基于手勢識別的油煙機控制系統

摘 要：本專利主要研究油煙機手勢識別系統，特性是包含中央控制系統、手勢采集和識別系統、控制結果指示模塊與電機驅動模塊。油煙機控制系統升級改良，促進國內技術進步，同時滿足人民日益增長的美好生活需要，符合新時代創新發展。希望此項專利能更多更公平地惠及全體人民。

關鍵詞：手勢識別；油煙機；控制系統

引言

油煙機手勢識別系統操作的主要內容是：由微處理器、基于計算機視覺技術的手勢傳感器及無線信號發送模塊組成的手勢采集與識別系統。傳感器將收到的手勢信息傳送給微處理器，微處理器再將其轉化為指令，而無線信號發送模塊負責將其傳輸到中央控制系統（中央控制系統由微控制器和無線信號接收模塊組成）；無線信號接受指令，微控制器將指令轉化為信號發送給電機驅動模塊以此控制油煙機。使用方式便捷，減少油煙機板面因處理不當導致油垢難以清理，更重要的是可遠程控制。

一、手勢識別系統的產生

1.手勢識別系統產生背景

隨著科技的不斷深入，人機交流屢見不鮮，其中主要的體現方式--手勢識別系統已成為大勢所趨。但在復雜的光線環境下手勢識別系統面臨重要的挑戰難關，也就導致其所在設備價格昂貴絕大多數家庭難以購買，生產的設備不能惠及各地，核心技術難以體現。但近年經濟發展穩步提升，人民收入增加，對精神需求追求更高，帶有手勢識別的產品逐漸拓寬市場，走進千家萬戶。

2.手勢識別系統原理及技術

手勢識別系統原理是利用計算機內部系統處理手勢信息進而轉化為機器指令的一種系統操作手段，不僅能促使技術進步，還能增強用戶體驗感。其技術分為二維色彩識別和三維立體識別，當然三維技術更加先進便捷。具體分為三種手勢識別：通過激光折射和計算算出物體相對信息，進而復原三維立體圖像；通過傳感器計算光子飛行時間進而推出距離，得到物體信息；采用多鏡頭收集物體信息。

3.手勢識別系統應用領域

此項專利應用廣泛，主要應用于計算機工程，例如：電子游戲、自動駕駛、自主導航等。其次是應用于機械設備，如：智能洗衣機、電視機、冰箱，當然還有本文主要談論的油煙機。

二、油煙機的手勢識別控制系統

1.專利的權利要求

權利要求：中央控制系統輸出端需要連接照明單元，照明單元用于控制油煙機照明；手勢傳感器采用kinect手勢敏感器、sensortek手勢感應傳感器或是帶有手勢識別功能的光線距離傳感器kpds--9960；微處理器采用arm嵌入式系統；采用xbee無線信號發送模塊和接收模塊；手勢采集與識別系統的微處理器是有初始化人機界面，界面內設有菜單欄，用戶自設手勢并保存；當控制結果指示模塊收到正確用戶手勢時顯示綠燈，而未成功收集則會產生紅色燈光，提示用戶重新輸入。

2.油煙機手勢識別使用說明

油煙機時在家庭廚房中常見的機器設備，主要是將烹飪過程中對人體有害物質迅速吸收以保障使用者安全，達到凈化廚房空氣，減少油煙吸附的作用。油煙機控制系統相當于人體中樞神經，它對油煙機的使用具有不可替代的作用，油煙機控制技術大致分為兩類：觸摸式控制和非觸摸控制即手勢識別。觸摸類是指用戶手觸油煙機表面菜單進行控制，這種模式易導致油煙機表面油垢積累致使油煙機接收不到指令。而手勢識別則會彌補觸摸類不足，在雙手不接觸油煙機的前提下控制，給用戶帶來快捷便利。

3.油煙機控制系統的完善

為克服觸摸式油煙機缺點，又推出語音控制手段，但在相對嘈雜的環境下語音控制也展現一些弊端，識別率下降，對此油煙機行業又推出一種基于紅外技術的控制系統，安裝紅外線感應、接收器，實現手勢識別，但依然存在諸多問題需要企業積極的彌補完善。

三、油煙機日常應用

（一）油煙機與灶具協調

油煙機硬件：1、電源模塊實現了+3.3v、+5v、+15v，三路電源；2、風機調速模塊實現了油煙機根據灶具自動調節風速以適應其火力大小并智能化節約能源；3、電力線載波通信模塊通過分析得出電力線載波適用于廚房4、煙霧傳感器模塊用于檢測廚房內煙霧程度，提高安全性能。軟件部分：1、油煙機控制程序自動調節運行狀態；2、電力線載波通信程序通過分析制定本系統通信協議，保證電力線載波通信的可靠性。本系統通過軟、硬部分系統配合，實現油煙機與灶具的協調運行。

（二）國內油煙機發展

早期采用仿制歐美的凈化方式，但不適用于中國，導致大部分油煙機環保效能低、環境污染問題突出，目前應用外排式吸油煙機有效緩解環境問題；早期采用較多的含油軸承，浪費大量資源，目前應用滾珠軸承；早期采用后風向葉，后來應用前風向葉、渦輪噴射風葉；早期采用渦殼形狀，因形狀簡單造成大量漏油現象，為彌補不足后采用雙曲線風道或獨立雙風道。

（三）中外對比

中國人注重美食上的藝術，喜歡煎、炒、炸、烹等方式，產生較大油煙，所以需要更高質量的油煙機，但中國相較于西方，技術水平低、行業標準低，產品質量參差不齊且品牌效益較低；西方人飲食文化較為淺薄，產生較少的油煙，然而西方較為發達，技術水平先進，油煙機種類多、質量優、核心技術強，市場競爭優勢顯著。

結束語

綜上所述，本文首先闡述手勢識別系統，在推出基于手勢識別系統的油煙機控制系統，進而淺析油煙機與其他設備協調應用、歷史完善與中外對比，展現了我國技術實力的不斷提升，綜合國力不斷的加強。同時本專利也希望幫助更多油煙機行業提升油煙機質量。

參考文獻

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作者簡介：

梁光碧（1985年11月）男；民族：漢族，籍貫：廣東省肇慶市；職位：電控標準化高級工程師；學歷：本科；研究方向：電控硬件開發。