一种多模态人机交互的远程可视化智能养鱼系统
技术领域
本实用新型涉及一种多模态人机交互的远程可视化智能养鱼系统，尤其是涉及智能家居的远程控制及可视化技术和基于多种人机交互方式的智能养鱼系统。
背景技术
如今人们在家中养鱼日渐普遍，在一天的忙碌之后通过赏赏鱼，可以陶冶情操、愉悦精神，同时也美化生活环境，有益人们身心健康。但想要鱼健康的生活一定离不开人们的悉心照顾，对于繁忙的上班族，无法实现实时关注着鱼缸内各种指标，并当某些指标较低时实时对鱼缸进行操作，经常因为加班或出差无法按时为鱼喂食、供氧，及时为鱼缸加温、补光，而导致鱼死亡；对于肢体残疾的人，无法通过按键和遥控等方式对鱼缸实施操作；对于聋哑人群，无法通过语音等方式对鱼缸实施操作；因此设计一种多模态人机交互的远程可视化智能养鱼系统显得很有必要。多种不同交互方式，可以满足不同用户的个性化需求，且无论主人在哪儿都可以通过智能终端设备实时观察到鱼缸内鱼的状态，当鱼缸内各项指标较低时，相应的各个模块将自动进行操作，更好地照顾了鱼，也简便了我们的生活，使不同的人群均可享受养鱼带来的愉悦，大大提高了人们的生活质量。
实用新型内容
本实用新型意在提供一种多模态人机交互的远程可视化智能养鱼系统，以解决目前鱼缸交互方式单一无法满足肢体残疾等特殊人群的需要和当鱼缸内指标较低时无法自动进行相应操作，以及不能远程可视化投食操作和对投食量的远程调节并返回操作信息的问题。
一种多模态人机交互的远程可视化智能养鱼系统包括：核心控制部分、人机交互部分、外围设备部分、无线通信部分、远程监控部分和安装定位部分；
核心控制部分包含存储器、微处理器；人机交互部分包含OLED显示模块、语音控制模块、红外遥控模块和按键模块；外围设备部分包含光照检测和控制模块、氧气检测和供给模块、温控模块、投食模块和摄像头模块；无线通讯部分包含WIFI模块和红外接收模块；远程监控部分包含智能终端模块和云服务器；所述光照检测和控制模块、氧气检测和供给模块、温控模块、投食模块、OLED显示模块、摄像头模块、语音控制模块和按键模块分别与所述核心控制部分连接，所述红外遥控模块通过无线通信部分的红外接收模块与所述核心控制部分连接；所述智能终端模块与云服务器无线连接，云服务器通过无线通信部分的WIFI模块与所述核心控制部分连接；
所述核心控制部分，存储器用于存储所有模块正常工作需要的代码以及摄像头模块采集的视频，微处理器对温控模块采集的温度信息、光照检测和控制模块采集的光照信息、氧气检测和供给模块采集的氧气浓度信息和摄像头模块拍摄的视频进行分析处理，并接收投食模块发出的投食指令和投食口的调节指令，再将执行指令发送给各个模块，以及将视频图像通过无线通信部分的WIFI模块发送给远程监控部分；
所述的OLED显示模块用于显示检测到鱼缸内的温度、光照和氧气浓度信息；
所述语音控制模块用于对采集的语音进行语音指令识别，并为核心控制部分提供控制信号；所述的按键模块可直接对鱼缸实施供氧、补光、加温和投食操作；
所述光照检测和控制模块包括光照度传感器和LED灯，当光照强度值低于设定值时LED灯开启，当光照强度值达到设定值时LED灯关闭；
所述氧气检测和供给模块包括电化学传感器和供氧泵，当氧气浓度值低于设定值时供氧泵开始供氧，当氧气浓度值达到设定值时供氧泵停止工作；
所述温控模块包括热敏电阻及加热棒，当温度低于设定值时加热棒开始工作，当温度达到设定值时加热棒停止工作；
所述投食模块包括定时芯片和内外两个直流电机，在装鱼食的外壳子上设置一个小口，通过外电机转动带动鱼食在盒内运动，当鱼食到达鱼食盒外壳上的投食口时，鱼食被投出，通过内电机转动带动调节拨片可对投食口的大小进行调节，进而调节喂食量的多少；
所述摄像头模块将鱼缸内鱼的状态拍下来储存在核心控制部分中的存储器中；
所述WIFI模块用于将核心控制部分与云服务器进行连接，使其有稳定的数据传输；
所述红外接收模块用于为核心控制部分接收红外遥控模块的指令；
所述智能终端模块可锁定鱼缸操作、显示摄像头模块拍摄的鱼缸内实时视频、调节投食模块上投食口的大小、发送投食指令、显示外围设备部分中各个模块的操作记录以及鱼缸内实时的温度、光照、氧气浓度信息；
所述安装定位部分包括三条滑轨、三个滑轮和一个带有磁铁的透明圆盘，其中两条滑轨安装在鱼缸内壁的顶端，另外一条带有两个滑轮的滑轨横跨在鱼缸上，横跨在鱼缸上的滑轨的两个滑轮嵌入在鱼缸内壁顶端的两条滑轨中，带有磁铁的滑轮嵌入在横跨鱼缸的滑轨中，带有磁铁的透明圆盘通过磁铁与带有磁铁的滑轮相连。
所述安装定位部分的透明圆盘上面安装着核心控制部分和人机交互部分中的OLED显示模块、语音控制模块和按键模块，安装定位部分的透明圆盘下面安装着外围设备部分和无线通信部分。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提出一种多模态人机交互的远程可视化智能养鱼系统，可满足不同人群通过多种方式对鱼缸进行控制；本系统能实时监测鱼缸内温度、光照强度及氧气浓度，当鱼缸内温度、光照强度及氧气浓度低于设定值时，温控模块、光照检测和控制模块及氧气检测和供给模块将自动实施加温、补光及供氧操作，并且系统中的所有控制模块的检测信息及每一次的操作记录和鱼缸内实时温度、氧气浓度和光照强度均在智能终端模块上显示，大大增加了主人对鱼缸内各个指标实时监测的便利性，避免了鱼缸内因温度、光照强度及氧气浓度指标过低导致鱼不健康的现象，同时也在一定程度上解决了传统养鱼过程中鱼缸内温度、氧气浓度及光照强度单方面依靠主观经验判断，缺乏科学判断依据的不足；当主人不在家时可通过智能终端模块实时观察到鱼缸内鱼的状态，并可进行远程控制投食操作、调节投食量的多少以及对鱼缸进行锁定；有效地减少了鱼喂食不及时或喂食过多而死亡的情况，为鱼的生长创造了更加有利的条件，也避免了当大人离开家，家中小孩或宠物误触鱼缸按键模块对鱼缸进行错误操作的现象；本系统可适配不同型号的鱼缸，系统中的核心控制部分、人机交互部分、外围设备部分和无线通信部分均安装在安装定位部分中，可根据鱼缸型号的不同来调节安装定位部分的位置。
附图说明
图1为本实用新型的整体组成框图。
图2为本实用新型的详细组成框图。
图3为本实用新型的安装定位部分的安装示意图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的部分，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
具体实施方式一
一种多模态人机交互的远程可视化智能养鱼系统，结合图1、图2和图3所示，本实施方式所述一种多模态人机交互的远程可视化智能养鱼系统包括核心控制部分、人机交互部分、外围设备部分、无线通信部分、远程监控部分和安装定位部分；
核心控制部分包含存储器、微处理器；人机交互部分包含OLED显示模块、语音控制模块、红外遥控模块和按键模块；外围设备部分包含光照检测和控制模块、氧气检测和供给模块、温控模块、投食模块和摄像头模块；无线通讯部分包含WIFI模块和红外接收模块；远程监控部分包含智能终端模块和云服务器；所述光照检测和控制模块、氧气检测和供给模块、温控模块、投食模块、OLED显示模块、摄像头模块、语音控制模块和按键模块分别与所述核心控制部分连接，所述红外遥控模块通过无线通信部分的红外接收模块与所述核心控制部分连接；所述智能终端模块与云服务器无线连接，云服务器通过无线通信部分的WIFI模块与所述核心控制部分连接；
所述核心控制部分，存储器用于存储所有模块正常工作需要的代码以及摄像头模块采集的视频，微处理器对温控模块采集的温度信息、光照检测和控制模块采集的光照信息、氧气检测和供给模块采集的氧气浓度信息和摄像头模块拍摄的视频进行分析处理，并接收投食模块发出的投食指令和投食口的调节指令，再将执行指令发送给各个模块，以及将视频图像通过无线通信部分的WIFI模块发送给远程监控部分；
所述的OLED显示模块用于显示检测到鱼缸内的温度、光照和氧气浓度信息；
所述语音控制模块用于对采集的语音进行语音指令识别，并为核心控制部分提供控制信号；所述的按键模块可直接对鱼缸实施供氧、补光、加温和投食操作；
所述光照检测和控制模块包括LC-GZ1型光照度传感器和LED灯，LC-GZ1型光照度传感器对鱼缸内的光照强度进行检测并且将光照强度值转化成电压值，当核心控制部分检测到光照强度低于设定值时，核心控制部分将发送执行指令给光照检测和控制模块控制LED灯开启，当光照强度达到设定值时LED灯关闭；
所述氧气检测和供给模块包括电化学传感器，对鱼缸内的氧气浓度进行检测，氧气通过传感器外过滤膜进入与传感器内的液态电解质反应，反应的同时传感器针脚输出电压信号，传感器通过分析接收到的电压的大小计算出氧气的浓度，当核心控制部分检测到氧气浓度低于设定值时，核心控制部分将发送执行指令给氧气检测和供给模块控制供氧泵开始工作，当氧气浓度达到设定值时供氧泵停止工作；
所述温控模块包括热敏电阻及加热棒，通过热敏电阻的阻抗的大小随周围温度的上升或下降对鱼缸中水的温度进行检测，当核心控制部分检测到温度低于设定值时，核心控制部分将发送执行指令给温控模块控制加热棒开始工作，当温度达到设定值时加热棒停止工作；
所述投食模块包括555定时芯片和内外两个55ZYT01直流电机，在装鱼食的外壳子上设置一个小口，通过外电机转动带动鱼食在盒内运动，当鱼食到达鱼食盒外壳上的投食口时，鱼食被投出，通过内电机转动带动调节拨片可对投食口的大小进行调节，进而调节喂食量的多少；所述摄像头模块将鱼缸内鱼的状态拍下来储存在核心控制部分中的存储器中；
所述WIFI模块用于将核心控制部分与云服务器进行连接，使其有稳定的数据传输；
所述红外接收模块用于为核心控制部分接收红外遥控模块的指令；
所述智能终端模块会显示鱼缸的状态按钮、鱼缸的锁定按钮、投食按钮、各个模块的操作记录及鱼缸内实时的温度、氧气浓度和光照强度信息；当按下状态按钮时，在智能终端模块上会显示鱼缸的实时视频；当按下投食按钮时，在智能终端模块会显示一个进度条，通过调节进度条的长度，进而调节投食模块上投食口的大小，调节完成后再次按下投食按钮，投食模块将进行投食操作；各个模块每执行一次操作，在智能终端模块都会显示本次操作记录。
具体实施方式二
一种多模态人机交互的远程可视化智能养鱼系统的安装定位部分的安装示意图如图3所示，所述安装定位部分包括滑轨A、滑轨B和滑轨C三条滑轨、滑轮D、滑轮E和带有磁铁的滑轮F三个滑轮和一个带有磁铁的透明圆盘，其中滑轨A和滑轨B安装在鱼缸内壁的顶端，两端各有滑轮D和滑轮E的滑轨C横跨在鱼缸上，滑轨C的滑轮D和滑轮E嵌在滑轨A和滑轨B两滑轨中，可在滑轨A和滑轨B两滑轨中滑动，滑轮F嵌入在滑轨C中，可在滑轨C中滑动，核心控制部分和外围设备部分安装在带有磁铁的透明圆盘上，透明圆盘上的磁铁与带有磁铁的滑轮F相连。
安装定位部分的透明圆盘上面安装着核心控制部分和人机交互部分中的OLED显示模块、语音控制模块和按键模块，安装定位部分的透明圆盘下面安装着外围设备部分和无线通信部分。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求书限定。
