新一代AI可尋物對講機(jī)

胡茵茵，李洋，王春燕，陳美薇，陳嘉靜，雷淵

摘要：人們在日常生活中常常會遇到因為遺忘個人物品的擺放位置，導(dǎo)致找不到物品的苦惱;另一方面，由于老年人記憶力衰退、年輕人丟三落四的壞習(xí)慣以及小孩戲耍打鬧，對定位物品的需求也成為問題。基于家庭場景的特殊性，筆者設(shè)想通過“新一代AI可尋物對講機(jī)”這一中控平臺，實(shí)現(xiàn)對各種貼上電子標(biāo)簽的個人物品的精準(zhǔn)定位。隨著AI+IOT迅速發(fā)展，萬物互聯(lián)成為一種發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);RFID;嵌入式;對講機(jī);可視尋物

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）34-0095-02

在生活節(jié)奏不斷加快的今天，人們會因各種各樣的事情或原因而找不到自己的物品，比如拿的東西太多而落下某物，或因年紀(jì)大而記性差等，這樣給他們的生活帶來了很多的 麻煩。目前，我國對講機(jī)行業(yè)品牌企業(yè)數(shù)量超過60家，行業(yè)企業(yè)總數(shù)量達(dá)到了幾百家，行業(yè)企業(yè)規(guī)模大多較小，2018年我國對講機(jī)行業(yè)產(chǎn)量約1940萬部。從數(shù)量上來說，不論是專業(yè)對講機(jī)通信還是公眾低功率民用對講機(jī)通信，相對于公眾移動通信和整個通信市場而言都是非常微小的。主營業(yè)務(wù)來說，對講系統(tǒng)、智能家居收入占其主營業(yè)務(wù)收入的比例超過八成，其合作對象多為住房建設(shè)及地產(chǎn)開發(fā)商。市場上智能家居系統(tǒng)、對講等主要產(chǎn)品的需求量還是集中在房地產(chǎn)市場上。

本文提出的“新一代AI可尋物對講機(jī)”除單機(jī)基本功能的實(shí)現(xiàn)，更加利用無線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸通道，打造云管端一體化的智能產(chǎn)品。筆者預(yù)期利用現(xiàn)有的開放接口快速搭建產(chǎn)品操作平臺，考慮結(jié)合如百度、阿里等廠商提供的智能終端行業(yè)解決方案以迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的落地，讓每個“新一代AI可尋物對講機(jī)”可以更個性化、人性化地提供家庭服務(wù)，提高用戶的交互體驗，提供生活便利。

1系統(tǒng)的功能設(shè)計

本文基于物聯(lián)網(wǎng)、RFID標(biāo)簽、嵌入式、ARM開發(fā)板、AI訓(xùn)練等技術(shù)提出了新一代可視化對講機(jī)的設(shè)計方案。實(shí)現(xiàn)的功能包括：對講機(jī)尋物，通過電子標(biāo)簽對物品的所在地點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，解決遺忘物品位置的煩惱;智能門禁，通過嵌入兼容性的門禁系統(tǒng)對智能門鎖進(jìn)行鏈接和控制，擴(kuò)展門禁系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)安全化、便捷化和智能化的門禁管理;事件響應(yīng)，在用戶許可的前提下進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，對用戶習(xí)慣進(jìn)行記錄和分析，并提供改善建議，對可能出現(xiàn)的危險進(jìn)行報警和通知，進(jìn)一步保障用戶的財產(chǎn)安全。

1.1對講機(jī)尋物

（1）離線尋物：用戶通過下達(dá)語音指令向?qū)χv機(jī)發(fā)起查詢請求，對講機(jī)天線發(fā)送信號查詢，并返回結(jié)果。用戶能夠查詢電子標(biāo)簽的所在地，并對空間目標(biāo)實(shí)行三維成像。

（2）在線尋物：用戶通過手機(jī)應(yīng)用端或網(wǎng)頁端后臺查詢存儲在云端中的歷史標(biāo)簽所在位置標(biāo)記，并生成物品歷史移動軌跡，對物品目前所在范圍進(jìn)行聯(lián)想、分析，從而實(shí)現(xiàn)物品的精準(zhǔn)定位。

1.2事件響應(yīng)

（1）指令喚醒：用戶可以通過預(yù)先設(shè)置好的語音指令喚醒對講機(jī)，并且對講機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)設(shè)了日常場景的指令，在尋找物品時，標(biāo)簽會做出反應(yīng)。

（2）智能提醒：用戶自行選擇是否授權(quán)給對講機(jī)收集、備份和分析用戶習(xí)慣的權(quán)限，對講機(jī)AI能夠?qū)τ脩糍N電子標(biāo)簽的習(xí)慣數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，自動學(xué)習(xí)記憶，生成報告，預(yù)測用戶的行為和需求，為用戶提供個性化的建議。

2系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案

2.1電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽RFID（Radio Frequency Identification）是無線射頻識別技術(shù)的數(shù)據(jù)載體，在這里筆者采用超高頻的Impinj H47/Alien Higgs-3芯片標(biāo)簽，該芯片支持的EPC Class 1 Gen 2和ISO18000-6協(xié)議，采納了低成本的CMOS工藝與EEPROM技術(shù)，工作頻率在860 MHz到960MHz，尺寸為44mm×44mm，有小巧，使用便捷的優(yōu)勢。該芯片還設(shè)置了一個64位工程代碼，是一個不可更改的唯一的序列號，結(jié)合EPC（Electronic Product Code）即電子產(chǎn)品編碼，可以實(shí)現(xiàn)對單品的獨(dú)特標(biāo)記。

電子標(biāo)簽上增加天線接口，以實(shí)現(xiàn)在極低的功率下能夠提供足夠的反射信號在更大的范圍上讀取標(biāo)簽，電子標(biāo)簽存儲的數(shù)據(jù)通過部署在中央控制主機(jī)上的基站式閱讀器進(jìn)行實(shí)時更新與讀寫。

2.2聲紋識別技術(shù)

聲紋識別技術(shù)（Voiceprint Recognition Technology）是通過對人特有的聲音特征進(jìn)行分析和識別，驗證說話人的一項技術(shù)。包含兩道程序，分別是聲紋注冊和聲紋認(rèn)證，前者負(fù)責(zé)對語音信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為電信號，提取聲音特征、建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型;后者則負(fù)責(zé)對語音輸入的聲紋特征與前者建立的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行相似度匹配、比對判斷。當(dāng)需要尋物時，對對講機(jī)說出指定口令，使標(biāo)簽進(jìn)行反饋，從而達(dá)到尋物的目的。如圖1。

3系統(tǒng)規(guī)劃及實(shí)現(xiàn)效果

3.1系統(tǒng)架構(gòu)

在基于新一代可視化對講機(jī)的構(gòu)建中，用戶需要自行下載App，首先從手機(jī)應(yīng)用端進(jìn)行物品的歸納整合和收集整理，在App端發(fā)起尋找物品的請求后，應(yīng)用通過云端存儲的信息進(jìn)行在線搜尋，實(shí)現(xiàn)物品的可視化分析查找。

即便對講機(jī)處于離線狀態(tài)，也可以通過所尋找的物品對應(yīng)儲存信息的電子標(biāo)簽，對講機(jī)在覆蓋物品的查收范圍內(nèi)發(fā)送查找信號，最終將物品所屬的實(shí)際位置準(zhǔn)確定位，實(shí)現(xiàn)對已備份物品的習(xí)慣移動軌跡進(jìn)行可視化查找。

從系統(tǒng)規(guī)劃上分，該可視化對講機(jī)主要分為兩個部分：（1）客戶端：采用現(xiàn)在持有率較高的移動智能終端，配合開發(fā)者的手機(jī)App，方便對可視化對講機(jī)系統(tǒng)的操作和使用。（2）后臺管理端：采用AI智能識別，準(zhǔn)確識別用戶需求。

3.2使用流程

首先，用戶使用App移動終端注冊并上傳物品對應(yīng)標(biāo)簽，儲存歸納后進(jìn)行上傳云端處理，設(shè)置易丟失物品對應(yīng)的語音指令。

其次，對講機(jī)可以通過App的錄入，讀取到物品所對應(yīng)的口令。當(dāng)發(fā)生物品丟失的情況下，加之用戶在不確定物品所在處時都可以下達(dá)語音指令，通過標(biāo)簽發(fā)出的聲音以及在可視化對講機(jī)上進(jìn)行對物品的精確查找。

最后，用戶可以在連接互聯(lián)網(wǎng)的同時可以通過云端數(shù)據(jù)查詢追蹤物品的歷史軌跡，從而確定物品的精確位置。如圖3。

3.3實(shí)現(xiàn)效果

待尋找物品可分為三類：1）長期使用的物品：例如鑰匙、錢包、現(xiàn)金等;2）間歇性使用的物品，例如電卡、水卡和代注冊證件等;3）歸納后長期未使用的物品，例如衣服、證件、證明材料等。進(jìn)一步擴(kuò)展對講機(jī)的功能，提供居家生活便利。重點(diǎn)改造目前對講機(jī)功能單一、使用率低的現(xiàn)象，增強(qiáng)對講機(jī)的用戶黏性。實(shí)現(xiàn)超長距離探測，循物時支持三維效果。

4結(jié)論與展望

本文中介紹的產(chǎn)品針對使用群體為記憶力下降的老年群體，以及容易丟三落四的年輕人，本文所提到的對講機(jī)的使用方法簡單易上手，適用于大部分人群，通過對講機(jī)的使用方式，意在幫助提高尋物效率，改善生活品質(zhì)。

基于現(xiàn)有技術(shù)限制，尋物方式只能選擇查找歷史軌跡和物品對應(yīng)標(biāo)簽位置實(shí)現(xiàn)查找，所以該產(chǎn)品的局限性非常明顯，對于生活中使用頻率較高的物品查找很難實(shí)現(xiàn)100%的精準(zhǔn)定位，未來可以通過智能掃描房屋空間，實(shí)時3D立體掃描技術(shù)對于空間中的每一個物品位置保持實(shí)時定位，屆時可通過本產(chǎn)品從事實(shí)層面上真正實(shí)現(xiàn)對于生活物品的精準(zhǔn)定位。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】