CN102478795B - 一种汽车声控系统的硬件控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种声控系统硬件控制电路，其电路构成包括声控系统MCU和控制数据口，对应配置N个端口的多路控制模块，以及汽车原有人工控制按键组及其控制的电控部件组。声控系统MCU连接控制数据口，控制数据口连接多路控制模块，并控制多路控制模块的N个控制开关管对应连接N个控制端口，并与汽车控制按键组组合控制汽车电控部件组。采用本发明硬件控制电路可不更改原车控制模块的硬件和软件，就能够实现声控功能。对于整车快速引进声控系统功能及控制成本，具有重要的经济性和实用性。电路结构较为简单，有利于实现汽车声控系统的升级换代，可以应用于各种型号小轿车和大客车。

Description

一种汽车声控系统的硬件控制电路
技术领域
本发明属于电子控制技术领域，涉及汽车声控系统，尤其涉及一种汽车声控系统的硬件控制电路。
背景技术
国际上声控技术在汽车上的应用正处于从起步向更深层面推广阶段。如何在不改变声控系统模块的情况下增加声控功能，基本有两种方案：一种硬件控制电路是由声控系统直接控制单路控制部件执行动作。另一种硬件控制电路是声控系统给执行机构的控制单元输入控制信号，控制单元再控制执行机构执行动作。这两种硬件控制电路都需要保证一个前提，就是不改变声控系统原来的功能实现。
国内众多汽车产业集团研发和量产低排量和低配置的汽车，这是新经济体国家实现环保和减排的需要，也符合中国拉动内需应对国际金融风暴的政策特色，因此，低排量的汽车品种市场份额提升很快，2009年1.6及以下排量的乘用车品种销售量达到719.55万辆，市场比重为70％。2010年1.6及以下排量的乘用车品种销售量达到627.30万辆，1.6升及以下乘用车销售占乘用车总量比重69.85％。这类低排量低价位的汽车极大多数不配置汽车声控系统。广大的低排量的汽车品种市场车主的主体是年轻人，这一消费群体又存在追求汽车功能高品味的念想，向往配置汽车语音声控系统。汽车声控系统的硬件控制电路成为时代的需求。
发明内容
本发明的目的是公开一种汽车声控系统的硬件控制电路，利用该硬件电路构成汽车声控系统。该硬件控制电路在安装到汽车上时，不需要改变车辆本身连接电路的连接关系，也不需要更改原来任何模块的硬件和软件，或只要增加少量硬件和软件，就能够实现声控功能。该硬件电路对于整车快速引进声控系统功能及控制成本有着重要的作用。
本发明的目的是通过以下的技术方案来实现。
一种声控系统硬件控制电路，其电路构成包括由声控系统MCU和控制数据口构成的声控系统，以及对应配置N个端口的多路控制模块；安装在汽车上的声控系统硬件控制电路的N个控制端口与汽车原有的N个人工控制按键的控制位及其控制的电控部件一一对应；其中
声控系统MCU连接控制数据口，控制数据口连接多路控制模块，多路控制模块的N个控制开关管对应连接N个控制端口，N个控制端口与汽车原有多个人工控制按键的N个控制位及其控制的电控部件一一对应连接，声控系统由声控系统MCU经控制数据口控制多路控制模块，多路控制模块的N个控制端口与汽车控制按键组以“或”组合控制，实现对各个汽车电控部件的控制。
所述的声控系统硬件控制电路，其在于所述声控系统MCU和控制数据口的输出信号为数字控制字信号，控制字的字长根据需要声控的电控部件数量来确定：2位控制字可控制4个电控部件开关，3位控制字可控制8个电控部件开关，4位控制字可控制16个电控部件开关。
所述的声控系统硬件控制电路，其在于所述N个端口的多路控制模块的控制端口数应等于或多于电控部件数，余量的控制端口数为备份的控制端口。
一种声控系统硬件控制电路，其在于其电路构成包括由声控系统MCU和控制数据口构成的声控系统，以及对应于N个控制端口配置的N个独立控制电路，每个独立控制电路有一个控制端口；安装在汽车上的声控系统硬件控制电路的N个控制端口与汽车原有N个人工控制按键及其控制的电控部件一一对应；所述独立控制电路的个数至少应等于电控部件数，用于实现一个或多个独立控制电路对应控制一个电控部件。一个电控部件只有一个控制位，该电控部件只需要一个独立控制电路对其控制。一个电控部件有多个控制位，该电控部件就需要多个独立控制电路对其控制，电控部件的控制位数与独立控制电路的个数对应相等。其中
声控系统MCU连接控制数据口，控制数据口连接N个独立控制电路，每个独立控制电路的一个控制端口与汽车原有人工控制按键组及其控制的电控部件组一一对应连接，声控系统由声控系统MCU经控制数据口控制N个独立控制电路，N个独立控制电路的N个控制端口与汽车控制按键组以“或”组合控制，实现对各个汽车电控部件的控制
所述的声控系统硬件控制电路，其在于所述滤波器高通滤波器，用于滤除开关动作时产生的高频尖峰脉冲干扰信号。
所述的声控系统硬件控制电路，其在于所述汽车原有人工控制按键组为分布在驾驶面板、方向盘和车门侧板以及顶板上的分离式电器开关，声控系统硬件控制电路安装在汽车控制主电路板上。
本发明实质性效果：
1、利用本发明硬件控制电路的声控系统，不需要改变车辆本身连接电路的连接关系，可不更改原车控制模块的硬件和软件，就能够实现声控功能。
2、本发明硬件控制电路对于整车快速引进声控系统功能及控制成本，具有重要的经济性和实用性。
3、本发明硬件控制电路能够实现多路控制部件的声控功能，电路结构较为简单，有利于实现汽车声控系统的升级换代。
4、本发明硬件控制电路可以应用于各种型号小轿车和大客车。
附图说明
图1a为本发明实施例的单路控制电路图；
图1a中：10-声控系统控制电路，11-单路控制执行电路。
图1b为图1a本发明实施例的单路控制电路的示意图；
图1b中：12-独立控制电路，13-汽车电控部件的控制开关AJ1。
图2为本发明实施例的多路控制电路的声控系统构成框图；
图2中：20-为汽车声控系统，201-声控系统MCU，202-控制数据口，21-多路控制模块，22-汽车控制按键组、23-汽车电控部件组和24-滤波器。
图3为本发明第二实施例的侧门玻璃窗以及中控门锁多路控制电路声控系统构成框图；
图3中：31-11路控制模块、32-汽车侧门玻璃窗以及中控门锁控制按键组、33-汽车侧门玻璃窗以及中控门锁电控部件组、34-滤波器，A0-总安全开关、A1-左前门窗升开关、A2-左前门窗降开关、A3-右前门窗升开关、A4-右前门窗降开关、A5-左后门窗升开关、A6-左后门窗降开关、A7-右后门窗升开关、A8-右后门窗降开关、A9-中央门锁开开关、A10-中央门锁闭开关。
图4为本发明第三实施例的采用独立控制电路的灯光调节以及中控门锁的多路控制电路声控系统构成框图；
图4中：40～44-独立控制电路0～独立控制电路4，45-总安全开A0关、46-中央门锁开开关A1、47-中央门锁闭开关A2、48-灯光调节亮开关A3、49-灯光调节暗开关A4。
下面结合附图和第一实施例对本发明技术方案作进一步的说明。
图1给出本发明实施例的单路控制电路图。目前中控板各控制按键或其它一些按键都是低脉冲有效，如玻璃窗、中控锁等控制按键，如图1右边部分。在未发生声控动作的情况下，MCU1的端口通过电阻R2和R1连接电源VCC(5V或12V)，MCU1端口处于高电平状态，当按下按键时，MCU1的端口通过电阻R2接地，MCU1端口处于低电平状态。当按下按键放开后，MCU1端口又处于高电平状态，这样就产生一个低脉冲有效信号。
当加入声控系统侧电路后，默认情况下MCU2端口为低电平，控制开关管Q1关闭，MCU1端口检测到高电平，不影响原来功能。当需要用声控实现该功能时，MCU2输出高电平，Q1导通，MCU1检测到低电平，一段时间后，MCU2端口变为低电平，MCU1端口又检测到高电平，这样的效果与按键的效果一样，而且对原来电路的功能不产生任何影响。对多个电控部件实施声控，也可采用每路独立控制电路，适用于电控部件数量较少的汽车。每路独立控制电路方案是：每路独立控制电路采用图1所示的电路。图1b为图1a本发明实施例的单路控制电路的示意图。独立控制电路12用于示意一个单路控制电路，按键13为汽车电控部件的控制开关AJ1。
本发明实施例的多路控制电路构成框图，如图2所示。如果需要对数量较多的电控部件实施声控，可以采用多路电控模块方案：
声控系统的多路控制电路由包括声控系统MCU201和控制数据口202的声控系统20，对应配置N个端口的多路控制模块21，汽车控制按键组22，汽车电控部件组23和滤波器24构成。多路控制模块21有N个控制端口Q0-Qn，N＝n+1，每个控制端口连接多路控制模块21的一个控制开关管，N个控制端口Q0-Qn对应连接N个电控部件的MCU00-MCU0n，就可对N个电控部件实现声控。汽车控制按键组22是汽车原已配置的N个功能控制按键，汽车电控部件组23是汽车原已配置的N个功能控制的电控部件。N个电控部件与原有的N个功能控制按键A0-An一一对应，并对原来电路的功能控制不产生任何影响，每个电控部件同样多能采用人工按键来实现电控部件的控制。声控系统的多路控制电路还包括滤波器24，滤波器24连接在多路控制模块21的VDD与
Figure GDA00003540250500051
两端之间。
控制端口Q0-Qn对应于多路控制模块21上的N个电子开关，每个电子开关为自持式电子开关。
开启控制信号为正阶梯脉冲，电子开关打开后能自持保持开通状态。关闭控制信号为负阶梯脉冲，只有用关闭信号才能控制电子开关关闭。N个按键A0-An为汽车内自锁式按键。
声控系统MCU201输出一个开关控制信号，该开关控制信号为多位控制字信号。控制字位数按照电控部件数量来确定：2位控制字可控制4个电控部件开关，3位控制字可控制8个电控部件开关，4位控制字可控制16个电控部件开关。声控系统MCU201一个控制端口，同时多个一一对应连接多个电控部件的电子开关，声控系统MCU2一个控制端口连接多个电子开关的控制端，实现对各个电控部件实现声控，对原来电路的功能不产生任何影响。
下面结合第二实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
汽车主驾驶侧玻璃窗以及中控门锁控制按钮电气原理图，用以实现总安全开关控制，每个侧门玻璃窗的上升和下降控制，以及中控门锁的开锁和闭锁的控制。如图3所示：侧门玻璃窗以及中控门锁控制按钮组32包括总安全开关A0，左侧前门玻璃窗开关A1和A2，右侧前门玻璃窗开关A3和A4，左侧后门玻璃窗开关A5和A6，右侧后门玻璃窗开关A7和A8，中央门锁开关A9和A10。侧门玻璃窗以及中控门锁电控部件组33包括总安全开关电控部件MCU00，左侧前门玻璃窗开关电控部件MCU01，右侧前门玻璃窗开关电控部件MCU02，左侧后门玻璃窗开关电控部件MCU03，右侧后门玻璃窗开关电控部件MCU04，中央门锁开关电控部件MCU05。声控系统20通过声控系统MCU201和控制数字口202，把声控指令的控制字送到多路控制模块31的控制数据通信口，多路控制模块31按照声控指令的控制字，选择相应的控制端口输出高电平，控制对应的电控部件MCU执行电控指令，从而实现总安全开关控制，各侧门玻璃窗的上升和下降的控制，以及中控门锁的开锁和闭锁控制。本实施例的控制关系如表1所示。
表1
Figure GDA00003540250500061
本领域技术人员不难从图3和表1中理解各控制功能，人工按键组32中的总安全开关A0，左侧前门玻璃窗开关A1和A2，右侧前门玻璃窗开关A3和A4，左侧后门玻璃窗开关A5和A6，右侧后门玻璃窗开关A7和A8，中央门锁开关A9和A10，仍能以人工方式来实现对总安全开关电控部件MCU00，左侧前门玻璃窗开关电控部件MCU01，右侧前门玻璃窗开关电控部件MCU02，左侧后门玻璃窗开关电控部件MCU03，右侧后门玻璃窗开关电控部件MCU04，以及中央门锁开关电控部件MCU05的控制。显而易见，声控系统的硬件控制电路与人工按键组以“或”方式实现对各个电控部件的控制。而且在汽车上安装声控系统的硬件控制电路，不需要改变车辆本身连接电路的连接关系，可不更改原车电控部件的硬件和软件，就能够实现声控功能。声控系统的多路控制电路还包括滤波器34，滤波器34连接在多路控制模块31的VDD与EN两端之间。
本发明第三实施例的采用独立控制电路的总控制开关、车厢灯光调节以及中控门锁的多路控制电路声控系统构成框图如图4所示。受声控系统控制数字口输出的控制字选择控制的五个独立控制电路包括独立控制电路0～独立控制电路4。汽车原有的五个人工控制按键包括A0～A4。可控制的电控部件包括总安全开关MCU00、车厢灯光调节MCU01以及中控门锁的开闭锁MCU03。独立控制电路40的控制端口连接A0按键45和总安全开关电控部件MCU00，独立控制电路41和独立控制电路42的控制端口连接A1按键46和A2按键47以及车厢灯光调节开关电控部件MCU01，独立控制电路43和独立控制电路44的控制端口连接A3中控门锁开开关48和A4中控门锁闭开关49以及中控门锁开关电控部件MCU02。可以实现车厢灯光调节以及中控门锁的开闭锁控制。本实施例中控制开关控制位数量为5个，采用3位字长控制字。控制关系表如表2所示。
表2
Figure GDA00003540250500071
本领域技术人员不难从图4和表2中理解各控制功能。总安全开关A0，车厢灯光调节开关A1和A2，以及中央门锁开关A3和A4，仍能以人工方式来实现对总安全开关电控部件MCU00，车厢灯光调节开关电控部件MCU01，以及中央门锁开关电控部件MCU02的控制。显而易见，声控系统的硬件控制电路与人工按键组以“或”方式实现对各个电控部件的控制。而且在汽车上安装声控系统的硬件控制电路，不需要改变车辆本身连接电路的连接关系，可不更改原车电控部件的硬件和软件，就能够实现声控功能。
以上所述，仅为本发明说明书描述之实现本发明具体实施例的详细说明与图式，用于例证而非限制，但本发明的特征并不局限于此，本领域技术人员显然理解，本发明的所有范围应以其权利要求的保护范围为准，在不背离所附权利要求书所界定的发明精神和发明范围的前提下，凡根据本发明的精神与其类似变化而实施的其它实施例，皆应包含在本发明的保护范畴之中。

Claims (4)

1.一种声控系统硬件控制电路，其特征在于，其电路构成包括由声控系统MCU和控制数据口构成的声控系统，以及对应配置N个端口的多路控制模块；安装在汽车上的声控系统硬件控制电路的N个控制端口与汽车原有的N个人工控制按键的控制位及其控制的电控部件一一对应；其中
声控系统MCU连接控制数据口，控制数据口连接多路控制模块，多路控制模块的N个控制开关管对应连接N个控制端口，N个控制端口与汽车原有多个人工控制按键的N个控制位及其控制的电控部件一一对应连接，声控系统由声控系统MCU经控制数据口控制多路控制模块，多路控制模块的N个控制端口与汽车控制按键组以“或”组合控制，实现对各个汽车电控部件的控制；
硬件控制电路构成还包括一个滤波器，滤波器连接在多路控制模块的VDD与
Figure FDA0000388441610000011
或EN两端之间。
2.根据权利要求1所述的声控系统硬件控制电路，其特征在于：所述声控系统MCU和控制数据口的输出信号为数字控制字信号；控制字的字长根据需要声控的电控部件数量来确定。
3.根据权利要求1所述的声控系统硬件控制电路，其特征在于：所述N个端口的多路控制模块的控制端口数应等于或多于电控部件数，余量的控制端口数作为备份的控制端口。
4.根据权利要求1所述的声控系统硬件控制电路，其特征在于：所述滤波器为高通滤波器，用于滤除开关动作时产生的高频尖峰脉冲干扰信号。
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