CN105068540A - 一种智能家居机器人室内清扫方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能家居技术领域,提供了一种智能家居机器人室内清扫方法和装置。其中,该室内包括至少三个ZigBee锚节点,包括一个或者多个支持ZigBee协议的终端设备,该方法包括,所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位;记录用户在室内携带所述终端设备的移动轨迹;若有多个用户,则记录携带终端设备情况下的用户的移动轨迹;所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径。本发明利用了支持ZigBee协议的终端设备记录用户移动轨迹的功能,并将该移动轨迹反馈给智能家居室内清扫机器人,从而能够给所述室内清扫机器人提供有针对性的清扫路径。
Description
【技术领域】
本发明涉及智能家居技术领域,特别是涉及一种智能家居机器人室内清扫方法和装置。
【背景技术】
目前智能家居产品,智能硬件产品蓬勃发展,智能机器人也迅速走入人们的生活。在目家庭里使用的有智能扫地机,智能语音陪伴机器人。然而,现有的智能扫地机却并没有达到所谓的智能,最多就是能够遇到阻挡物时进行避让,并拥有事先规划好的清扫策略,例如采用由外向内递进的螺旋路径作为清扫策略。
现有技术存在共性的问题是,并不会区分室内情况,而是在每次启动后均做全方位的清扫,这不仅仅降低了清扫速度,也带来了资源上的浪费。
鉴于此,克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种更加智能高效的室内清扫方法和装置,从而克服现有技术中智能按部就班的依照事先设定路径策略,并采用避让完成清扫的方式。
本发明进一步要解决的技术问题是提供一种智能家居机器人室内清扫方法和装置。
本发明采用如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供了一种智能家居机器人室内清扫方法,室内包括至少三个ZigBee锚节点,包括一个或者多个支持ZigBee协议的终端设备,具体的:
所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位;记录用户在室内携带所述终端设备的移动轨迹;若有多个用户,则记录携带终端设备情况下的用户的移动轨迹;所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径。
优选的,所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位,具体包括
所述终端设备以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号;每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备;所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离。
优选的,所述记录用户在室内携带所述终端设备的移动轨迹,具体包括:
所述终端设备周期性的以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号;每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备;所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离;根据周期的计算出的所述距离,记录为用户的移动轨迹。
优选的,所述智能家居机器人由清扫装置和驱动装置构成,所述驱动装置具体为所述第一终端设备,则所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,具体包括:
第一终端设备在安装到所述驱动装置后,所述第一终端设备向室内其他各终端设备发送移动轨迹请求消息;所述第一终端设备接收其他各终端设备返回的携带各自记录的移动轨迹的消息。
优选的,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径,具体包括:
所述第一终端设备通过合并的方式,将接收到的来自其他各终端设备的移动轨迹整合成一个完整的清扫路径。
第二方面本发明实施例还提供了一种智能家居机器人室内清扫***,室内包括至少三个ZigBee锚节点,包括一个或者多个支持ZigBee协议的终端设备,具体的:
所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位;所述终端设备在被用户携带时,记录用户在室内的移动轨迹;若有多个用户,则每人所携带的终端设备,记录各自的移动轨迹;所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径。
优选的,所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位,具体包括
所述终端设备以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号;每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备;所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离。
优选的,所述记录用户在室内携带所述终端设备的移动轨迹,具体包括:
所述终端设备周期性的以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号;每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备;所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离;根据周期的计算出的所述距离,记录为用户的移动轨迹。
优选的,所述智能家居机器人由清扫装置和驱动装置构成,所述驱动装置具体为所述第一终端设备,则所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,具体包括:
第一终端设备在安装到所述驱动装置后,所述第一终端设备向室内其他各终端设备发送移动轨迹请求消息;所述第一终端设备接收其他各终端设备返回的携带各自记录的移动轨迹的消息。
优选的,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径,具体包括:
所述第一终端设备通过合并的方式,将接收到的来自其他各终端设备的移动轨迹整合成一个完整的清扫路径。
第三方面,本发明实施例还提供了一种智能家居室内清扫机器人装置,包括清扫装置和至少一个驱动装置,具体的:
所述驱动装置为可携带的终端设备,用于通过ZigBee协议和室内的至少三个ZigBee锚节点完成室内定位;所述驱动装置,还用于在被用户携带时,记录用户在室内的移动轨迹;若有多个驱动装置,则每人所携带的驱动装置,记录各自的移动轨迹;所述驱动装置用于安装在所述清扫装置上,并根据自身的移动轨迹和/或接收到的移动轨迹分析出清扫路径。
优选的,所述驱动装置还包括存储装置,具体的:
所述存储装置用于存储室内结构图,其中,所述室内结构图是由用户输入的或者是由所述智能家居室内清扫机器人装置在清扫过程中采集位置信息生成的。
优选的,所述清扫装置具体包括红外传感器和马达动力装置,具体的:
所述红外传感器用于感测需要避让对象,将感测数据发送给所述驱动装置,以便所述驱动装置计算并决策出避让策略;控制马达动力装置完成相应避让。
优选的,所述驱动装置具体为智能手机、智能手表、运动腕带或者其他支持ZigBee协议的便携设备。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明利用了支持ZigBee协议的终端设备记录用户移动轨迹的功能,并将该移动轨迹反馈给智能家居室内清扫机器人,从而能够给所述室内清扫机器人提供有针对性的清扫路径。对于那些长时间没有被用户移动轨迹所覆盖的区域,可以依据设定的周期去完成清理,从而保证了平时清扫过程中的高效和节能。
【附图说明】
图1是本发明实施例提供的一种智能家居机器人室内清扫方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的一种智能家居机器人室内清扫方法的流程示意图;
图3是本发明实施例提供的一种智能家居机器人室内清扫方法的流程示意图;
图4是本发明实施例提供的一种智能家居机器人室内清扫***架构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种智能家居机器人室内清扫***架构示意图;
图6是本发明实施例提供的一种智能家居机器人室内清扫装置的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的一种智能家居机器人室内清扫装置的结构示意图;
图8是本发明实施例提供的一种智能家居机器人室内清扫装置的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1:
本发明实施例1提供了一种智能家居机器人室内清扫方法,室内包括至少三个ZigBee锚节点,包括一个或者多个支持ZigBee协议的终端设备,具体的:
在步骤201中,所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位。
其中,所述ZigBee锚节点可以是支持ZigBee通信协议的插座,也可以是支持ZigBee通信协议的空调,还可以是支持ZigBee通信协议的各种家用电器,均可以作为本发明实施例中所提到的ZigBee锚节点。
在步骤202中,记录用户在室内携带所述终端设备的移动轨迹。
其中,用于完成所述记录功能的设备可以是所述终端设备自身,也可以是由ZigBee网关或者ZigBee组网中的节点完成。
在步骤203中,若有多个用户,则记录携带终端设备情况下的用户的移动轨迹。
在步骤204中,所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径。
其中,所述传输动作在不同的应用实例中有着不同的含义,具体的:
实例一,终端设备作为智能家居机器人装置的控制核心存在,则此时的传输动作具体表现为所述终端设备和智能家居机器人的控制链路的建立;
实例二,终端设备作为智能家居机器人室内清扫***的组成单元,则此时的传输动作具体表现为所述终端设备将移动轨迹以数据包的形式发送给智能家居机器人的控制核心。
本发明利用了支持ZigBee协议的终端设备记录用户移动轨迹的功能,并将该移动轨迹反馈给智能家居室内清扫机器人,从而能够给所述室内清扫机器人提供有针对性的清扫路径。对于那些长时间没有被用户移动轨迹所覆盖的区域,可以依据设定的周期去完成清理,从而保证了平时清扫过程中的高效和节能。
在本发明的保护的范围内,所述终端设备可以是单独的设备,例如智能手机、智能手表、运动腕带或者其他支持ZigBee协议的便携设备;这些设备优选的能够记录用户的移动轨迹,并发送给智能家居机器人(如图6所示)。所述终端设备可以是以嵌入组合工作方式与所述智能家居机器人一起工作,如图7所示智能家居机器人的外壳中间设置有固定槽,可用于安装所述支持ZigBee的终端设备,从而直接由所述终端设备搜集并提供移动轨迹,以便所述智能家居机器人完成对应移动轨迹上的清扫工作,其中,所述终端设备和所述智能家居机器人之间可以通过有线网络或者无线网络建立连接。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,***架构如图4和图5所示,所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点(下面简称锚节点)完成室内定位的实现方式,如图2所示,具体包括以下步骤:
在步骤2011中,所述终端设备以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号。
在步骤2012中,每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备。
在步骤2013中,所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离。
在具体的实现环境中,所述锚节点的个数可能是上十个(以下示例以16个锚节点为例),此时,本发明实施例还提供了一种增强判断准确度的方法。具体的,当两个射频之间有一位行人时,接收信号将会降低30dBm。为了补偿这种差异,以及出于对定位结果精确性的考虑,定位引擎将根据来自多达16个射频的RSSI值,进行相关的定位计算(例如:求16个射频的RSSI均值,或者给予不同权重后求均值等等,并以求得的均值作为定位参考值)。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述记录用户在室内携带所述终端设备的移动轨迹的实现方式,如图3所示,具体包括以下几个步骤:
在步骤2021中,所述终端设备周期性的以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号。
在步骤2022中,每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备。
在步骤2023中,所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离。
在步骤2024中,根据周期的计算出的所述距离,记录为用户的移动轨迹。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述智能家居机器人由清扫装置和驱动装置构成,所述驱动装置具体为第一终端设备,则所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,具体包括:
第一终端设备在安装到所述驱动装置后,所述第一终端设备向室内其他各终端设备发送移动轨迹请求消息;所述第一终端设备接收其他各终端设备返回的携带各自记录的移动轨迹的消息。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径,具体包括:
所述第一终端设备通过合并的方式,将接收到的来自其他各终端设备的移动轨迹整合成一个完整的清扫路径。
实施例二
本发明实施例还提供了一种智能家居机器人室内清扫***,如图4和5所示,室内包括至少三个ZigBee锚节点,包括一个或者多个支持ZigBee协议的终端设备,具体的:
所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位;所述终端设备在被用户携带时,记录用户在室内的移动轨迹;若有多个用户,则每人所携带的终端设备,记录各自的移动轨迹;所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位,具体包括
所述终端设备以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号;
每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备;
所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述记录用户在室内携带所述终端设备的移动轨迹,具体包括:
所述终端设备周期性的以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号;
每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备;
所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离;
根据周期的计算出的所述距离,记录为用户的移动轨迹。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述智能家居机器人由清扫装置和驱动装置构成,所述驱动装置具体为所述第一终端设备,则所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,具体包括:
第一终端设备在安装到所述驱动装置后,所述第一终端设备向室内其他各终端设备发送移动轨迹请求消息;
所述第一终端设备接收其他各终端设备返回的携带各自记录的移动轨迹的消息。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径,具体包括:
所述第一终端设备通过合并的方式,将接收到的来自其他各终端设备的移动轨迹整合成一个完整的清扫路径。
实施例三
本发明实施例还提供了一种智能家居室内清扫机器人装置,如图6和图8所示包括清扫装置和至少一个驱动装置,具体的:
所述驱动装置为可携带的终端设备,用于通过ZigBee协议和室内的至少三个ZigBee锚节点完成室内定位;
所述驱动装置,还用于在被用户携带时,记录用户在室内的移动轨迹;
若有多个驱动装置,则每人所携带的驱动装置,记录各自的移动轨迹;
所述驱动装置用于安装在所述清扫装置上,并根据自身的移动轨迹和/或接收到的移动轨迹分析出清扫路径。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述驱动装置还包括存储装置,具体的:
所述存储装置用于存储室内结构图(如图5所示),其中,所述室内结构图是由用户输入的或者是由所述智能家居室内清扫机器人装置在清扫过程中采集位置信息生成的。其中,用户输入的最简单方式就是获取网络上的户型结构图。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述清扫装置具体包括红外传感器和马达动力装置(图中未示出),如图8所示,具体的:
所述红外传感器用于感测需要避让对象,将感测数据发送给所述驱动装置,以便所述驱动装置计算并决策出避让策略;控制马达动力装置完成相应避让。
结合本发明实施例,存在一种优选的实现方案,其中,所述驱动装置具体为智能手机、智能手表、运动腕带或者其他支持ZigBee协议的便携设备。
值得说明的是,上述装置和***内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思,具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述,此处不再赘述。
实施例四
本实施例为基于本发明实施例一所述的方法基础上,在具体场景下的几种应用实例。具体包括:
场景一:
用户A在回到家后,其智能手机通过ZigBee组网,定位并记录下自身的移动轨迹,当其准备离开家并启动本发明实施例所设计的智能家居机器人时,经由智能手机中的APP,将刚才记录的用户移动轨迹导入到智能家居机器人中,此时,智能家居机器人则会分析用户A的运动轨迹,并设计出清扫路线(具体可以使用最短路径法,在此不一一赘述)。
场景二:
用户A和用户B在家里有过走动,并希望启动智能家居机器人清扫家里环境,此时,用户A和用户B是基于智能手表和智能手环完成的移动轨迹记录。当启动智能家居机器人时,其会遍历自身的终端设备注册表,并确认周边环境是否存在终端设备注册表上登记的终端设备,倘若找到则发送移动轨迹请求消息,并根据用户A的智能手表和用户B的智能手环返回的移动轨迹,通过合并路径预处理后(重复路径取其一),设计出清扫路线(具体可以使用最短路径法,在此不一一赘述)。
场景三:
用户A在回到家后,其智能手机通过ZigBee组网,定位并记录下自身的移动轨迹,当其想启动本发明实施例所设计的智能家居机器人时,用户A直接将智能手机放置在如图6所示的智能家居机器人的固定槽内,经由智能手机中的APP,根据刚才记录的用户移动轨迹设计出清扫路线(具体可以使用最短路径法,在此不一一赘述),并利用红外传感器的避让机制,驱动马达动力装置完成清扫路径的遍历过程。
场景四:
用户A在回到家后,其智能手环通过ZigBee组网,定位并由ZigBee网关记录下所述智能手环的移动轨迹,当用户启动本发明实施例所设计的智能家居机器人时,所述智能家居机器人向ZigBee网关发送移动轨迹请求,并在接收到携带移动轨迹的消息后,根据用户移动轨迹设计出清扫路线(具体可以使用最短路径法,在此不一一赘述),并利用红外传感器的避让机制,驱动马达动力装置完成清扫路径的遍历过程。
基于本领域技术人员的认知,通过本实施例及各具体场景,经过合理的推演,无需创造性劳作情况下构思出的智能家居机器人室内清扫方法和装置均属于本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器(ROM,ReadOnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能家居机器人室内清扫方法,室内包括至少三个ZigBee锚节点,其特征在于,包括一个或者多个支持ZigBee协议的终端设备,具体的:
所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位;
记录用户在室内携带所述终端设备的移动轨迹;
若有多个用户,则记录携带终端设备情况下的用户的移动轨迹;
所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径。
2.根据权利要求1所述的智能家居机器人室内清扫方法,其特征在于,所述终端设备通过ZigBee协议和所述至少三个ZigBee锚节点完成室内定位,具体包括
所述终端设备以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号;
每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备;
所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离。
3.根据权利要求1所述的智能家居机器人室内清扫方法,其特征在于,所述记录用户在室内携带所述终端设备的移动轨迹,具体包括:
所述终端设备周期性的以指定功率向整个ZigBee无线传感器网络发送定位信标信号;
每个锚节点接收所述定位信标信号后,分别计算出定位信标信号的功率值,将计算出的功率值和对应的锚节点网络ID打包成定位数据包,发送给所述终端设备;
所述终端设备根据定位数据包中的功率值计算出所述待测节点和每个锚节点之间的距离;
根据周期的计算出的所述距离,记录为用户的移动轨迹。
4.根据权利要求1所述的智能家居机器人室内清扫方法,其特征在于,所述智能家居机器人由清扫装置和驱动装置构成,所述驱动装置具体为第一终端设备,则所述一个或者多个用户的移动轨迹被传输到智能家居机器人中,具体包括:
第一终端设备在安装到所述驱动装置后,所述第一终端设备向室内其他各终端设备发送移动轨迹请求消息;
所述第一终端设备接收其他各终端设备返回的携带各自记录的移动轨迹的消息。
5.根据权利要求4所述的智能家居机器人室内清扫方法,其特征在于,所述智能家居机器人根据接收到移动轨迹分析出清扫路径,具体包括:
所述第一终端设备通过合并的方式,将接收到的来自其他各终端设备的移动轨迹整合成一个完整的清扫路径。
6.一种智能家居室内清扫机器人装置,其特征在于,包括清扫装置和至少一个驱动装置,具体的:
所述驱动装置为可携带的终端设备,用于通过ZigBee协议和室内的至少三个ZigBee锚节点完成室内定位;
所述驱动装置,还用于在被用户携带时,记录用户在室内的移动轨迹;
若有多个驱动装置,则每人所携带的驱动装置,记录各自的移动轨迹;
所述驱动装置用于安装在所述清扫装置上,并根据自身的移动轨迹和/或接收到的移动轨迹分析出清扫路径。
7.根据权利要求6所述的智能家居室内清扫机器人装置,其特征在于,所述驱动装置还包括存储装置,具体的:
所述存储装置用于存储室内结构图,其中,所述室内结构图是由用户输入的或者是由所述智能家居室内清扫机器人装置在清扫过程中采集位置信息生成的。
8.根据权利要求6所述的智能家居室内清扫机器人装置,其特征在于,所述清扫装置具体包括红外传感器和马达动力装置,具体的:
所述红外传感器用于感测需要避让对象,将感测数据发送给所述驱动装置,以便所述驱动装置计算并决策出避让策略;控制马达动力装置完成相应避让。
9.根据权利要求6所述的智能家居室内清扫机器人装置,其特征在于,所述驱动装置具体为智能手机、智能手表、运动腕带或者其他支持ZigBee协议的便携设备。
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