专利名称：嵌入式人机交互助理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机及应用技术领域，具体说是一种嵌入式人机交互助理系统，可用于助理大众群体，尤其适合老人、小孩、病人等需要监护助理的弱势群体。
背景技术：
市场现有的能实现人机交互的监护助理系统体积庞大，价格昂贵，主要针对企业、公共场所，针对个人家庭的几乎没有，监护方与被监护方无法实现通讯，功能单一，大多数不支持多任务，而是针对特定类型的病人，对普通监护对象不适用，且没有快速直接的信息反馈，难以真正起到大众化助理的作用。对于中国这样一个人口基数异常庞大的国家，老人、病人和小孩等需要助理的弱势群体，往往因为家人繁忙的工作和生活被忽略。如何关爱这些人群已成为全社会共同关注的焦点，这也是构建和谐社会不容忽略的问题。
发明的内容本发明的目的是针对目前监护助理系统的种类贫乏、功能单一及技术上存在的问题，提供了一种嵌入式人机交互助理系统，可实现视频察看、语音聊天与紧急拨号、游戏娱乐、影音播放等功能，远程客户单元通过该系统可以实时了解使用该系统的用户近期的工作、生活状况，在危急情况下使用者还可获得及时的救援，同时使用者还可利用该系统丰富自己的精神文化生活。
本发明的技术方案是该嵌入式人机交互助理系统包括微处理器、游戏娱乐模块、影音播放模块和特别设计的视频察看模块和语音聊天及紧急呼叫模块，通过微处理器及其内存FLASH与该系统的其它四个模块有机的连接而构成，实现视频察看、语音聊天、紧急呼救、游戏娱乐和影音播放功能；视频察看模块由远程客户单元、人机交互助理系统硬件平台和现有的摄像头组成；语音聊天及紧急拨号模块采用现有的程控交换机、电话机和特别设计的人机交互助理系统硬件平台、转接口电路组成；视频察看模块的设计是远程客户单元在登录此系统后，通过人机交互助理系统硬件平台启动摄像头实现拍照，并把拍摄的图像实时传送给远程客户单元显示。语音聊天及紧急拨号模块的设计是当使用该系统的用户遭遇突发状况时，通过对该模块的使用和操作，来实现紧急拨号，获得最快的救援。当使用该系统的用户作非紧急拨号时，可与远程客户或亲友通话聊天，进行信息交流。
上述的嵌入式人机交互助理系统，所说的视频察看模块由远程客户单元、人机交互助理系统硬件平台和现有的摄像头组成；这里的人机交互助理系统硬件平台包括摄像头驱动单元、网口、微处理器及其内存FLASH、公共网关接口CGI和后台程序Http Daemon；远程客户单元与人机交互助理系统硬件平台通过网络进行连接，实现它们之间的信号交互；人机交互助理系统硬件平台通过其中的摄像头驱动单元来控制摄像头的工作，并接收摄像头传来的信号；该视频察看模块是以人机交互助理系统硬件平台为基础，远程客户单元在登录系统后，就会对该平台中后台程序Http Daemon发出请求，请求被接受后，远程客户单元进入到其中的视频查看页面，点击页面中的查看按钮，HttpDaemon就会呼叫对应的公共网关接口CGI，CGI程序通过微处理器启动摄像头并进行拍照，并将拍到的照片以特定的名字存储在内存FLASH中；查看页面通过调取存储的图片，从而达到远程视频查看的目的，该操作的条件是只要远程客户能上网，就能实现实时查看。
上述的嵌入式人机交互助理系统，所说的语音聊天及紧急拨号模块由现有的程控交换机、电话机和特别设计的人机交互助理系统硬件平台、转接口电路组成；转接口电路包括信号处理模块、接口1和接口2，其一端通过接口1与人机交互助理系统硬件平台相连，另一端通过接口2与电话机相连，电话机通过电话线与程控交换机相连；人机交互助理系统硬件平台以微处理器为核心，以FLASH作为存储单元，此外还包括触摸屏上的拨号界面、拨号驱动单元、铃流检测单元、输入输出接口、音频接口、喇叭和麦克风；使用该系统的用户可以通过点击触摸屏上的拨号界面中对应的图标，经过微处理器调用拨号驱动单元，在输入输出接口上输出脉冲信号到转接口电路，再经该电路中的信号处理模块将接收到的信号转变为电话机所需要的拨号脉冲，送往电话机将电话拨打到程控交换机；程控交换机根据被呼叫方的接听状态返回相应的铃流信号，铃流信号通过转接口电路传回到人机交互助理系统硬件平台；若拨打的电话为非紧急号码时，该系统硬件平台不对返回的铃流信号做任何处理，使用者可以通过人机交互助理系统硬件平台的麦克风实现语音聊天；若拨打紧急号码110、119、120时，转接口电路中的信号处理模块可将程控交换机返回的不同铃流信号解调成与正弦波信号的正负周期同步的0、1方波，再通过人机交互助理系统硬件平台对波形进行采样，确定呼叫状态并做出相应处理，对铃流信号设定的处理机制为
(1)、被呼叫方在特定时间范围内接听电话，则人机交互助理系统硬件平台就自动播放存储在该平台中的求救信号。
(2)、被呼叫方在特定时间范围内未接听或电话一直处于占线状态占线时，自动将电话挂断，在拨号界面上提示用户寻求其他解决方案，如继续呼叫等。
发明的有益效果1、本发明针对需要助理的大众人群，尤其是老人、小孩、病人等弱势群体而设计，响应了政府关于构建和谐社会的号召，具有深远的社会意义。
2、本发明功能多样，实现了人机交互的多种功能，对使用者起到了有效的助理作用。
3、本发明操作简单，对使用者的文化水平要求不高。远程客户单元只需输入人机交互助理系统硬件平台的IP地址，就可控制此平台上的摄像头拍照，实现实时的视频查看。使用该系统的用户可以通过对触摸屏上人性化界面的操作，来拨打电话号码与亲人、朋友进行语音通信；遇到突发状况时点击对应图标可实现拨打120、110、119等紧急电话，通过铃流检测后自动播放求救信号，有效地降低了使用者面对紧急情况时的处理难度，为及时获取救援争取了充裕的时间；同时使用者可以选择进行影音播放或者游戏娱乐来丰富生活。
图1是本发明的系统模块设计示意框2是本发明的视频察看模块设计示意框3是本发明的语音聊天及紧急拨号模块设计示意框4是发明的游戏娱乐模块示意框5是本发明的影音播放模块示意框图具体实施方式
参见图1，它是本发明的系统模块设计示意框图，并结合图2～图5。该系统包括视频察看模块、语音聊天及紧急呼叫模块、游戏娱乐模块、影音播放模块和微处理器。通过微处理器及其内存FLASH与该系统的其它四个模块有机的连接构成了本发明的系统，实现其视频察看、语音聊天、紧急呼救、游戏娱乐和影音播放各种功能。
视频察看模块设计的基本思想是远程客户单元在登录此系统后，微处理器调用摄像头驱动单元启动摄像头实现拍照，并且把拍摄的图像实时传送给远程客户单元显示。
语音聊天及紧急拨号模块设计的基本思想是1、当使用该系统的用户遭遇突发状况时，只需点击触摸屏上拨号界面中的紧急拨号图标，经微处理器调用拨号驱动程序，使相应的输入输出接口输出脉冲信号，信号通过转接口电路的处理后被传送到电话机中，实现紧急拨号。人机交互助理系统硬件平台会自动根据返回的铃流信号判断被呼叫方的应答状态，若电话被接听，平台自动播放存储在FLASH中的使用者的家庭住址信息，以实现在最短的时间内获得最快的救援。
2、对于非紧急拨号，用户只需点击触摸屏上的拨号界面中相应的电话号码图表，系统会自动拨打出电话号码。与紧急呼叫不同的是，当电话未被对方接听时，系统不对返回的铃流信号进行处理，只会在触摸屏上显示电话未拨通的提示。
游戏娱乐模块设计的基本思想是加载几款游戏到人机交互助理系统硬件平台上，使用该系统的用户可通过对触摸屏的操作启动游戏。
影音播放模块设计的基本思想是通过微处理器调用人机交互助理系统硬件平台中的音频视频播放程序来播放挂接在平台上的U盘或硬盘里的影音文件。使用该系统的用户可通过操作触摸屏来直接控制。
本系统所说的人机交互助理系统硬件平台在不同的模块中仅采用了平台的部分组件。
参见图2，它是本发明视频察看模块设计示意框图。该模块由远程客户单元、人机交互助理系统硬件平台和摄像头组成。这里的人机交互助理系统硬件平台包括摄像头驱动单元、网口、微处理器及其内存FLASH、公共网关接口CGI和后台程序Http Daemon。远程客户单元与人机交互助理系统硬件平台通过网络进行连接，实现它们之间的信号交互。人机交互助理系统硬件平台通过其中的摄像头驱动单元来控制摄像头的工作，并接收摄像头传来的信号。该视频察看模块是以人机交互助理系统硬件平台为基础，远程客户单元在登录系统后，就会对人机交互助理系统硬件平台中的后台程序Http Daemon发出请求，请求被接受后，远程客户单元进入到其中的视频查看页面，点击页面中的查看按钮，Http Daemon就会呼叫对应的公共网关接口CGI，CGI程序通过微处理器启动摄像头并进行拍照，并将拍到的照片以特定的名字存储在内存FLASH中。查看页面通过调取存储的图片，从而达到远程视频查看的目的。此方法的最大好处是对远程客户单元无特殊要求，只要能上网，就能实现实时查看。
参见图3，它是本发明的语音聊天及紧急拨号模块设计示意框图。该模块采用现有的程控交换机、电话机和特别设计的人机交互助理系统硬件平台、转接口电路组成。转接口电路包括信号处理模块、接口1和接口2，其一端通过接口1与人机交互助理系统硬件平台相连，另一端通过接口2与电话机相连，电话机通过电话线与程控交换机相连。人机交互助理系统硬件平台以微处理器为核心，以FLASH作为存储单元，此外还包括触摸屏上的拨号界面、拨号驱动单元、铃流检测单元、输入输出接口、音频接口、喇叭和麦克风。使用该系统的用户可以通过点击触摸屏上的拨号界面中对应的图标，经过微处理器调用拨号驱动单元，在输入输出接口上输出脉冲信号到转接口电路，再经该电路中的信号处理模块将接收到的信号转变为电话机所需要的拨号脉冲，送往电话机将电话拨打到程控交换机。程控交换机根据被呼叫方的接听状态返回相应的铃流信号，铃流信号通过转接口电路传回到人机交互助理系统硬件平台。若拨打的电话为非紧急号码时，该系统硬件平台不对返回的铃流信号做任何处理，使用者可以通过人机交互助理系统硬件平台的麦克风实现语音聊天；若拨打紧急号码110、119、120时，转接口电路中的信号处理模块可将程控交换机返回的不同铃流信号解调成与正弦波信号的正负周期同步的0、1方波，再通过人机交互助理系统硬件平台对波形进行采样，确定呼叫状态并做出相应处理。
对铃流信号设定的处理机制为1、被呼叫方在特定时间范围内接听电话，则人机交互助理系统硬件平台就自动播放存储在该平台中的求救信号。
2、被呼叫方在特定时间范围内未接听或电话一直处于占线状态占线时，自动将电话挂断，在拨号界面上提示用户寻求其他解决方案，如继续呼叫等。
参见图4，它是本发明的游戏娱乐模块示意框图。该模块仅为人机交互助理系统硬件平台中的部分组件，包括触摸屏上显示的QT界面和微处理器及其内存FLASH。触摸屏上显示的QT界面事先加载几款游戏到微处理器的内存FLASH中，当使用者点击触摸屏上显示的QT界面上的游戏图标时，触发微处理器链接平台上的游戏列表，用户可选择启动FLASH中相应的游戏程序，并在触摸屏上显示。
参见图5，它是本发明的影音播放模块示意框图。该模块由人机交互助理系统硬件平台、U盘或移动硬盘组成，U盘或移动硬盘通过USB接口与人机交互助理系统硬件平台互连。事先在平台的FLASH中加载音频视频播放程序，使用者点击触摸屏上显示的QT界面上的影音图标时，微处理器调取外接U盘或移动硬盘里的影音资源，调用FLASH中的音频视频播放程序将音频文件和视频文件分别从硬件平台的喇叭和触摸屏输出。
权利要求
1.一种嵌入式人机交互助理系统，包括微处理器、游戏娱乐模块、影音播放模块，其特征在于还包括视频察看模块和语音聊天及紧急呼叫模块，通过微处理器及其内存FLASH与该系统的其它四个模块有机的连接而构成，实现视频察看、语音聊天、紧急呼救、游戏娱乐和影音播放功能；视频察看模块由远程客户单元、人机交互助理系统硬件平台和现有的摄像头组成；语音聊天及紧急拨号模块采用现有的程控交换机、电话机和特别设计的人机交互助理系统硬件平台、转接口电路组成；视频察看模块的设计是远程客户单元在登录此系统后，通过人机交互助理系统硬件平台启动摄像头实现拍照，并把拍摄的图像实时传送给远程客户单元显示；语音聊天及紧急拨号模块的设计是当使用该系统的用户遭遇突发状况时，通过对该模块的使用和操作，来实现紧急拨号，获得最快的救援；当使用该系统的用户作非紧急拨号时，可与远程客户或亲友通话聊天，进行信息交流。
2.根据权利要求1所述的嵌入式人机交互助理系统，其特征在于，所说的视频察看模块由远程客户单元、人机交互助理系统硬件平台和现有的摄像头组成；这里的人机交互助理系统硬件平台包括摄像头驱动单元、网口、微处理器及其内存FLASH、公共网关接口CGI和后台程序Http Daemon；远程客户单元与人机交互助理系统硬件平台通过网络进行连接，实现它们之间的信号交互；人机交互助理系统硬件平台通过其中的摄像头驱动单元来控制摄像头的工作，并接收摄像头传来的信号；该视频察看模块是以人机交互助理系统硬件平台为基础，远程客户单元在登录系统后，就会对该平台中后台程序Http Daemon发出请求，请求被接受后，远程客户单元进入到其中的视频查看页面，点击页面中的查看按钮，Http Daemon就会呼叫对应的公共网关接口CGI，CGI程序通过微处理器启动摄像头并进行拍照，并将拍到的照片以特定的名字存储在内存FLASH中；查看页面通过调取存储的图片，从而达到远程视频查看的目的，该操作的条件是只要远程客户能上网，就能实现实时查看。
3.根据权利要求1所述的嵌入式人机交互助理系统，其特征在于，所说的语音聊天及紧急拨号模块由现有的程控交换机、电话机和特别设计的人机交互助理系统硬件平台、转接口电路组成；转接口电路包括信号处理模块、接口1和接口2，其一端通过接口1与人机交互助理系统硬件平台相连，另一端通过接口2与电话机相连，电话机通过电话线与程控交换机相连；人机交互助理系统硬件平台以微处理器为核心，以FLASH作为存储单元，此外还包括触摸屏上的拨号界面、拨号驱动单元、铃流检测单元、输入输出接口、音频接口、喇叭和麦克风；使用该系统的用户可以通过点击触摸屏上的拨号界面中对应的图标，经过微处理器调用拨号驱动单元，在输入输出接口上输出脉冲信号到转接口电路，再经该电路中的信号处理模块将接收到的信号转变为电话机所需要的拨号脉冲，送往电话机将电话拨打到程控交换机；程控交换机根据被呼叫方的接听状态返回相应的铃流信号，铃流信号通过转接口电路传回到人机交互助理系统硬件平台；若拨打的电话为非紧急号码时，该系统硬件平台不对返回的铃流信号做任何处理，使用者可以通过人机交互助理系统硬件平台的麦克风实现语音聊天；若拨打紧急号码110、119、120时，转接口电路中的信号处理模块可将程控交换机返回的不同铃流信号解调成与正弦波信号的正负周期同步的0、1方波，再通过人机交互助理系统硬件平台对波形进行采样，确定呼叫状态并做出相应处理，对铃流信号设定的处理机制为；(1)、被呼叫方在特定时间范围内接听电话，则人机交互助理系统硬件平台就自动播放存储在该平台中的求救信号；(2)、被呼叫方在特定时间范围内未接听或电话一直处于占线状态占线时，自动将电话挂断，在拨号界面上提示用户寻求其他解决方案，如继续呼叫等。
全文摘要
本发明公开了一种嵌入式人机交互助理系统，它涉及计算机及应用技术领域，其目的在于采用该系统可以实现视频察看、语音聊天与紧急拨号、游戏娱乐、影音播放等功能，在危急情况下使用者可获得及时的救援，平时能丰富精神文化生活。本系统由微处理器、游戏娱乐模块、影音播放模块和特别设计的视频察看模块、语音聊天及紧急呼叫模块组成。它通过微处理器及其内存FLASH与其它四个模块有机的连接而构成。视频察看模块由远程客户单元、人机交互助理系统硬件平台、摄像头组成。语音聊天及紧急拨号模块由程控交换机、电话机、人机交互助理系统硬件平台、转接口电路组成。本系统可用于助理大众群体，尤其适合老人、小孩、病人等需要监护助理的弱势群体。
文档编号H04N7/14GK101087395SQ20071001796
公开日2007年12月12日 申请日期2007年5月31日 优先权日2007年5月31日
发明者杨刚, 李 东, 金永波, 薛时雨 申请人:西安电子科技大学