CN211403196U - 一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，包括配电箱，还包括一个以上的设置在每个房间中的语音交互模块、一个以上的配套智能插座、设置在配电箱内的智能控制板、设置在配电箱内的一个以上的电气底板、以及设置在配电箱上的触摸显示屏（用以显示采集到的电量信息）与麦克风（用以进行语音交互）；每个配套智能插座连接一个大型电器，每个电气底板连接一个小功率用电回路；本实用新型通过在配电箱中设置智能控制板，并与智能插座采用电力载波的方式进行通讯，能够缓解家庭无线网络出现通信拥堵的问题，同时采用分布式设置语音交互模块的方式，改善了用户体验。

Description

一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置

技术领域

本实用新型涉及智能家居与配电设备智能化技术领域，特别是一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置。

背景技术

智能语音交互是基于语音输入的新一代交互模式，通过说话就可以得到反馈结果或通过说话就能自动完成用户所期望的变化。典型的应用场景-语音助手。自从iPhone4S推出SIRI 后，智能语音交互应用得到飞速发展。高效的交互方式就是好的交互方式。语音交互在于提高人的使用表现，从速度、准确性、注意负荷三个维度衡量。让用户速度越快、越准确，并且占用最少注意负荷的就是好的交互。语音是最自然的交互方式。人人都会说话，门槛极低，尤其对于输出困难人群（如视力障碍人群），他们完全可以无障碍的使用语音交互的形式。

随着泛在电力物联网建设，越来越多的物联网技术被用于电力***的各个层面上，以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置。宽带电力线载波通信网络是以电力线作为通信媒介，实现低压电力用户用电信息汇聚、传输、交互的通信网络。与传统的低速窄带电力线载波技术而言，HPLC技术具有带宽大、传输速率高，可以满足低压电力线载波通信更高的需求。

随着智能家居领域的发展，智能设备之间的通信效率越来越受到重视。在现有的智能家居技术中，智能设备之间采用无线通信的方法，虽然减少了网络线的架设，减小了投资的同时也使环境更加美观，但是随着智能设备的增加，家庭无线网络就会出现通信拥堵、信号干扰、传输延迟、网络覆盖死角等问题，使得通信效率降低，影响用户的体验。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，通过在配电箱中设置智能控制板，并与智能插座采用电力载波的方式进行通讯，能够缓解家庭无线网络出现通信拥堵的问题，同时采用分布式设置语音交互模块的方式，改善了用户体验。

本实用新型采用以下方案实现：一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，包括配电箱，还包括一个以上的设置在每个房间中的语音交互模块、一个以上的配套智能插座、设置在配电箱内的智能控制板、设置在配电箱内的一个以上的电气底板、以及设置在配电箱上的触摸显示屏与麦克风；每个配套智能插座连接一个大型电器，每个电气底板连接一个小功率用电回路；

所述智能控制板内包括有中央控制模块以及与其相连的电力载波模块；

每个电气底板内均包括中央控制模块以及与其相连的用电信息采集模块、电磁继电器；

每个配套智能插座内均包括中央控制模块以及与其相连的电磁继电器、电力载波模块、用电信息采集模块；

每个语音交互模块内均包括中央控制模块以及与其相连的麦克风、电力载波模块；

所述语音交互模块、配套智能插座均通过各自的电力载波模块与智能控制板通信相连，所述电气底板与智能控制板通过IIC总线相连。

进一步地，所述小功率用电回路为照明回路或者用以连接小型电器的小功率插座回路，其中小功率插座采用10A的小功率插座。

进一步地，所述智能控制板内的中央控制模块采用CPU型号为BCM2837SOC的树莓派3B+，该中央控制模块通过TTL连接至智能控制板内的电力载波模块，通过HDMI或USB连接所述触摸显示屏，通过SPI连接至配电箱内的麦克风。

进一步地，所述语音交互模块的中央控制模块采用CPU型号为BCM2835SOC的树莓派Zero W；该中央控制模块通过TTL连接至语音交互模块中的电力载波模块，通过SPI连接至语音交互模块中的麦克风。

进一步地，所述电气底板中的中央控制模块采用型号为stm32的单片机。

进一步地，所述配套智能插座为16A的大功率插座。

进一步地，所述电气底板与配套智能插座中的用电信息采集模块均包括电流互感器、电压互感器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过在配电箱中设置智能控制板，并与智能插座采用电力载波的方式进行通讯，能够缓解家庭无线网络出现通信拥堵的问题，同时采用分布式设置语音交互模块的方式，改善了用户体验。

附图说明

图1为本实用新型实施例的装置原理图。

图2为本实用新型实施例的***示意框图。

图3为本实用新型实施例的智能控制板连接示意图。

图4为本实用新型实施例的语音交互模块连接示意图。

图5为本实用新型实施例的语音交互模块布置示意图。

图6为实用新型实施例的配套智能插座电路原理图。

图7为本实用新型实施例的电气底板电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1以及图2所示，本实施例提供了一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，包括配电箱，还包括一个以上的设置在每个房间中的语音交互模块、一个以上的配套智能插座、设置在配电箱内的智能控制板、设置在配电箱内的一个以上的电气底板、以及设置在配电箱上的触摸显示屏（用以显示采集到的电量信息）与麦克风（用以进行语音提示）；每个配套智能插座连接一个大型电器，每个电气底板连接一个小功率用电回路；

所述智能控制板内包括有中央控制模块以及与其相连的电力载波模块；

每个电气底板内均包括中央控制模块以及与其相连的用电信息采集模块、电磁继电器；一个电气底板连接一个小功率用电回路（小型电器回路或者照明回路）；每个小型电器总线智能电气底板中均设置有用电信息采集模块与电磁继电器，用以采集所连接的回路的用电信息以及根据智能控制板的指令控制电磁继电器的通、断；小型电器总线智能电气底板作为电力分配枢纽与照明回路及连接小型家电的10A小功率插座直接通过电力线连接，可分别独立控制每一电气回路；

每个配套智能插座内均包括中央控制模块以及与其相连的电磁继电器、电力载波模块、用电信息采集模块；配套智能插座与大型电器电性相连，用以采集大型电器的用电信息并且根据智能控制板的指令控制电磁继电器的通、断；智能配电箱本体与各个智能插座使用电力线连接，即传输电能；

每个语音交互模块内均包括中央控制模块以及与其相连的麦克风、电力载波模块；

所述语音交互模块、配套智能插座均通过各自的电力载波模块与智能控制板通信相连，所述电气底板与智能控制板通过IIC总线相连。

所述一个以上的语音交互模块分布式设在屋内不同房间，分别用以采集不同房间内的语音控制指令，并将其传输至智能控制板。

在本实施例中，所述小功率用电回路为照明回路或者用以连接小型电器的小功率插座回路，其中小功率插座采用10A的小功率插座。

在本实施例中，如图3所示，所述智能控制板内的中央控制模块采用型号为BCM2837SOC的树莓派3B+，该中央控制模块通过TTL连接至智能控制板内的电力载波模块，通过HDMI或USB连接所述触摸显示屏，通过SPI连接至配电箱内的麦克风。其中，这里的中央控制模块不限于各类64为单片机，本实施优选采用CPU为Broadcom BCM2837SOC的树莓派3B+。

在本实施例中，如图4所示，所述语音交互模块的中央控制模块采用CPU型号为BCM2835SOC的树莓派Zero W；该中央控制模块通过TTL连接至语音交互模块中的电力载波模块，通过SPI连接至语音交互模块中的麦克风。分布式语音交互模块分布于用户的每个房间，为了保障语音交互的有效性，每个房间只安装一个语音交互模块，如图5所示。其中，这里的中央控制模块不限于各类64为单片机，本实施优选采用CPU为Broadcom BCM2835SOC的树莓派Zero W。

特别的，语音交互模块还包括与后台服务器相连的无线通信模块。语音交互模块可以通过离线的语音识别模块识别麦克风采集的语音内容，也可以通过无线通信模块将麦克风采集的语音通过现有的语音识别云服务（如百度云）进行语音识别，得到识别后的文字，再通过语义识别算法进行语义识别得到控制指令。需要说明的是，本实施方案中，语义识别实施过程是通过事先储存针对该配电箱相关词汇以及用户自定义的场景模式、电回路、家用电器等名称词汇所构建的字典库，并利用正向最大匹配算法结合字典库对用户输入语句进行限定分词，排除非登录词等干扰词汇，获得用户期望控制指令。

在本实施例中，所述电气底板中的中央控制模块采用型号为stm32的单片机，但并不限于此，可以采用其他64位的单片机。

在本实施例中，所述配套智能插座为16A的大功率插座。

在本实施例中，所述电气底板与配套智能插座中的用电信息采集模块均包括电流互感器、电压互感器。

较佳的，本实施例中，所述配套智能插座为16A的大功率插座，带有电能计量模块，主要为冰箱、空调、热水器等大功率家电供电。所述智能插座用于通断自身电气回路以及采集本回路的用电信息，并将其通过所述宽带电力线载波通信方式传输到所述智能配电箱本体；所述小型电器总线智能电气底板作为电能分配枢纽且具有电能计量功能，连接家庭照明回路以及10A的小功率插座，小功率插座主要为小功率电器（如电风扇、电脑、小夜灯等）供电。所述小型电器总线智能电气底板用于控制与其有电气连接的独立小功率插座回路和独立照明回路的通断以及集中采集所有与自身有电气联系的回路的用电信息，并将用电信息通过IIC总线通信传输到所述配电箱的智能控制板。特别的，配电箱中也可以设置有与智能控制板相连的通信模块，用以连接外部的智能移动终端、上位机或者后台服务器。

其中，配套智能插座的具体电路连接示意图如图6所示，电气底板的具体电路连接示意图如图7所示。其中包括电源、电流互感器、电压互感器、电能计量芯片、单片机、以及电磁继电器。其中，智能插座与语音交互模块、智能控制板之间的电力载波通信均采用通过TTL通讯协议且具有透传功能的电力载波模块（不限定型号）进行通信，智能插座、语音交互模块以及智能控制板则采用BACnet协议对数据进行打包和解析。

值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，包括配电箱，其特征在于，还包括一个以上的设置在每个房间中的语音交互模块、一个以上的配套智能插座、设置在配电箱内的智能控制板、设置在配电箱内的一个以上的电气底板、以及设置在配电箱上的触摸显示屏与麦克风；每个配套智能插座连接一个大型电器，每个电气底板连接一个小功率用电回路；

所述智能控制板内包括有中央控制模块以及与其相连的电力载波模块；

每个电气底板内均包括中央控制模块以及与其相连的用电信息采集模块、电磁继电器；

每个配套智能插座内均包括中央控制模块以及与其相连的电磁继电器、电力载波模块、用电信息采集模块；

每个语音交互模块内均包括中央控制模块以及与其相连的麦克风、电力载波模块；

所述语音交互模块、配套智能插座均通过各自的电力载波模块与智能控制板通信相连，所述电气底板与智能控制板通过IIC总线相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，其特征在于，所述小功率用电回路为照明回路或者用以连接小型电器的小功率插座回路，其中小功率插座采用10A的小功率插座。

3.根据权利要求1所述的一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，其特征在于，所述智能控制板内的中央控制模块采用CPU型号为BCM2837SOC的树莓派3B+，该中央控制模块通过TTL连接至智能控制板内的电力载波模块，通过HDMI或USB连接所述触摸显示屏，通过SPI连接至配电箱内的麦克风。

4.根据权利要求1所述的一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，其特征在于，所述语音交互模块的中央控制模块采用CPU型号为BCM2835SOC的树莓派ZeroW；该中央控制模块通过TTL连接至语音交互模块中的电力载波模块，通过SPI连接至语音交互模块中的麦克风。

5.根据权利要求1所述的一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，其特征在于，所述电气底板中的中央控制模块采用型号为stm32的单片机。

6.根据权利要求1所述的一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，其特征在于，所述配套智能插座为16A的大功率插座。

7.根据权利要求1所述的一种具有语音交互和场景控制的家用智能配电箱控制装置，其特征在于，所述电气底板与配套智能插座中的用电信息采集模块均包括电流互感器、电压互感器。

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