專(zhuān)利名稱(chēng):一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了智能語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括母機(jī)控制系統(tǒng)和子機(jī)控制系統(tǒng)，所述母機(jī)控制系統(tǒng)和子機(jī)控制系統(tǒng)無(wú)線連接。所述母機(jī)控制系統(tǒng)包括MCU智能決策控制單元，電連接的語(yǔ)音識(shí)別控制單元、子機(jī)控制信號(hào)無(wú)線發(fā)射單元和子機(jī)環(huán)境信息接收單元、人機(jī)交互信息輸出單元、環(huán)境信息采集單元、家電控制信號(hào)捕獲單元，所述語(yǔ)音識(shí)別控制單元無(wú)線連接語(yǔ)音信息無(wú)線接收單元。所述子機(jī)控制系統(tǒng)包括MCU控制信息執(zhí)行單元，電連接的語(yǔ)音信息采集單元和語(yǔ)音信息無(wú)線發(fā)射單元、環(huán)境信息采集單元和環(huán)境信息無(wú)線發(fā)射單元、母機(jī)控制信號(hào)無(wú)線接收單元、家電控制信號(hào)發(fā)射單元。所述MCU控制信息執(zhí)行單元還電連接室內(nèi)照明控制終端。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種智能家居家電控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]智能家居行業(yè)在世界范圍內(nèi)都是一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，對(duì)進(jìn)一步改善人們的家居生活水平有著不可忽視的前景?，F(xiàn)有智能家居技術(shù)很多集中在對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)的應(yīng)用上，出現(xiàn)了很多依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程家居控制、遠(yuǎn)程家居安放、遠(yuǎn)程抄表產(chǎn)品。在對(duì)各種先進(jìn)控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的同時(shí)，忽視了交互方式的設(shè)計(jì)，雖然出現(xiàn)了一些加入了便攜移動(dòng)端設(shè)備的智能家居控制系統(tǒng)，但智能家居的控制還停留在原始的按鍵操作上。本發(fā)明建立在這種現(xiàn)狀之上。采用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，將人發(fā)出的語(yǔ)音轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令，來(lái)對(duì)家電進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)解放雙手完全依靠語(yǔ)音的人機(jī)界面，重新定義了家居控制的交互方式。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括前端子機(jī)和后端母機(jī)兩部分，其中
[0005]前端子機(jī)包括MCU控制信息執(zhí)行單元，實(shí)現(xiàn)信息的中央控制處理功能，
[0006]語(yǔ)音信息采集單元，收集人發(fā)出語(yǔ)音控制信號(hào)，
[0007]語(yǔ)音信息無(wú)線發(fā)射單元，向后端機(jī)發(fā)射無(wú)線語(yǔ)音信息，
[0008]母機(jī)控制信號(hào)無(wú)線接收單元，用來(lái)接收后端母機(jī)發(fā)來(lái)的無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)；
[0009]家電控制信息發(fā)射單元，向家電發(fā)射控制信息；
[0010]后端母機(jī)包括MCU智能決策控制單元，
[0011]語(yǔ)音信息無(wú)線接收單元和語(yǔ)音識(shí)別控制單元，用來(lái)接收前端機(jī)發(fā)來(lái)的無(wú)線語(yǔ)音信息，
[0012]子機(jī)控制信號(hào)無(wú)線發(fā)射單元，向前端子機(jī)發(fā)射無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)
[0013]家電控制信號(hào)捕獲單元，搜集前端機(jī)發(fā)射的控制信息；
[0014]用戶(hù)個(gè)性化信息存儲(chǔ)單元，用來(lái)存儲(chǔ)和生成語(yǔ)音信息，
[0015]交互信息輸出單元，用來(lái)學(xué)習(xí)和輸出各種家電的遙控信息
[0016]所述MCU控制信息執(zhí)行單元由單片機(jī)、嵌入式處理器組成，所述MCU智能決策控制單元由單片機(jī)、嵌入式處理器組成。
[0017]所述語(yǔ)音信息采集單元包括駐極體話筒和語(yǔ)音濾波器。
[0018]所述語(yǔ)音信息無(wú)線發(fā)射單元和語(yǔ)音信息無(wú)線接收單元為調(diào)頻廣播發(fā)射器和調(diào)頻廣播接收器或藍(lán)牙發(fā)射器和藍(lán)牙接收器。
[0019]所述家電控制信息發(fā)射單元使用大功率紅外光源發(fā)射電路。
[0020]所述語(yǔ)音識(shí)別控制單元為語(yǔ)音識(shí)別專(zhuān)用芯片。
[0021]所述交互信息輸出單元采用語(yǔ)音合成芯片或使用存儲(chǔ)芯片。
[0022]所述用戶(hù)個(gè)性化信息存儲(chǔ)單元為紅外線接收電路，通過(guò)軟件控制實(shí)現(xiàn)。
[0023]所述無(wú)線語(yǔ)音信息的頻率可以是2.4GHz,433MHz或315MHz。
[0024]所述前端子機(jī)還包括環(huán)境信息采集單元、環(huán)境信息無(wú)線發(fā)射單元，所述后端母機(jī)還包括環(huán)境信息采集單元、子機(jī)環(huán)境信息接收單元。
[0025]本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用由駐極體話筒和語(yǔ)音濾波器構(gòu)成的拾音器實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音采集功能，可以減小發(fā)音人與前端子機(jī)之間的距離限制，同時(shí)降低因環(huán)境噪音引起的誤識(shí)別現(xiàn)象。作采用語(yǔ)音識(shí)別芯片實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能，可以提高語(yǔ)音識(shí)別速度和降低系統(tǒng)成本。采用藍(lán)牙發(fā)射器和藍(lán)牙接收器作為語(yǔ)音信號(hào)的無(wú)線傳輸模塊，藍(lán)牙發(fā)射器和藍(lán)牙接收器具有傳輸抗干擾能力強(qiáng)，功耗低，傳輸速率高，保密性好的特點(diǎn)。使用專(zhuān)用的語(yǔ)音合成芯片，將文字合成語(yǔ)音進(jìn)行發(fā)聲。這樣可以不必事先錄制響應(yīng)語(yǔ)音文件，增加系統(tǒng)交互界面調(diào)整的靈活性。使用大功率的紅外發(fā)光電路作為家電控制信號(hào)輸出模塊，有利于控制距離較遠(yuǎn)，接收信號(hào)不靈敏的家電。

【附圖說(shuō)明】

[0026]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，附圖中:
[0027]圖1是本實(shí)用新型家居控制系統(tǒng)前端子機(jī)架構(gòu)圖；
[0028]圖2是本實(shí)用新型家居控制系統(tǒng)后端母機(jī)架構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文將要描述的實(shí)施例將要參考相應(yīng)的附圖，附圖構(gòu)成了實(shí)施例的一部分，其中描述了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型可能采用的實(shí)施例。應(yīng)明白，還可使用其他的實(shí)施例，或者對(duì)本文列舉的實(shí)施例進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的修改，而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的范圍和實(shí)質(zhì)。
[0030]如圖1本實(shí)用新型的家居控制系統(tǒng)前端子機(jī)架構(gòu)圖，圖2本實(shí)用新型家居控制系統(tǒng)后端母機(jī)架構(gòu)圖，本實(shí)施例中的前端子機(jī)分布于家庭的各個(gè)角落，包括MCU控制信息執(zhí)行單元1，實(shí)現(xiàn)信息的對(duì)各個(gè)其它單元信息控制收集處理功能；語(yǔ)音信息采集單元3，收集人發(fā)出語(yǔ)音控制信號(hào)；語(yǔ)音信息無(wú)線發(fā)射單元4，向后端機(jī)發(fā)射無(wú)線語(yǔ)音信息；母機(jī)控制信號(hào)無(wú)線接收單元2，用來(lái)接收后端母機(jī)發(fā)來(lái)的無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)；家電控制信息發(fā)射單元5，向電視機(jī)、空調(diào)機(jī)、多媒體影音等家電設(shè)施8發(fā)射控制信息；前端子機(jī)還包括環(huán)境信息采集單元9、環(huán)境信息無(wú)線發(fā)射單元7。
[0031]后端母機(jī)包括MCU智能決策控制單元10，用來(lái)處理收到的信息并進(jìn)行處理，發(fā)送各種控制信息等；語(yǔ)音信息無(wú)線接收單元11和語(yǔ)音識(shí)別控制單元12，用來(lái)接收前端機(jī)發(fā)來(lái)的無(wú)線語(yǔ)音信息并進(jìn)行識(shí)別篩選控制，子機(jī)控制信號(hào)無(wú)線發(fā)射單元13，向前端子機(jī)發(fā)射無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)；家電控制信號(hào)捕獲單元16，搜集前端子機(jī)發(fā)射的控制信息；用戶(hù)個(gè)性化信息存儲(chǔ)單元15，用來(lái)存儲(chǔ)和生成語(yǔ)音信息；交互信息輸出單元14，用來(lái)學(xué)習(xí)和輸出各種家電的遙控信息等。除了以上各個(gè)單元外，后端母機(jī)還包括環(huán)境信息采集單元17、子機(jī)環(huán)境信息接收單元18，用來(lái)采集和接收環(huán)境信息。
[0032]圖1中的語(yǔ)音采集單元3對(duì)人發(fā)出的語(yǔ)音命令進(jìn)行采集，將采集后的語(yǔ)音信息迅速通過(guò)語(yǔ)音信息無(wú)線發(fā)射單元4傳送到后端機(jī)，后端機(jī)通過(guò)語(yǔ)音信息無(wú)線接收單元11接收并通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別控制單元12對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，得出相應(yīng)識(shí)別結(jié)果，將識(shí)別結(jié)果送入MCU智能決策控制單元10，由MCU智能決策控制單元10決策是否對(duì)用戶(hù)進(jìn)行響應(yīng)和是否需要對(duì)家電進(jìn)行控制。如需進(jìn)行響應(yīng)，則通過(guò)用戶(hù)個(gè)性化信息存儲(chǔ)單元15產(chǎn)生音頻信息，再通過(guò)子機(jī)控制信號(hào)無(wú)線發(fā)射單元13將生成的音頻信息傳送給前端子機(jī)，前端子機(jī)通過(guò)MCU控制信息執(zhí)行單元I控制執(zhí)行相應(yīng)的操作。如需控制家電，則把控制信息發(fā)送給分布于各個(gè)角落的前端子機(jī)，由前端子機(jī)進(jìn)行家電控制信號(hào)的發(fā)射，達(dá)到控制家電的最終目的?？刂颇繕?biāo)包括電視等多媒體家電和電燈空調(diào)等環(huán)境控制家電。
[0033]為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通用性，將紅外信號(hào)學(xué)習(xí)模塊引入系統(tǒng)，即用戶(hù)個(gè)性化信息存儲(chǔ)單元為紅外線接收電路，通過(guò)軟件控制實(shí)現(xiàn)。通過(guò)后端母機(jī)在安裝后首次使用時(shí)，對(duì)家電遙控器的功能所對(duì)應(yīng)的紅外信號(hào)進(jìn)行學(xué)習(xí)，使控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同品牌的家電。
[0034]本實(shí)施例中的MCU控制信息執(zhí)行單元I由單片機(jī)、嵌入式處理器組成，MCU智能決策控制單元10也是由相應(yīng)的單片機(jī)、嵌入式處理器組成，以上兩個(gè)MCU可以采用PIC16F946型號(hào)的單片機(jī)。語(yǔ)音信息采集單元3包括駐極體話筒和語(yǔ)音濾波器，語(yǔ)音信息采集單元3的功能其實(shí)就是采用拾音器實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音采集功能，可以減小發(fā)音人與前端子機(jī)之間的距離限制，同時(shí)降低因環(huán)境噪音引起的誤識(shí)別現(xiàn)象。語(yǔ)音信息無(wú)線發(fā)射單元4和語(yǔ)音信息無(wú)線接收單元11為調(diào)頻廣播發(fā)射器和調(diào)頻廣播接收器或藍(lán)牙發(fā)射器和藍(lán)牙接收器。數(shù)據(jù)信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)念l率可以是2.4GHz,433MHz或315MHz的無(wú)線電。家電控制信息發(fā)射單元5使用大功率紅外光源發(fā)射電路，即使用大功率紅外光源實(shí)現(xiàn)。語(yǔ)音識(shí)別控制單元12可以由專(zhuān)用芯片實(shí)現(xiàn)也可以用純軟件算法實(shí)現(xiàn)。交互信息輸出單元14可以采用語(yǔ)音合成芯片實(shí)現(xiàn)，或使用存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)語(yǔ)音文件來(lái)實(shí)現(xiàn)。遙控器信號(hào)學(xué)習(xí)采用用戶(hù)個(gè)性化信息存儲(chǔ)單元15由紅外線接收電路和軟件共同實(shí)現(xiàn)。
[0035]本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用由駐極體話筒和語(yǔ)音濾波器構(gòu)成的拾音器實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音采集功能，可以減小發(fā)音人與前端子機(jī)之間的距離限制，同時(shí)降低因環(huán)境噪音引起的誤識(shí)別現(xiàn)象。作采用語(yǔ)音識(shí)別芯片實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能，可以提高語(yǔ)音識(shí)別速度和降低系統(tǒng)成本。采用藍(lán)牙發(fā)射器和藍(lán)牙接收器作為語(yǔ)音信號(hào)的無(wú)線傳輸模塊，藍(lán)牙發(fā)射器和藍(lán)牙接收器具有傳輸抗干擾能力強(qiáng)，功耗低，傳輸速率高，保密性好的特點(diǎn)。使用專(zhuān)用的語(yǔ)音合成芯片，將文字合成語(yǔ)音進(jìn)行發(fā)聲。這樣可以不必事先錄制響應(yīng)語(yǔ)音文件，增加系統(tǒng)交互界面調(diào)整的靈活性。使用大功率的紅外發(fā)光電路作為家電控制信號(hào)輸出模塊，有利于控制距離較遠(yuǎn)，接收信號(hào)不靈敏的家電。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等同替換。另夕卜，在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，本實(shí)用新型不受此處所公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制，所有落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，包括前端子機(jī)和后端母機(jī)兩部分，其中 前端子機(jī)包括MCU控制信息執(zhí)行單元，實(shí)現(xiàn)信息的中央控制處理功能， 語(yǔ)音信息采集單元，收集人發(fā)出語(yǔ)音控制信號(hào)， 語(yǔ)音信息無(wú)線發(fā)射單元，向后端機(jī)發(fā)射無(wú)線語(yǔ)音信息， 母機(jī)控制信號(hào)無(wú)線接收單元，用來(lái)接收后端母機(jī)發(fā)來(lái)的無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)； 家電控制信息發(fā)射單元，向家電發(fā)射控制信息； 后端母機(jī)包括MCU智能決策控制單元， 語(yǔ)音信息無(wú)線接收單元和語(yǔ)音識(shí)別控制單元，用來(lái)接收前端機(jī)發(fā)來(lái)的無(wú)線語(yǔ)音信息， 子機(jī)控制信號(hào)無(wú)線發(fā)射單元，向前端子機(jī)發(fā)射無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào) 家電控制信號(hào)捕獲單元，搜集前端機(jī)發(fā)射的控制信息， 用戶(hù)個(gè)性化信息存儲(chǔ)單元，用來(lái)存儲(chǔ)和生成語(yǔ)音信息， 交互信息輸出單元，用來(lái)學(xué)習(xí)和輸出各種家電的遙控信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征是:所述MCU控制信息執(zhí)行單元由單片機(jī)、嵌入式處理器組成，所述MCU智能決策控制單元由單片機(jī)、嵌入式處理器組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征是:所述語(yǔ)音信息采集單元包括駐極體話筒和語(yǔ)音濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征是:所述語(yǔ)音信息無(wú)線發(fā)射單元和語(yǔ)音信息無(wú)線接收單元為調(diào)頻廣播發(fā)射器和調(diào)頻廣播接收器或藍(lán)牙發(fā)射器和藍(lán)牙接收器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征是:所述家電控制信息發(fā)射單元使用大功率紅外光源發(fā)射模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征是:所述語(yǔ)音識(shí)別控制單元為語(yǔ)音識(shí)別專(zhuān)用芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征是:所述交互信息輸出單元采用語(yǔ)音合成芯片或使用存儲(chǔ)芯片。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征是:所述用戶(hù)個(gè)性化信息存儲(chǔ)單元為紅外線接收電路，通過(guò)軟件控制實(shí)現(xiàn)。9.根據(jù)權(quán)利要求1~7之一所述的一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征是:所述無(wú)線語(yǔ)音信息的頻率可以是2.4GHz、433MHz或315MHz。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種語(yǔ)音家電控制系統(tǒng)，其特征是:所述前端子機(jī)還包括環(huán)境信息采集單元、環(huán)境信息無(wú)線發(fā)射單元，所述后端母機(jī)還包括環(huán)境信息采集單元、子機(jī)環(huán)境信息接收單元。
【文檔編號(hào)】G05B19-042GK204302708SQ201420710165
【發(fā)明者】李剛, 吳豐民, 張金琰 [申請(qǐng)人]哈爾濱理工大學(xué)