CN107147994B - 基于语音终端的zigbee网关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于语音终端的zigbee网关装置，包括至少一主设备，每个主设备连接一个以上的从设备，每个从设备连接一个以上的家居设备，其中：所述主设备设有第一BLE通信模块，所述从设备设有第二BLE通信模块，所述主设备与所述从设备之间通过所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块进行配对连接和传输音频数据；所述主设备设有第一zigbee通信模块，所述从设备设有第二zigbee通信模块，所述第二zigbee通信模块接收所述第一zigbee通信模块的指令数据，并根据所述指令数据进行控制所述家居设备执行相应的指令；不仅能够通过BLE通信技术实现语音对讲，而且还能够通过zigbee通信技术实现家居设备的集中控制，功能更丰富，管理更方便，抗干扰性更好，提升了用户的体验度。

Description

基于语音终端的zigbee网关装置
技术领域
本发明涉及一种基于语音终端的zigbee网关装置。
背景技术
物联网及智能家居行业的兴起及民用家居产品愈加智能化和人性化，要求更低功耗、低成本、高安全性且高稳定性的数据传输的实现。但是，传统的物联网技术主要用于环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染，通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度，通过GPS标签跟踪车辆位置，通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程，通过在防盗门上安装警报器进行监控是否被异常开启从而向用户发出警报提醒，等等。
但是，传统的物联网都是基于CDMA或GPRS网络，不仅成本较高，而且多用户共享同一信道资源，安全性和保密性存在一定的风险。而智能家居领域则属于私人空间，私密性较强，安全性要求较高，需要采用传输距离短、保密性和安全性较高、成本较低的数据传输方式。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种基于语音终端的zigbee网关装置，不仅能够通过BLE通信技术实现语音对讲，而且还能够通过zigbee通信技术实现家居设备的集中控制，功能更丰富，管理更方便，抗干扰性更好，特别适用于智能家居领域。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于语音终端的zigbee网关装置，其包括至少一主设备，每个主设备连接一个以上的从设备，每个从设备连接一个以上的家居设备，其中：
所述主设备设有第一BLE通信模块，所述从设备设有第二BLE通信模块，所述主设备与所述从设备之间通过所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块进行配对连接和传输音频数据，且所述主设备和所述从设备还分别设有对采集的音频数据进行编码或解码的音频编解码器以及对音频数据进行功率放大的音频功率放大器，所述主设备将编码和功率放大后的音频数据通过所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块进行传输，所述从设备将接收的音频数据进行解码和播放；
所述主设备设有第一zigbee通信模块，所述从设备设有第二zigbee通信模块，所述主设备从可通信的从设备节点中选择指定从设备，将所述主设备与所述从设备进行zigbee通信连接，所述主设备和所述从设备还设有对输入的指令数据进行解析的微控制器，且所述第二zigbee通信模块接收所述第一zigbee通信模块的指令数据，并根据所述指令数据进行控制所述家居设备执行相应的指令。
优选的，所述主设备还连接一个以上的家居设备，所述家居设备设有第三zigbee通信模块，所述第三zigbee通信模块与所述第一zigbee通信模块和/或所述第二zigbee通信模块通信连接进行接收所述指令数据。
优选的，所述主设备或所述从设备通过所述微控制器对所述音频数据进行解析并转换为指令数据，然后将该指令数据传输至所述第三zigbee通信模块进行控制所述家居设备。
优选的，所述微控制器对所述音频数据进行解析并转换为指令数据，是通过将所述音频数据转换为文字信号，并将文字信号通过预设的映射表进行映射处理得到指令数据。
优选的，所述主设备或所述从设备还设有显示屏及按键，通过显示屏或按键进行触发对应的功能，并通过所述微控制器将触发的功能生成对应的指令数据，然后将该指令数据传输至所述第三zigbee通信模块进行控制所述家居设备。
优选的，所述主设备和所述从设备还设有显示屏，所述主设备的显示屏显示可通信连接的从设备节点，所述从设备的显示屏显示可通信连接的家居设备。
优选的，所述主设备或从设备包括以下一种以上：数字对讲机、手机、遥控器。
优选的，所述家居设备包括以下一种以上：照明电器、制冷电器、空调器、清洁电器、厨房电器、电暖器具、保健电器、声像电器。
优选的，所述主设备和所述从设备之间还设有中继路由器，所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块分别与该中继路由器通信连接进行传输所述音频数据，所述第一zigbee通信模块和所述第二zigbee通信模块分别与该中继路由器通信连接进行传输所述指令数据。
本发明的有益效果是：
本发明不仅能够通过BLE通信技术实现语音对讲，而且还能够通过zigbee通信技术实现家居设备的集中控制，功能更丰富，管理更方便，抗干扰性更好，提升了用户的体验度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种基于语音终端的zigbee网关装置的框架结构示意图；
图2为本发明一种基于语音终端的zigbee网关装置的主设备与从设备之间的传输结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明的一种基于语音终端的zigbee网关装置，其包括至少一主设备，每个主设备连接一个以上的从设备，每个从设备连接一个以上的家居设备，优选的，所述主设备还连接一个以上的家居设备。
所述主设备设有第一BLE通信模块，所述从设备设有第二BLE通信模块，所述主设备与所述从设备之间通过所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块进行配对连接和传输音频数据，且所述主设备和所述从设备还分别设有对采集的音频数据进行编码或解码的音频编解码器以及对音频数据进行功率放大的音频功率放大器，所述主设备将编码和功率放大后的音频数据通过所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块进行传输，所述从设备将接收的音频数据进行解码和播放；
所述主设备设有第一zigbee通信模块，所述从设备设有第二zigbee通信模块，所述主设备从可通信的从设备节点中选择指定从设备，将所述主设备与所述从设备进行zigbee通信连接，所述主设备和所述从设备还设有对输入的指令数据进行解析的微控制器，且所述第二zigbee通信模块接收所述第一zigbee通信模块的指令数据，并根据所述指令数据进行控制所述家居设备执行相应的指令。
所述家居设备设有第三zigbee通信模块，所述第三zigbee通信模块与所述第一zigbee通信模块和/或所述第二zigbee通信模块通信连接进行接收所述指令数据。
其中，主设备与从设备BLE配对连接成功后，通过按键触发控制开始进行麦克风语音采集，经过音频编解码芯片对语音进行编码，将编码后的音频数据传输到主设备的第一BLE通信模块，从设备的第二BLE通信模块接收到音频数据后，对音频进行解码并经由喇叭播放出来。同理，从设备节点同样可操作以上步骤传输语音给主设备。
本实施例中，所述主设备和所述从设备之间还设有中继路由器，所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块分别与该中继路由器通信连接进行传输所述音频数据，所述第一zigbee通信模块和所述第二zigbee通信模块分别与该中继路由器通信连接进行传输所述指令数据。
在一具体实施例中，所述指令数据通过音频数据转换生成，从而实现声控。具体的，所述主设备或所述从设备通过所述微控制器对所述音频数据进行解析并转换为指令数据，然后将该指令数据传输至所述第三zigbee通信模块进行控制所述家居设备。其中，所述微控制器对所述音频数据进行解析并转换为指令数据，是通过将所述音频数据转换为文字信号，并将文字信号通过预设的映射表进行映射处理得到指令数据。
在另一具体实施例中，所述指令数据通过对显示屏或按键的操作来生成，从而实现操作控制。具体的，所述主设备或所述从设备还设有显示屏及按键，通过显示屏或按键进行触发对应的功能，并通过所述微控制器将触发的功能生成对应的指令数据，然后将该指令数据传输至所述第三zigbee通信模块进行控制所述家居设备。并且，所述主设备的显示屏显示可通信连接的从设备节点，如小区楼号、房号等，然后可通过按键选择指定节点，并开始进行两个设备的BLE配对连接及zigbee连接；所述从设备的显示屏显示可通信连接的家居设备，可通过触摸所述显示屏或通过操作按键进行选择所需连接的从设备或家居设备，并且，从设备的显示屏同步显示与之连接的主设备信息(在小区中可显示楼号房间号)，通过按键控制确认连接。主设备与从设备zigbee组网连接成功后，通过按键选择从设备可控制的家居设备，比如灯的开关，通过zigbee组网及中继路由器传输指令数据至从设备节点，再通过从设备同灯或其他家居设备的连接实现控制。同理，从设备可控制主设备连接的家居设备。
所述主设备或从设备包括以下一种以上：数字对讲机、手机、遥控器。例如，可直接通过一数字对讲机向另一数字对讲机传输音频数据或指令数据；或者，可通过手机或者遥控器向数字对讲机传输音频数据或指令数据。
所述家居设备包括以下一种以上：照明电器、制冷电器、空调器、清洁电器、厨房电器、电暖器具、保健电器、声像电器或者其他家用电器。例如，照明电器的执行装置为灯泡，声像电器的执行装置为音箱和显示屏，等等。
本实施例中，所述微控制器采用STM32主控芯片，所述音频编解码器采用ADPCM音频编解码技术实现语音解析，所述第一zigbee通信模块、所述第二zigbee通信模块、所述第三zigbee通信模块采用CSR芯片传输指令数据。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于语音终端的zigbee网关装置，其特征在于，包括至少一主设备，每个主设备连接一个以上的从设备，每个从设备连接一个以上的家居设备，其中：
所述主设备设有第一BLE通信模块，所述从设备设有第二BLE通信模块，所述主设备与所述从设备之间通过所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块进行配对连接和传输音频数据，且所述主设备和所述从设备还分别设有对采集的音频数据进行编码或解码的音频编解码器以及对音频数据进行功率放大的音频功率放大器，所述主设备将编码和功率放大后的音频数据通过所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块进行传输，所述从设备将接收的音频数据进行解码和播放；
所述主设备设有第一zigbee通信模块，所述从设备设有第二zigbee通信模块，所述主设备从可通信的从设备节点中选择指定从设备，将所述主设备与所述从设备进行zigbee通信连接，所述主设备和所述从设备还设有对输入的指令数据进行解析的微控制器，且所述第二zigbee通信模块接收所述第一zigbee通信模块的指令数据，并根据所述指令数据进行控制所述家居设备执行相应的指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于语音终端的zigbee网关装置，其特征在于，所述主设备还连接一个以上的家居设备，所述家居设备设有第三zigbee通信模块，所述第三zigbee通信模块与所述第一zigbee通信模块和/或所述第二zigbee通信模块通信连接进行接收所述指令数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于语音终端的zigbee网关装置，其特征在于，所述主设备或所述从设备通过所述微控制器对所述音频数据进行解析并转换为指令数据，然后将该指令数据传输至所述第三zigbee通信模块进行控制所述家居设备。
4.根据权利要求3所述的一种基于语音终端的zigbee网关装置，其特征在于，所述微控制器对所述音频数据进行解析并转换为指令数据，是通过将所述音频数据转换为文字信号，并将文字信号通过预设的映射表进行映射处理得到指令数据。
5.根据权利要求2所述的一种基于语音终端的zigbee网关装置，其特征在于：所述主设备或所述从设备还设有显示屏及按键，通过显示屏或按键进行触发对应的功能，并通过所述微控制器将触发的功能生成对应的指令数据，然后将该指令数据传输至所述第三zigbee通信模块进行控制所述家居设备。
6.根据权利要求1所述的一种基于语音终端的zigbee网关装置，其特征在于，所述主设备和所述从设备还设有显示屏，所述主设备的显示屏显示可通信连接的从设备节点，所述从设备的显示屏显示可通信连接的家居设备。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种基于语音终端的zigbee网关装置，其特征在于，所述主设备或从设备包括以下一种以上：数字对讲机、手机、遥控器。
8.根据权利要求1至6任一项所述的一种基于语音终端的zigbee网关装置，其特征在于，所述家居设备包括以下一种以上：照明电器、制冷电器、空调器、清洁电器、厨房电器、电暖器具、保健电器、声像电器。
9.根据权利要求1至6任一项所述的一种基于语音终端的zigbee网关装置，其特征在于，所述主设备和所述从设备之间还设有中继路由器，所述第一BLE通信模块和所述第二BLE通信模块分别与该中继路由器通信连接进行传输所述音频数据，所述第一zigbee通信模块和所述第二zigbee通信模块分别与该中继路由器通信连接进行传输所述指令数据。
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