智能手环与终端之间的连接状态；当预设时间内终端无信号返回时，即确认智能手环与终端断开连接，再使射频单元自启动，尝试与终端重新建立连接，有利于智能手环的连接稳定性。
16.本技术目的二是提供一种太阳能智能家居系统的智能手环的控制方法，具有能使用智能手环对消息进行回复的特点。
17.本技术的上述申请目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种太阳能智能家居系统的智能手环的控制方法，基于上述的一种太阳能智能家居系统的智能手环，当接收到来自另一终端的数据信号且该数据信号以消息形式显示时，获取语音信号；从所述语音信号中提取出文字信息，将所述语音信号以消息形式传输至另一终端。
18.通过采用上述技术方案，当接收到来自另一终端的数据信号且该数据信号以消息形式显示时，即智能手环收到消息提醒，通过拾取用户的语音答复并将其转换为语音信号，并从语音信号中提取出文字信息，将语音信号以消息形式传输至另一终端，以实现使用智能手环对消息进行回复的功能。
19.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：当获取的所述语音信号的数量超过预设数量时，按预设规则存储预设数量后转换的文字信息，并在语音信号以消息形式传输至另一终端时，使存储的文字信息依次传输至另一终端。
20.通过采用上述技术方案，当语音信号的数量超过预设数量时，即获取的语音信号
超出智能手环的负载，先将预设数量后获取的语音信号转换为文字信息，并按先进先出的队列形式存储；在语音信号以消息形式传输至另一终端时，即智能手环的负载得到释放，使存储的文字信息依次移出队列，等待传输，进而使用智能手环对消息的回复更有秩序。
21.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述通讯模块包括射频单元，当预设时间内未收到数据信号时，控制所述射频单元自启动并向终端发送连接请求。
22.通过采用上述技术方案，当预设时间内未收到数据信号时，即智能手环有可能与终端断开连接，使射频单元自启动并向终端发送连接请求，等待终端的连接，有利于智能手环与终端的稳定连接，保证智能手环的实时数据通讯。
23.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述从所述语音信号中提取出文字信息的步骤包括，对语音信号进行采样处理，获得采样的语音信号；基于采样的语音信号进行降噪和过滤处理，获得过滤的语音信号；基于过滤的语音信号进行分帧处理，获得分帧的语音信号；基于分帧的语音信号进行频域变换，获得多维向量；基于获取的多维向量依次进行音素、单词和文本句子识别，提取文字信息。
24.通过采用上述技术方案，对获取的语音信号进行采样处理，以保证语音信号不失真的同时数据存储量较小；对采样的语音信号进行降噪和过滤处理，使得语音信号更纯净，减少噪音，有利于提高语音识别结果的准确性；对过滤的语音信号进行分帧处理，使得处理时的语音数据量减小，有利于更好地表征语音信号的特性，也减少了毛刺现象，有利于提高语音识别结果的准确性；基于分帧的语音信号进行频域变换，获得多维向量，以表征语音信号的内容信息，使得语音识别的结果更准确；最后基于获取的多维向量依次进行音素、单词和文本句子识别，提取文字信息，实现从语音信号中提取出文字信息的目的。
25.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.当智能手环收到消息提醒时，语音识别模块拾取用户的语音答复并将其转换为语音信号，控制模块获取语音信号，并使语音提取单元从语音信号中提取出文字信息，将语音信号以消息形式经通讯模块传输至另一终端，以实现使用智能手环对消息进行回复的功能；2.将语音信号以文字信息形式，按先进先出的队列形式存储至消息队列单元内；并在任一语音信号以消息形式发送出去后，使存储的文字信息依次移出消息队列单元，等待通讯模块的传输，进而使得智能手环对消息的回复更有秩序；3.当通讯模块在预设时间内未收到数据信号时，通过信号发生模块向终端发送信号，以进一步确认智能手环与终端之间的连接状态；当确认智能手环与终端断开连接，使射频单元自启动，尝试与终端重新建立连接，有利于智能手环的连接稳定性，保证智能手环的实时数据通讯。
附图说明
26.图1是本技术其中一实施例一种太阳能智能家居系统的智能手环的结构框图。
27.图2是本技术其中一实施例一种太阳能智能家居系统的智能手环的控制方法的流程示意图。
28.图3是从语音信号中提取出文字信息的步骤流程图。
具体实施方式
29.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
30.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
32.下面结合说明书附图对本技术实施例作进一步详细描述。
33.参照图1，本技术实施例提供一种太阳能智能家居系统的智能手环，包括机身，机身的正面安装有显示屏，显示屏内部还安装有控制模块、定位模块、检测模块、通讯模块、电源模块、语音识别模块和信号发生模块，控制模块经通讯模块与终端进行数据通讯，定位模块、检测模块、语音识别模块和信号发生模块与控制模块的输入端电性连接，显示屏与控制模块的输出端电性连接，电源模块与控制模块的供电端口电性连接，电源模块用于为控制模块和其它模块提供工作电源。
34.其中，控制模块用于收发信号，并且协调其他模块进行工作，控制模块可以为应用于智能手环的微控制器。
35.定位模块用于采集智能手环佩戴者的位置信息。定位模块可以为定位芯片firebird
‑
ii。
36.检测模块用于检测智能手环佩戴者的信息并将其传送至控制模块。
37.检测模块可以包括用于计量步数的加速度计。加速度计用于记录行进步数，通过测量方向和加速度值，判断智能手环处于水平或是垂直位置，进而判断智能手环是否移动，达到计量步数的目的。
38.检测模块可以包括用于测量心率的绿色led灯和感光光电二极管。在心脏跳动时，血液流量增多，根据血液反射红光吸收绿光的特性，绿光的吸收量会随之变大，而当用户处于心脏跳动的间隙时血流会减少，吸收的绿光也会随之降低。具体地，当绿色的led灯照射到皮肤表面时，光束将通过透射或反射方式传递到感光光电二极管，在此过程中由于受到皮肤肌肉和血液吸收的衰减作用，感光光电二极管监测到的光强度将减弱。当心脏收缩时，外周血容量最多、光吸收量也最大，检测到的光强度最小；而在心脏舒张时，则检测到的光强度最大，使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。因此，根据血液的吸光度可测量心率。
39.检测模块可以包括用于监测睡眠质量的体动记录仪，体动记录仪通过检测微小运动，确定用户是否处于清醒、浅度睡眠或深度睡眠状态。深度睡眠时人的肌肉会松弛，并且肢体不会产生较大的运动，甚至不会动；浅睡眠时人体则会产生一定的轻微运动。体动记录
仪通过监测用户手腕的运动状态，并结合体动记录仪内部的计算模型，判断用户是否处于熟睡状态，再根据每个人的睡眠周期，判断每个睡眠周期的结束和开始，以此来计算出深度睡眠时间，获取用户的睡眠质量信息。
40.语音识别模块用于拾取声音并将其转换为语音信号，语音识别模块可以为麦克风和内置模数转换器的音频单元，麦克风用于接收并记录用户的语音信号，麦克风上的前置放大滤波处理器对语音信号进行放大处理，并将语音信号传输至音频模块，通过音频模块内置的模数转换器，把模拟的语音信号转换成数字信号，再输入控制模块内。
41.通讯模块用于数据通讯，通讯模块包括蓝牙单元和射频单元，以在智能手环与终端之间建立无线通信连接，将智能手环的信息传送至终端。
42.蓝牙单元可以为蓝牙芯片，本实施例中，智能手环与终端的连接方式默认为蓝牙方式。
43.射频单元用于在智能手环与终端断开连接时自启动，将数据以射频信号形式发送出去，并接收返回的反射回波信号，提取传回的数据。射频单元可以为射频芯片。
44.信号发生模块用于在射频单元自启动前向终端发送信号，信号发生模块可以为信号发生器，信号发生器产生与终端交互的发送信号。在射频单元自启动前，控制模块使信号发生器向终端发送信号，当预设时间内终端无信号返回时，控制模块控制射频单元自启动。
45.控制模块还内置有语音提取单元，语音提取单元从语音信号中提取出文字信息，将语音信号以消息形式经通讯模块传输至另一终端。
46.控制模块还内置有消息队列单元，当语音信号的数量超过预设数量时，消息队列单元按先进先出的队列形式存储预设数量后转换的文字信息，并在语音信号以消息形式经通讯模块传输至另一终端时使存储的文字信息依次移出消息队列单元。
47.为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块、单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块、单元完成，以完成以上描述的全部或者部分功能。
48.参照图2，基于上述的一种太阳能智能家居系统的智能手环，本技术实施例还提供一种太阳能智能家居系统的智能手环的控制方法，所述方法的步骤描述如下。
49.控制模块识别数据信号的来源，当通讯模块接收到来自另一终端的数据信号且该数据信号以消息形式显示在显示屏上时，控制模块获取语音识别模块的语音信号。
50.根据通讯模块的传输能力，预设控制模块可以传输的语音信号数量，控制模块判断获取的语音信号数量是否超过预设值。
51.当控制模块获取的语音信号数量小于或等于预设值时，从语音信号中提取出文字信息，将语音信号以消息形式传输至另一终端。
52.当控制模块获取的语音信号数量超过预设数量时，按预设规则存储预设数量后转换的文字信息，并在语音信号以消息形式传输至另一终端时，使存储的文字信息依次传输至另一终端。本实施例中，预设规则可以为先进先出的队列形式。
53.例如，当某一文字信息经通讯模块传输至发送消息的另一终端时，使先存储的文字信息先移出队列，以等待传输，直至存储的文字信息均移出队列。
54.智能手环和终端之间的距离超过10米时，蓝牙单元因距离太远会自动与终端断开连接；或者，当周围有多个蓝牙设备等影响时，产生干扰信号使得蓝牙单元自动与终端断开
连接，此时，通讯模块无法接收到数据信号。
55.当通讯模块在预设时间内未收到数据信号时，控制模块使信号发生模块向终端发送信号。
56.当预设时间内终端无信号返回时，控制模块控制射频单元自启动并向终端发送连接请求。
57.其中，从语音信号中提取出文字信息的步骤描述如下。
58.参照图3，语音提取单元先对获取的语音信号进行采样处理，将连续的模拟语音信号转换成离散的数字语音信号。本实施例中，采样频率可以为16khz，以在保证语音信号不失真的同时数据存储量较小。
59.接着，语音提取单元对数字语音信号进行降噪和过滤处理，使得用于识别的数字语音信号更纯净，减少噪音，有利于提高语音识别结果的准确性。
60.其次，语音提取单元对过滤的数字语音信号进行分帧处理，使得处理时的语音数据量减小，有利于更好地表征语音信号的特性，也减少了毛刺现象，有利于提高语音识别结果的准确性。用户的每一个发音称为音素，分帧的单位小于一个音素的长度。一帧的范围为[20,50]ms。同时，帧与帧之间应有交叠冗余，避免一帧的信号在两个端头被削弱而影响识别精度。本实施例中，帧长可以为25ms。两帧之间的交叠可以为15ms，故每隔10ms取一帧，即帧移可以为10ms。
[0061]
进而，语音提取单元根据人耳的生理特性，将每一帧波形进行频域变换，以获得一个多维向量，该多维向量包含了语音信号的内容信息。
[0062]
语音提取单元提取多维向量，基于提取的多维向量创建向量矩阵，根据向量矩阵进行语音特征识别、生成文字。具体地，根据预设的声学模型从多维向量中获取用户发音的音素，计算获取的音素的概率值，并选取概率值最大的音素作为该多维向量表征的音素。再基于预设的语言模型获取由多个音素组成的单词。再基于预设的词汇模型获取由各个单词组成的文本句子。当音素的概率相同时，比较组成单词的概率，用概率值最大的单词表征识别的多维向量。当单词的概率相同时，比较组成文本句子的概率，用概率值最大的文本句子作为语音识别的结果。
[0063]
在语音识别的过程中，当出现识别不了的语音信号时，将该语音信号输入声学模型和语言模型中进行再次训练，更新声学模型和语言模型，使得语音识别的结果更准确。
[0064]
基于提取的多维向量还可以创建频谱图，利用频谱图直观反映语音信息，从中寻找语音信号的规律。
[0065]
本实施例的实施原理为：智能手环经通讯模块与终端或外界进行数据交互。
[0066]
当通讯模块接收到来自另一终端的数据信号且该数据信号以消息形式显示在显示屏上时，即智能手环收到消息提醒，语音识别模块拾取用户的语音答复并将其转换为语音信号。
[0067]
控制模块获取语音信号，并基于语音提取单元从语音信号中提取出文字信息，将语音信号以消息形式经通讯模块传输至另一终端，以实现使用智能手环对消息进行回复的功能。
[0068]
进一步地，当获取的语音信号超出通讯模块的负载时，先将超出预设数量的语音信号转换为文字信息，并按先进先出的队列形式存储至消息队列单元内。
[0069]
当任一语音信号以消息形式经通讯模块传输至另一终端时，使消息队列单元内存储的文字信息依次移出消息队列单元，等待通讯模块的传输，进而使得智能手环对消息的回复更有秩序。
[0070]
进而一种太阳能智能家居系统的智能手环及其控制方法能对消息进行及时回复，操作方便。