CN105299817A - 一种基于声音信号的空调自动控制方法及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于声音信号的空调自动控制方法及空调，涉及制冷制热设备技术领域，为解决现有的能够进行自动控制的空调控制精度低、器件成本高等问题而设计。该基于声音信号的空调自动控制方法为，空调的声音采集模块采集环境声音并将环境声音信号传输至声音处理模块，声音处理模块将所述环境声音信号转化为频域信号并存储于存储器中，主控模块根据所述频域信号控制空调的开关或控制空调按照与该频域信号相对应的运行状态和/或运行模式运行。同时提出一种采用上述控制方法的空调。本发明提供的空调控制方法无需人工设定空调参数，实现了空调的自动控制，方便用户使用的同时节约了能源。

Description

一种基于声音信号的空调自动控制方法及空调

技术领域

本发明涉及制冷制热设备技术领域，尤其涉及一种基于声音信号的空调自动控制方法及空调。

背景技术

空调器的开关和运行模式的转换一般是通过遥控器、线控器等控制器进行操作的，操作者可位于离开被控制设备一定距离后对空调器进行控制，操作者还可通过空调器室内机面板上的按键控制空调器的开关和运行模式。在现有技术中，操作者必须通过上述控制器上的按钮，或室内机上的按键来控制空调器，操作人员通过控制按钮发出控制指令。另外，通过蓝牙技术、红外人感技术可实现非接触的控制，但是造价很高。

尤其是，当处于人员流动较频繁的场所(如候车室、酒店等嘈杂的公共场所)时，空调所需要的目标温度、风速等运行状态和运行模式是在不断变化的，人员较多时，本身的环境温度比较高，则需要的目标温度较低，风速档位较高，人员较少时，本身的环境温度较低，则需要的目标温度较高，风速档位较低，若要能够时刻满足场所内人员的环境温度需求，则需要专门有工作人员不断地对目标温度进行调节，浪费人力的同时调节也不够准确。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种能够根据声音信号控制空调的开关、设定运行参数的基于声音信号的空调自动控制方法。

本发明的再一个目的是提出一种抗干扰、控制精度高的基于声音信号的空调自动控制方法。

本发明的还一个目的是提出一种能够实现自动控制、控制精度高、结构简单、成本低的空调。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种基于声音信号的空调自动控制方法，空调的声音采集模块采集环境声音并将环境声音信号传输至声音处理模块，声音处理模块将所述环境声音信号转化为频域信号并存储于存储器中，主控模块根据所述频域信号控制空调的开关或控制空调按照与该频域信号相对应的运行状态和/或运行模式运行。

优选的，所述方法至少包括以下步骤：

步骤A、声音处理模块内预存有效频谱范围，主控模块内预存有多个预存频谱区，每一个所述预存频谱区对应一个运行状态；

步骤B、声音采集模块采集环境声音并将环境声音信号传输至声音处理模块；

步骤C、声音处理模块将接收到的环境声音信号转化为频域信号并提取出环境声音频谱，根据预存的有效频谱范围滤除环境声音频谱中的噪音频谱，获得环境声音有效频谱并将环境声音有效频谱存储于存储器中；

步骤D、主控模块提取存储器中的环境声音有效频谱并判定该环境声音有效频谱所属的预存频谱区，根据判定结果控制空调的开关或控制空调按照与该预存频谱区相对应的运行状态运行。

优选的，声音采集模块每间隔第一预定时间段采集一段环境声音信号，每一段环境声音信号经声音处理模块处理后获得一段环境声音有效频谱段，多段所述环境声音有效频谱段以时间序列的方式存储于存储器中，主控模块每间隔第二预定时间段提取存储器中的一段环境声音有效频谱段进行判定。

优选的，在步骤D中，主控模块在判定提取的环境声音有效频谱所属的预存频谱区之前，先对所述有效频谱进行突发干扰频谱段的判断和滤除处理。

优选的，所述突发干扰频谱段的判断和滤除处理具体为：将主控模块提取的有效声音频谱段进行对比计算，当主控模块提取的时间段B的环境声音有效频谱段b与其相邻的前一时间段A的环境声音有效频谱段a对比存在异常频谱段时，主控模块继续将时间段B的环境声音有效频谱段b与其相邻的后一时间段C的环境声音有效频谱段c对比，若在环境声音有效频谱段c中所述异常频谱段仍然存在，则判定该异常频谱段为环境声音有效频谱段b的一部分，主控模块根据整个时间段B的环境声音有效频谱段b进行判定，若在环境声音有效频谱段c中所述异常频谱段不存在，则判定该异常频谱段为突发干扰频谱段，主控模块将环境声音有效频谱段b中的突发干扰频谱段滤除后进行判定。

优选的，所述运行状态包括风速和目标温度。

优选的，预存于声音处理模块中的所述有效频谱范围为10-70分贝。

优选的，主控模块内预存有多个温度区段，每一个温度区段对应一个运行模式，主控模块每间隔第二预定时间段提取存储器中的一段环境声音有效频谱段，并提取空调的温度传感器检测到的环境温度，结合有效频谱段所属的预存频谱区和环境温度所属的温度区段判定空调的运行状态和运行模式。

优选的，所述运行模式包括制冷、制热、除湿和送风。

优选的，主控模块根据判定结果设定的目标温度＝通常目标温度±补偿温度；

主控模块根据判定结果设定的风速档位＝通常风速档位±补偿档位。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种空调，所述空调用于执行上述的基于声音信号的空调自动控制方法，包括空调本体、设置于空调本体上的声音采集模块、声音处理模块、存储器以及主控模块，其中，声音采集模块用于采集环境声音并将环境声音信号传输至声音处理模块；声音处理模块用于将所述环境声音信号转化为频域信号并存储于存储器中；主控模块用于根据所述频域信号控制空调的开关或控制空调按照与该频域信号相对应的运行状态运行。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的基于声音信号的空调自动控制方法为，通过声音采集模块采集环境声音信号，经声音处理模块处理后由主控模块对其进行分析，并根据分析结果控制空调的开关或控制空调按照与该分析结果相对应的运行状态和/或运行模式运行，无需人工设定空调参数，实现空调的自动控制，方便用户使用的同时节约了能源；

(2)声音处理模块能够滤除噪音频谱和突发干扰频谱，可获得准确的有效频谱，提高控制精度；

(3)主控模块结合有效频谱段和环境温度进行判定，判定结果更加准确，自动化程度高。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的基于声音信号的空调自动控制方法的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

本实施例提供了一种能够实现自动控制的空调，该空调包括空调本体、设置于空调本体上的声音采集模块、声音处理模块、存储器以及主控模块。在本实施例中，声音处理模块为FFT模块。为了方便计时，空调本体上还设置有计时模块。

针对上述空调，本实施例还提供了一种基于声音信号的空调自动控制方法。如图1所示，该方法的具体步骤为：

步骤A、在FFT模块内预存有效频谱范围，该有效频谱范围优选为[10dB，70dB]。主控模块内预存有四个预存频谱区，分别为第一预存频谱区[10dB，25dB)，第二预存频谱区[25dB，40dB)，第三预存频谱区[40dB，55dB)和第四预存频谱区[55dB，70dB]，每一个预存频谱区对应一个运行状态。第一预存频谱区对应停止运行状态，即空调关机；第二预存频谱区对应静音运行状态，即目标温度＝通常目标温度+补偿温度，风速档位＝通常风速档位-补偿档位；第三预存频谱区对应通常运行状态，即目标温度＝通常目标温度，风速档位＝通常风速档位；第四预存频谱区对应强力运行状态，即目标温度＝通常目标温度-补偿温度，风速档位＝通常风速档位+补偿档位。补偿温度优选为1°C，补偿档位优选为一个档位。分贝数越高，说明空调所在场所内人口数量越多或者人类活动比较剧烈，要适当的调整目标温度和风速档位。目标温度可通过程序预存在主控模块内。

步骤B、通过计时模块的计时，声音采集模块每间隔第一预定时间段，就采集一段环境声音信号，并将该段环境声音信号传输至FFT模块；

步骤C、FFT模块进行傅立叶变换处理，将环境声音信号转化为频域信号，该信号为环境声音频谱，根据预存的有效频谱范围滤除环境声音频谱中的噪音频谱(噪音为环境噪音、设备运行噪音等)，即仅保留在[10dB，70dB]范围内的频谱，获得能够代表人类活动的环境声音有效频谱，由于每间隔一个第一预定时间段就采集一段环境声音信号，因此环境声音有效频谱是以频谱段的形式存在的，将多个环境声音有效频谱段以时间序列的方式存储于存储器中，例如，时间段A对应环境声音有效频谱段a，时间段B对应环境声音有效频谱段b，时间段C对应环境声音有效频谱段c，以此类推。

步骤D、通过计时模块的计时，主控模块每间隔第二预定时间段提取存储器中的一段环境声音有效频谱段，且按照时间顺序依次提取，判断提取的环境声音有效频谱段所属的预存频谱区，即，该环境声音有效频谱段落在哪一个预存频谱区所对应的范围内，然后根据判定结果控制空调的开关或控制空调按照与该频谱区相对应的运行状态运行。

为了进一步提高控制精度，可在步骤D中增加判断和滤除突发干扰频谱段的过程。具体为，主控模块提取时间段B的环境声音有效频谱段b，将其与相邻的前一时间段A的环境声音有效频谱段a对比计算，若存在异常频谱段，如存在一段明显高于环境声音有效频谱段a的频谱段，则主控模块继续提取与其相邻的后一时间段C的环境声音有效频谱段c，并将环境声音有效频谱段b和环境声音有效频谱段c进行对比，若在环境声音有效频谱段c中该异常频段仍然存在，则判定该异常频谱段为环境声音有效频谱段b的一部分，如空调所在场所内人口突然增加等，主控模块根据整个时间段B的环境声音有效频谱段b进行判定；若在环境声音有效频谱段c中该异常频谱段不存在，则判定该异常频谱段为突发干扰频谱段，如发生器件的磕碰等，主控模块将环境声音有效频谱段b中的突发干扰频谱段滤除后再进行判定。

其中，预存在声音处理模块中的有效频谱范围不局限于[10dB，70dB]，预存频谱区也不局限于分为四个，可根据具体的空调所在场所进行设定；调整的运行状态不局限于目标温度和风速，其他参数亦可相应进行调整。

实施例二：

本实施例提供了一种空调及其控制方法。该空调的结构与实施例一基本相同，包括空调本体、设置于空调本体上的声音采集模块、声音处理模块、存储器以及主控模块。其控制方法也与实施例一基本相同，空调的声音采集模块采集环境声音并将环境声音信号传输至声音处理模块，声音处理模块将环境声音信号转化为频域信号并存储于存储器中，主控模块根据频域信号控制空调的开关或控制空调按照与该频域信号相对应的运行状态运行。

不同之处在于，本实施例的主控模块在提取存储器中的环境声音有效频谱段的同时，提取空调的温度传感器检测到的环境温度，结合环境声音有效频谱段和环境温度进行判定。具体过程为，主控模块内预存有多个温度区段(如＜T1，T1～T2，。。。)，每一个温度区段对应一个运行模式，运行模式可以为制冷、制热、除湿、送风等。主控模块判断提取的环境声音有效频谱段所属的预存频谱区，并控制空调的开关或空调按照与该预存频谱区相对应的运行状态运行；同时，判断此时的环境温度所属的温度区段，并控制空调按照与该温度区段相对应的运行模式运行；具体的控制结果如下表所示。

通过增加环境温度因素的检测，进一步提高了判定结果的准确性，控制精度更高。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于声音信号的空调自动控制方法，其特征在于：空调的声音采集模块采集环境声音并将环境声音信号传输至声音处理模块，声音处理模块将所述环境声音信号转化为频域信号并存储于存储器中，主控模块根据所述频域信号控制空调的开关或控制空调按照与该频域信号相对应的运行状态和/或运行模式运行。

2.根据权利要求1所述的一种基于声音信号的空调自动控制方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：

步骤A、声音处理模块内预存有效频谱范围，主控模块内预存有多个预存频谱区，每一个所述预存频谱区对应一个运行状态；

步骤B、声音采集模块采集环境声音并将环境声音信号传输至声音处理模块；

步骤C、声音处理模块将接收到的环境声音信号转化为频域信号并提取出环境声音频谱，根据预存的有效频谱范围滤除环境声音频谱中的噪音频谱，获得环境声音有效频谱并将环境声音有效频谱存储于存储器中；

步骤D、主控模块提取存储器中的环境声音有效频谱并判定该环境声音有效频谱所属的预存频谱区，根据判定结果控制空调的开关或控制空调按照与该预存频谱区相对应的运行状态运行。

3.根据权利要求2所述的一种基于声音信号的空调自动控制方法，其特征在于：声音采集模块每间隔第一预定时间段采集一段环境声音信号，每一段环境声音信号经声音处理模块处理后获得一段环境声音有效频谱段，多段所述环境声音有效频谱段以时间序列的方式存储于存储器中，主控模块每间隔第二预定时间段提取存储器中的一段环境声音有效频谱段进行判定。

4.根据权利要求3所述的一种基于声音信号的空调自动控制方法，其特征在于：在步骤D中，主控模块在判定提取的环境声音有效频谱所属的预存频谱区之前，先对所述有效频谱进行突发干扰频谱段的判断和滤除处理。

5.根据权利要求4所述的一种基于声音信号的空调自动控制方法，其特征在于，所述突发干扰频谱段的判断和滤除处理具体为：将主控模块提取的有效声音频谱段进行对比计算，当主控模块提取的时间段B的环境声音有效频谱段b与其相邻的前一时间段A的环境声音有效频谱段a对比存在异常频谱段时，主控模块继续将时间段B的环境声音有效频谱段b与其相邻的后一时间段C的环境声音有效频谱段c对比，若在环境声音有效频谱段c中所述异常频谱段仍然存在，则判定该异常频谱段为环境声音有效频谱段b的一部分，主控模块根据整个时间段B的环境声音有效频谱段b进行判定；若在环境声音有效频谱段c中所述异常频谱段不存在，则判定该异常频谱段为突发干扰频谱段，主控模块将环境声音有效频谱段b中的突发干扰频谱段滤除后进行判定。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种基于声音信号的空调自动控制方法，其特征在于：所述运行状态包括风速和目标温度。

7.根据权利要求2至5任一项所述的一种基于声音信号的空调自动控制方法，其特征在于：预存于声音处理模块中的所述有效频谱范围为10-70分贝。

8.根据权利要求6所述的一种基于声音信号的空调自动控制方法，其特征在于：主控模块内预存有多个温度区段，每一个温度区段对应一个运行模式，主控模块每间隔第二预定时间段提取存储器中的一段环境声音有效频谱段，并提取空调的温度传感器检测到的环境温度，结合有效频谱段所属的预存频谱区和环境温度所属的温度区段判定空调的运行状态和运行模式；

优选的，所述运行模式包括制冷、制热、除湿和送风。

9.根据权利要求8所述的一种基于声音信号的空调自动控制方法，其特征在于：主控模块根据判定结果设定的目标温度＝通常目标温度±补偿温度；

主控模块根据判定结果设定的风速档位＝通常风速档位±补偿档位。

10.一种空调，其特征在于，所述空调用于执行如权利要求1至9任一项所述的基于声音信号的空调自动控制方法，包括空调本体、设置于空调本体上的声音采集模块、声音处理模块、存储器以及主控模块，其中，

声音采集模块，用于采集环境声音并将环境声音信号传输至声音处理模块；

声音处理模块，用于将所述环境声音信号转化为频域信号并存储于存储器中；

主控模块，用于根据所述频域信号控制空调的开关或控制空调按照与该频域信号相对应的运行状态运行。