專(zhuān)利名稱(chēng)：基于通信網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程遙控控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及遠(yuǎn)程聲音控制技術(shù)，具體通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)手機(jī)語(yǔ)音實(shí)現(xiàn)對(duì)于各類(lèi)設(shè)備的遠(yuǎn)程聲音控制。
背景技術(shù)：
遠(yuǎn)程控制一般是在網(wǎng)絡(luò)上由一臺(tái)電腦(主控端Remote/客戶(hù)端)遠(yuǎn)距離去控制另一臺(tái)電腦(被控端Host/服務(wù)器端)的技術(shù)。使用時(shí)，客戶(hù)端程序向被控端電腦中的服務(wù)器端程序發(fā)出信號(hào)，建立一個(gè)特殊的遠(yuǎn)程服務(wù)，然后通過(guò)這個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)，使用各種遠(yuǎn)程控制功能發(fā)送遠(yuǎn)程控制命令，控制被控端電腦中的各種應(yīng)用程序運(yùn)行。這種遠(yuǎn)程控制需要LAN、 WAN、互聯(lián)網(wǎng)方式的支持。此外，有的遠(yuǎn)程控制，支持通過(guò)串口、并口、紅外端口來(lái)對(duì)遠(yuǎn)程機(jī)進(jìn)行控制，不過(guò)后者說(shuō)的遠(yuǎn)程電腦，只能是有限距離范圍內(nèi)的電腦了。二者共同的特點(diǎn)遠(yuǎn)程控制都離不開(kāi)對(duì)電腦的控制，而前者還依賴(lài)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，前者，一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)至少要有能連接到網(wǎng)絡(luò)的有線或無(wú)線路由器，能夠上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)硬件至少包含有線或無(wú)線網(wǎng)卡，軟件包含通信協(xié)議，設(shè)置IP地址等，而后者，需要較長(zhǎng)距離專(zhuān)用連線與遠(yuǎn)程機(jī)端口連接，還需要設(shè)置端口協(xié)議，所以整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，操作規(guī)程復(fù)雜。語(yǔ)音是人類(lèi)交流最方便的一種方式，如用語(yǔ)音實(shí)現(xiàn)控制則會(huì)帶來(lái)更大方便，但傳統(tǒng)聲控技術(shù)的一大缺點(diǎn)就是控制距離短，聲波會(huì)隨著距離增大而失真和衰退，而且易受環(huán)境影響，信噪比降低，而處理失真、衰減、噪音相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，所以一般傳統(tǒng)聲控距離比較短，本實(shí)用新型就是為設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程語(yǔ)音控制而提出的。采用手機(jī)語(yǔ)音通信，解決了傳統(tǒng)聲控技術(shù)遙控距離短的問(wèn)題。解決了傳統(tǒng)聲控技術(shù)實(shí)用的局限性等問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的問(wèn)題在于利用手機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，利用手機(jī)的語(yǔ)音功能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制，摒棄按鍵操作的限制，采用聲控技術(shù)，把它和手機(jī)通信結(jié)合起來(lái)。直接利用現(xiàn)成的各種手機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離語(yǔ)音控制。所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型控制裝置包括遠(yuǎn)程發(fā)送部分和遠(yuǎn)程接收控制部分(見(jiàn)

圖1)遠(yuǎn)程接收控制部分由接收手機(jī)1、單片機(jī)2、I/O接口驅(qū)動(dòng)板3、執(zhí)行器4組成；單片機(jī)2作為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控的核心芯片；單片機(jī)2輸出控制信號(hào)經(jīng)I/O接口驅(qū)動(dòng)板3驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器4動(dòng)作；接收手機(jī)1接收到的語(yǔ)音通過(guò)雙絞屏蔽線和低通濾波器5線路連接方式傳輸給到單片機(jī)2話筒電路輸入口 ；單片機(jī)2輸出控制信號(hào)接I/O接口驅(qū)動(dòng)板3上集電極開(kāi)路集成電路的輸入引腳，集成電路的輸出引腳接執(zhí)行器4。音頻放大器和揚(yáng)聲器6 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽(tīng)。單片機(jī)2輸出控制信號(hào)經(jīng)I/O接口驅(qū)動(dòng)板3驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器4動(dòng)作，位置反饋使執(zhí)行器4能正確定位。有益效果本實(shí)用新型使用的僅為一塊單片機(jī)和一些普通電子元件組成的外圍電路(與單片機(jī)連接的起控制作用的電路總稱(chēng)為外圍電路)。本實(shí)用新型利用手機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。采用手機(jī)語(yǔ)音通信，解決了距離問(wèn)題，任何一部入網(wǎng)的手機(jī)都可以成為遙控的終端，手機(jī)的通信直接利用現(xiàn)成的各種手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需再建立強(qiáng)大的遠(yuǎn)程遙控網(wǎng)絡(luò)。利用手機(jī)的語(yǔ)音功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。且聲控命令的操作門(mén)檻低，比手機(jī)短信方法簡(jiǎn)單，甚至殘障人士都可輕松試用。更不要求操作人員熟悉互聯(lián)網(wǎng)操作。從經(jīng)濟(jì)的角度講，由于采用通用電子器件，器件成本低廉，因此本實(shí)用新型具有良好的推廣價(jià)值。
以下結(jié)合附圖與實(shí)施案例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型；圖1本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程接收結(jié)構(gòu)圖；圖2本實(shí)用新型的主程序流程圖；圖3本實(shí)用新型的語(yǔ)音識(shí)別原理圖；圖4本實(shí)用新型的單片機(jī)控制線路圖。圖中標(biāo)號(hào)1、接收手機(jī) 2、單片機(jī) 3、I/O接口驅(qū)動(dòng)板 4、執(zhí)行器5、雙絞屏蔽線和低通濾波器 6、音頻放大器和揚(yáng)聲器
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征，達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。遠(yuǎn)程接收結(jié)構(gòu)如圖1所示，基于通信網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程遙控控制裝置包括遠(yuǎn)程發(fā)送部分和遠(yuǎn)程接收控制部分。遠(yuǎn)程發(fā)送部分只包括一臺(tái)手機(jī)作為遙控的終端(省略)。遠(yuǎn)程接收控制部分有接收手機(jī)1，單片機(jī)2 ；I/O接口驅(qū)動(dòng)板3，執(zhí)行器4。單片機(jī)2的作用有1)單片機(jī)系統(tǒng)與接收手機(jī)建立起獨(dú)立的自動(dòng)應(yīng)答通話。2)通過(guò)語(yǔ)音訓(xùn)練儲(chǔ)存使用者的語(yǔ)音命令。幻單片機(jī)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，針對(duì)不同命令進(jìn)行控制。執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用機(jī)械臂更好表示各種控制能力(包括各種開(kāi)關(guān)控制和運(yùn)動(dòng)控制)，具體地說(shuō)數(shù)字量I/O實(shí)現(xiàn)各種開(kāi)關(guān)控制，PWM輸出實(shí)現(xiàn)模擬量運(yùn)動(dòng)控制。系統(tǒng)對(duì)同一訓(xùn)練人的遠(yuǎn)程命令識(shí)別率達(dá)到98. 7%，為進(jìn)一步提高正確率，在每一個(gè)指令收到后，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)通話線路回饋給使用者，便于及時(shí)確認(rèn)，使控制正確率達(dá)到100%?？刂凭€路圖如圖4所示，接收手機(jī)1接收到的語(yǔ)音通過(guò)線路連接方式傳輸給到單片機(jī)2，手機(jī)不使用原來(lái)的耳機(jī)放音，經(jīng)手機(jī)外接揚(yáng)聲器插孔，通過(guò)雙絞屏蔽線和低通濾波器5跳過(guò)話筒直接傳輸給到單片機(jī)2話筒電路輸入口，(低通濾波器由LC組成，電感取10 毫亨，電容取0. 01微法)采用雙絞屏蔽線和低通濾波器5線路連接方式，減少電-聲轉(zhuǎn)換的功率損耗，切斷環(huán)境噪音串入語(yǔ)音信號(hào)的途徑，進(jìn)一步消除高頻干擾。保留的單片機(jī)話筒輸入僅作為語(yǔ)音訓(xùn)練用。音頻放大器和揚(yáng)聲器6實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽(tīng)，音頻放大器三極管采用型號(hào)9013的pnp三極管，揚(yáng)聲器接于三極管集電極，組成共射極放大電路。單片機(jī)2輸出控制信號(hào)經(jīng)I/O接口驅(qū)動(dòng)板3驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器4動(dòng)作，單片機(jī)2輸出控制信號(hào)接驅(qū)動(dòng)板上集成電路74LS06集電極開(kāi)路集成電路的輸入引腳，集成電路的輸出引腳接執(zhí)行器4，集電極開(kāi)路集成電路實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)。由安裝在執(zhí)行器上的位置編碼器得到位置信號(hào)，位置反饋使執(zhí)行器4能正確定位。采用凌陽(yáng)公司生產(chǎn)的SPCE061A型號(hào)單片機(jī)2作為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控的微機(jī)芯片。凌陽(yáng) SPCE061A單片機(jī)有較強(qiáng)的語(yǔ)音處理功能，具有語(yǔ)音訓(xùn)練，語(yǔ)音辨識(shí)能力，通過(guò)語(yǔ)音訓(xùn)練讓系統(tǒng)儲(chǔ)存使用者的語(yǔ)音命令。訓(xùn)練完成后，通話線路傳給單片機(jī)系統(tǒng)的語(yǔ)音命令經(jīng)過(guò)辨識(shí)，發(fā)出控制命令，本實(shí)用新型充分挖掘SPCE061A單片機(jī)潛力。主板上包括有電源電路、音頻電路、復(fù)位電路、麥克風(fēng)輸入電路和DAC輸出、32個(gè)I/O接口。單片機(jī)2外圍電路中，音頻電路實(shí)現(xiàn)手機(jī)接收的語(yǔ)音傳輸給到單片機(jī)2，麥克風(fēng)輸入的電路是語(yǔ)音訓(xùn)練接口，DAC電路完成語(yǔ)音反饋，數(shù)字量I/O和PWM輸出為控制接口。語(yǔ)音識(shí)別原理如圖3所示，語(yǔ)音識(shí)別主要分為“訓(xùn)練”和“識(shí)別”兩個(gè)階段。在訓(xùn)練階段，單片機(jī)2對(duì)采集到的語(yǔ)音樣本進(jìn)行分析處理，從中提取出語(yǔ)音特征信息，建立一個(gè)特征模型，存儲(chǔ)于flash ；在識(shí)別階段，單片機(jī)2對(duì)采集到的語(yǔ)音樣本進(jìn)行類(lèi)似的分析處理， 提取出語(yǔ)音的特征信息，然后將這個(gè)特征信息模型與已有的特征模型信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果二者達(dá)到了一定的匹配度，則輸入的語(yǔ)音被識(shí)別，作出相應(yīng)動(dòng)作?？紤]到不同的訓(xùn)練人在不同的環(huán)境下具有完全不同的聲學(xué)效果和特征，經(jīng)過(guò)電路放大器等的放大后會(huì)使音頻信號(hào)失真，造成命令的不匹配。因此可以考慮，讓處于不同使用環(huán)境的使用者在當(dāng)前環(huán)境下進(jìn)行聲音訓(xùn)練，這樣存入flash (閃存)的聲音信息將包含這類(lèi)噪音，因而能提高識(shí)別的準(zhǔn)確率。單片機(jī)2主程序流程如圖2所示。當(dāng)程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)首先將單片機(jī)各端口初始化，之后將判斷內(nèi)存中是否存有語(yǔ)音模型，如果有語(yǔ)音模型，那么程序?qū)⒀b載模型，在裝載模型之后立即識(shí)別語(yǔ)音輸入，將輸入的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行匹配，如果匹配成功那么MCU將執(zhí)行使用者輸入的語(yǔ)音命令。如果沒(méi)有予語(yǔ)音命令存于內(nèi)存中，那么單片機(jī)2將執(zhí)行語(yǔ)音存儲(chǔ)子程序，通過(guò)一次輸入，一次確認(rèn)，將使用者的語(yǔ)音命令存于內(nèi)存中作為特征模型。完成語(yǔ)音存儲(chǔ)子程序后，將完成上述執(zhí)行程序。同時(shí)單片機(jī)2設(shè)有重訓(xùn)按鈕功能。當(dāng)重訓(xùn)按鈕被按下時(shí)，程序?qū)⑶蹇諆?nèi)存中的模型并等待復(fù)位信號(hào)。以上描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求1.基于通信網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程遙控控制裝置，其特征是控制裝置包括遠(yuǎn)程發(fā)送部分和遠(yuǎn)程接收控制部分，遠(yuǎn)程接收控制部分由接收手機(jī)(1)、單片機(jī)(幻、1/0接口驅(qū)動(dòng)板(3)、執(zhí)行器 (4)組成；單片機(jī)(2)作為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控的核心芯片；單片機(jī)(2)輸出控制信號(hào)經(jīng)I/O接口驅(qū)動(dòng)板(3)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器(4)動(dòng)作；接收手機(jī)(1)接收到的語(yǔ)音通過(guò)雙絞屏蔽線和低通濾波器( 線路連接方式傳輸給到單片機(jī)( 話筒電路輸入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征是所述的單片機(jī)⑵輸出控制信號(hào)接I/ 0接口驅(qū)動(dòng)板C3)上集電極開(kāi)路集成電路輸入引腳，集成電路的輸出引腳接執(zhí)行器G)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征是所述的低通濾波器(5)由LC組成，電感為10毫亨，電容為0.01微法。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型為基于通信網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程遙控控制裝置，包括遠(yuǎn)程發(fā)送和遠(yuǎn)程接收控制。遠(yuǎn)程發(fā)送以一部手機(jī)作為遙控的終端遠(yuǎn)程接收控制由接收手機(jī)(1)、單片機(jī)(2)、I/O接口驅(qū)動(dòng)板(3)、執(zhí)行器(4)組成；單片機(jī)(2)作為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控的核心芯片；手機(jī)的通信直接利用現(xiàn)成的各種手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需再建立強(qiáng)大的遠(yuǎn)程遙控網(wǎng)絡(luò)；利用手機(jī)的語(yǔ)音功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。本實(shí)用新型使用的僅為一塊單片機(jī)和一些普通電子元件組成的外圍電路，由于采用通用電子器件，器件成本低廉，因此本實(shí)用新型具有良好的推廣價(jià)值。由于采取1)自動(dòng)應(yīng)答通話，2)語(yǔ)音訓(xùn)練儲(chǔ)存，3)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)措施，使控制正確率達(dá)到100％，解決了傳統(tǒng)聲控技術(shù)遙控距離短，實(shí)用的局限性等問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04Q9/00GK202103807SQ20112023415
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者王丁亮, 王晟 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)