CN105355203B - 通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，包括：手环和外围设备；所述手环包括，重力传感器、电源电路和第一蓝牙模块；所述重力传感器电源端连接电源电路供电端，所述电源电路供电端还连接第一蓝牙模块电源端，所述重力传感器信号端连接中央处理器信号交互端，所述中央处理器数据传输端连接第一蓝牙模块数据传输端，所述重力传感器通过中央处理器将人体运动信息进行分析，将分析数据通过第一蓝牙模块传输到外围设备。

Description

通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的装置及方法

技术领域

本发明涉及加速度传感器控制领域，尤其涉及一种通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的装置及方法。

背景技术

智能穿戴手环现在普遍的作用是记步，睡眠监测，大概原理就是监测你的手环是否有震动，以震动为依据，进行记步记录和睡眠监测，但手环里的加速度传感器能做的远远不止这些，现有技术中相关技术人员还没有将手环应用到控制智能终端内部程序，或者操作汽车以及智能遥控型装置，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的装置及方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的装置，其包括：手环和汽车中控台；所述手环包括：中央处理器、双微电压比较器、重力传感器、电源电路、复位电路、第一蓝牙模块；

中央处理器双微电压比较信号传输端连接双微电压比较器信号输出端，所述双微电压比较器信号接收端连接重力传感器信号输出端，所述重力传感器信号端还连接中央处理器重力信号输入端，所述电源电路电源端连接双微电压比较器电源端，所述电源电路复位供电端连接复位电路电源输入端，所述复位电路信号端连接中央处理器复位信号端，所述电源电路供电端还连接第一蓝牙模块电源输入端，所述第一蓝牙模块信号控制端连接中央处理器蓝牙信号端，所述第一蓝牙模块无线连接汽车中控台或者智能终端；

汽车中控台包括：车载中央处理器、无线传输模块、功放模块、电源模块和车窗控制电路；

车载中央处理器无线传输端连接无线传输模块，用于接收手环第一蓝牙模块传输的数据，所述车载中央处理器功放控制端连接功放模块信号端，所述车载中央处理器车窗控制端连接车窗控制电路控制信号端，所述电源模块电源端连接车载中央处理器电源端；

所述双微电压比较器包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第三比较器、第四运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容；

第一运算放大器正极输入端分别连接第二运算放大器负极输入端和第十一电阻一端，所述第一运算放大器负极输入端分别连接第一运算放大器输出端和第二十一电容一端，所述第二十一电容另一端分别连接第四电阻一端和第三比较器负极输入端，所述第四电阻另一端接地，所述第二运算放大器负极输入端还连接第二十电容一端，所述第二十电容另一端连接第三电阻一端，所述第三电阻另一端分别连接第二电阻一端和第二运算放大器正极输入端，所述第二电阻另一端分别连接第二运算放大器输出端和第十一电阻另一端，所述第三比较器正极输入端连接第十电阻一端和第九电阻一端，所述第十电阻另一端接地，所述第九电阻另一端连接第四运算放大器输出端，所述第三比较器第二旁路端连接第八电阻一端，所述第八电阻另一端分别连接第二十二电容一端和第四运算放大器正极输入端，所述第二十二电容另一端接地，所述第三比较器第一旁路端连接电源输入端和第六电阻一端，所述第六电阻另一端分别连接第三比较器输出端和第七电阻一端，所述第七电阻另一端连接第四运算放大器负极输入端和第二十三电容一端，所述第二十三电容另一端分别连接中央处理器信号输出端和第四运算放大器输出端，所述第五电阻一端与第四运算放大器正极输入端连接，另一端与电源输入端连接；

所述中央处理器包括：控制开关、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第二十九电容、第三十电容、振荡器、第四电感；

控制开关一端分别连接第二十四电阻一端和处理芯片重置端，所述第二十四电阻另一端接地，所述控制开关另一端分别连接电源端和第二十七电容一端，所述第二十七电容另一端接地，所述第二十七电容一端还分别连接控制接口和第二十六电容一端，上述第二十六电容另一端接地，第二十八电容一端分别连接电源输入端和处理芯片第一电源端，所述第二十八电容另一端接地，第四电感一端连接处理芯片开关端，所述第四电感另一端分别连接第二十七电阻一端和第二十六电阻一端，所述第二十七电阻另一端分别连接第二十五电阻一端和处理芯片第二电源端，所述第二十五电阻另一端接地，所述第二十六电阻另一端分别连接第二十九电容一端和处理芯片参考电压端，所述第二十九电容一端还连接第三十电容一端，所述第三十电容另一端接地，所述第二十九电容另一端接地，所述振荡器连接处理芯片晶振端；

所述车窗控制电路包括：第六二极管、第七发光二极管、第八二极管、第七晶体管、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻、第四十六电阻、第四十七电阻，第四十八电阻、第四十九电阻、第五十电阻、第五十一电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第三十八电容、第三十九电容、第四十电容、第四十一电容；

车载电源端连接第六二极管正极，所述第六二极管负极连接控制电机速度开关，所述控制电机速度开关一端连接车窗控制芯片第一控制端，所述第六二极管正极还连接车窗电机一端，所述车窗电机另一端连接第七晶体管栅极，所述第七晶体管源极连接车窗控制芯片PWM控制端，所述第七晶体管漏极连接第四十一电阻一端，所述第四十一电阻另一端接地，双霍尔传感器信号传输端连接车窗控制芯片信号供应端，双霍尔传感器转速端连接车窗控制芯片转速端，双霍尔传感器方向端连接车窗控制芯片方向端，所述车载电源端还分别连接第四十八电阻一端、第四十九电阻一端、第五十电阻一端，第五十一电阻一端，所述第四十八电阻另一端分别连接第四十三电阻一端和第一开关一端，所述第一开关另一端接地，所述第四十九电阻另一端分别连接第四十四电阻一端和第二开关一端，所述第二开关另一端接地，所述第五十电阻另一端分别连接第四十五电阻一端和第三开关一端，所述第三开关另一端接地，所述第五十一电阻另一端分别连接第四十六电阻一端和第四开关一端，所述第四开关另一端接地，所述第四十三电阻另一端，第四十四电阻另一端、第四十五电阻另一端、第四十六电阻另一端分别连接车窗控制芯片第二控制端，所述车窗控制芯片信号显示端连接第四十七电阻一端，所述第四十七电阻另一端连接第七发光二极管正极，所述第七发光二极管负极接地，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关分别控制四个车门车窗；所述第八二极管的正极与车载电源端连接，负极与车窗控制芯片电源电压采样输入端连接，所述第四十二电阻一端与车载电源连接，另一端与车窗控制芯片电源感知端口连接，所述第三十八电容一端与车窗控制芯片电源电压采样输入端连接，另一端接地，所述第三十九电容一端与车窗控制芯片第一电源端连接，另一端接地，所述第四十电容一端与车窗控制芯片第二电源端和车窗控制芯片第二电源端连接，另一端接地，所述第四十电容一端与车窗控制芯片第二电源端和车窗控制芯片第二电源端连接，另一端接地。

所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，优选的，所述稳压器为RT9193。

本发明公开一种通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，包括如下步骤：

S1，启动手环电源电路，手环电源电路向重力传感器进行供电操作，同时启动中央处理器，将重力传感器采集的身体运动信号发送到中央处理器；

S2，当中央处理器获取重力传感器信号后进行分析运算，将分析运算的数据通过第一蓝牙模块传输到外围设备，将第一蓝牙模块与外围设备匹配连接；

S3，连接之后，用户通过手环的重力传感器发送运动轨迹，该运动轨迹发送到外围设备，该外围设备存储语音信息，将运动轨迹信息和语音信息进行匹配并提取语音信息进行播放，实时响应用户根据重力传感器发送的运动轨迹信息。

所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，优选的，所述S2包括：

设置重力传感器为向上水平放置，对初始水平轨迹进行校正，先进行水平旋转运动，保存若干水平旋转运动轨迹数据，获取该水平若干旋转运动轨迹数据的稳定值，再进行水平直线线性运动，保存若干水平直线线性运动数据，获取该若干水平直线运动轨迹数据的稳定中间值；

设置重力传感器为垂直放置，对初始垂直轨迹进行校正，先进行垂直旋转运动，保存若干垂直旋转运动轨迹数据，获取该垂直若干旋转运动轨迹数据的稳定值，再进行垂直直线线性运动，保存若干垂直直线线性运动数据，获取该若干垂直直线运动轨迹数据的稳定中间值；

通过进行加权积分来计算重力传感器的校准值，设定水平线性运动的中间值和垂直线性运动的中间值为第一校准值，设定水平旋转运动中间值和垂直旋转运动中间值为第二校准值，并且综合得到第一校准值和第二校准值的加权插值，来检测重力传感器的校准值。

所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，优选的，所述S3包括：

重力传感器各轴初始的加速度为

x＝0，

y＝0，

z＝1g，

当x轴倾斜α度角时，

各轴此时的加速度为

x'＝-1g×sinα，

y'＝0，

z'＝1g×cosα，

用x'＝-1g×sinα除以z'＝1g×cosα得：

其中

同理如果设y轴偏转角为β，

则

z轴的正值表示重力传感器正面方向，z轴的负值表示重力传感器反面方向。

所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，优选的，还包括：

当重力传感器运行一段时间之后，会出现周期性误差，需要对重力传感器进行数据重新校准操作；

将不同环境下保存的重力传感器的初始校准数据进行调用操作，获取初始校准信息样本，以PSD分析法分析数据样本，从中获得包含的显著周期性误差项的个数以及发生的时间间隔周期，并形成样本向量；

在样本向量中确定每个样本的取值区间，对取值区间进行平均分割，利用最小二乘法拟合出显著周期性误差项的个数以及发生的时间间隔周期样本的误差振幅和相位值，从而来建立显著相位误差项引起的总误差数学模型其中T为采样时间，A_i为误差振幅，f_i为误差样本，为相位值。

所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，优选的，所述S3包括：

从重力传感器测量到的加速度值中去除静态偏置和噪声，以获得校正后的加速度值，基于校正后的加速度值来确定重力方向，使用重力传感器的旋转矩阵来确定与重力方向正交的平面，

在进行调整之后，进行校正后的和调整后的加速度值关于时间的积分。对这些加速度值进行关于时间的积分以获得速度值，并且对这些速度值进行进一步的关于时间的积分，以获得沿着平面的两个正交轴的位移值；

根据该位移值的比来估计运动方向。

所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，优选的，所述S3还包括：

基于与重力传感器相对于用户身体的放置有关的用户输入以及校正后的加速度值关于时间的积分，来评价沿着平面的两个正交轴的位移值；根据重力传感器相对于用户身体的放置，进行用于按+1/-1调整加速度值的步骤，沿着用户运动轴，如果重力传感器放置于用户的上半身，则将加速度值调整-1，并且如果重力传感器放置于下半身，则将加速度值调整+1。

所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，优选的，还包括：

设置重力传感器操作范围，当重力传感器x轴向左偏转在15度到40度之间，外围设备操控对象将向左以较慢速度移动，当重力传感器向左偏转在40度到90度，外围设备操控对象将向左以较快速度移动；

当重力传感器x轴向右偏转在15度到40度之间，外围设备操控对象将向右以较慢速度移动，当重力传感器向右偏转在40度到90度，外围设备操控对象将向右以较快速度移动。

所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，优选的，还包括：

y轴为操作外围设备的上下移动，操作方式同x轴；

若z为负值，将不会有数据的传输。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过手环中的重力传感器能够更好与外围设备进行互联互通，实现智能控制外围设备，并且保证控制的精度，实现生活中的智能操作，提高人们对电子设备的体验感受，更好的为人们的生产生活服务，而且通过重力传感器的运动轨迹判断相应的声音数据，并进行播放，实现了人机交互，更好的为人们的生产生活服务。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明基于加速度传感器实现人机交互的方向识别方法示意图；

图2是本发明方向识别方法运算示意图；

图3是本发明方向识别方法工作流程示意图；

图4是本发明通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法示意图；

图5是本发明方向识别装置手环示意图；

图6是本发明方向识别装置手环蓝牙模块示意图；

图7是本发明方向识别装置手环电源电路示意图；

图8是本发明方向识别装置手环双微电压比较器示意图；

图9是本发明方向识别装置手环复位电路示意图；

图10是本发明方向识别装置手环中央处理器示意图；

图11是本发明方向识别装置汽车控制装置示意图；

图12是本发明方向识别装置汽车音响功放电路示意图；

图13是本发明方向识别装置车窗控制电路示意图；

图14是本发明方向识别装置车窗控制电路示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

1.与其他蓝牙设备一样，需要建立连接才能让设备和应用相互接收数据，用java写的应用程序可以直接调用手环厂商的sdk(软件开发包)就能实现手环的连接和数据的接收，针对用c++写的应用，需要在c++层调用java层的sdk。

如图3所示，jni封装了Java和其他语言的通信的接口函数，通过jni可以让c++调用java的函数，在c++层调用手环厂商的sdk，能让c++的应用程序与蓝牙设备建立通讯。

在c++层和Android的java层都写上一个接口函数，通过这个接口和jni能让c++和java相互传输数据。

2.应用程序与蓝牙设备建立通讯之后，设备将会对应用传输数据

我们的蓝牙设备里包含加速传感器，在java层接收到设备即时传输的x，y，z轴3个方向的加速度，在把数据传输给c++层，在c++层做计算，计算原理如下：

将手环水平放置在水平面，其初始状态如图1：

各轴此时的加速度为

x＝0

y＝0

z＝1g

当x轴倾斜α度角时，如图2所示

各轴此时的加速度为

x'＝-1g×sinα 1式

y'＝0

z'＝1g×cosα 2式

用1式除以2式得：

其中

同理如果设y轴偏转角为β，

则

z轴的正负表示手环的正反方向。

3.如果要实现数据的即时传输和即时处理，需在应用中设置每秒50帧以上且每一帧都调用的函数，帧数越高延迟越小，不同的蓝牙设备每秒传输的数据量不同，如果能到达每秒50次以上，就能流畅的操作游戏。倾斜手环的x轴和y轴，算好的α和β就能即时接收倾斜的角度，利用这两个值能实现游戏的操作。

现有的记步功能和睡眠监测仅仅是靠手环震动来进行数据记录，而我们充分应用了其重力传感器三轴传输的数据，并通过算法转换成偏转角度，从而可以通过偏转手环进行各种操作。

以飞机游戏为例：

根据x轴和y轴的偏转角度，改变飞机的位置，以达到控制飞机的效果。

偏转手环，手环将即时感应，並把数据以每秒60次的速率传输给我们的游戏，我们的游戏拿到的数据就是已经算好的x轴和y轴的偏转角度与z的值，为了更好的手环操作体验，可通过代码屏蔽手环拿反的操作，即若z为负值，将不会再有数据的传输。设置操作范围，当x轴向左偏转在15度到40度之间，飞机将向左以较慢速度移动，当飞机向左偏转在40度到90度，飞机将向左以较快速度移动，向右偏转同理。y轴即操作飞机的上下移动，操作方式同x轴。

这样就能用手环对游戏内容进行准确的控制或者更快定位目标。

该方式也可以用于对于鼠标指针或者其他移动类游戏使用。

如图4所示，本发明的装置，包括：手环和外围设备；所述手环包括，重力传感器、电源电路和第一蓝牙模块；

所述重力传感器电源端连接电源电路供电端，所述电源电路供电端还连接第一蓝牙模块电源端，所述重力传感器信号端连接中央处理器信号交互端，所述中央处理器数据传输端连接第一蓝牙模块数据传输端，所述重力传感器通过中央处理器将人体运动信息进行分析，将分析数据通过第一蓝牙模块传输到外围设备。

所述外围设备包括：智能终端、汽车控制平台、门禁系统和遥控装置；

所述第一蓝牙模块数据交互端无线连接智能终端数据交互端，所述第一蓝牙模块数据交互端无线连接汽车控制平台数据交互端，所述第一蓝牙模块数据交互端无线连接门禁系统数据交互端，所述第一蓝牙模块数据交互端无线连接遥控装置数据交互端。

如图5所示，智能手环中央处理器双微电压比较信号传输端连接双微电压比较器信号输出端，所述双微电压比较器信号接收端连接重力传感器信号输出端，所述重力传感器信号端还连接中央处理器重力信号输入端，所述电源电路电源端连接双微电压比较器电源端，所述电源电路复位供电端连接复位电路电源输入端，所述复位电路信号端连接中央处理器复位信号端，所述电源电路供电端还连接第一蓝牙模块电源输入端，所述第一蓝牙模块信号控制端连接中央处理器蓝牙信号端。

如图6所示，所述蓝牙模块包括：第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一电阻、第一晶振、第一电感、第二电感、第三电感；

所述第一电容一端分别连接第一晶振一端和蓝牙芯片晶振输入端，所述第一电容另一端连接第二电容一端和接地，所述第二电容另一端分别连接第一晶振另一端和蓝牙芯片晶振输出端，所述第一电阻一端连接蓝牙芯片参考电压端，所述第一电阻另一端分别连接蓝牙芯片接地端，所述第一电阻另一端还连接第八电容一端，所述第八电容另一端连接电源端，所述第六电容一端分别连接外部天线和第五电容一端，所述第六电容另一端接地，所述第五电容另一端连接第三电感一端，所述第三电感另一端分别连接蓝牙芯片天线信号端和第一电感一端，所述第一电感另一端分别连接蓝牙芯片天线信号端和第二电感一端，所述第二电感另一端连接第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述第四电容一端还连接第三电容一端，所述第三电容另一端接地，所述第三电容一端还连接蓝牙芯片供电输出端，所述第十二电容一端连接蓝牙芯片低压供电端，所述第十二电容另一端接地，所述第十三电容一端连接第十四电容一端后接地，所述第十三电容另一端连接第二晶振一端，所述第十四电容另一端连接第二晶振另一端，所述第二晶振连接蓝牙芯片晶振端，所述第九电容一端连接蓝牙芯片电源端，所述第九电容另一端接地，所述第十电容一端连接蓝牙芯片稳压电源输出端，所述第十电容另一端接地，所述第十一电容一端连接稳压电源输出端，所述第十一电容另一端接地。

所述蓝牙芯片优选为nRF8001。

如图7所示，所述电源单元包括：第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容；

电源输入端分别连接第十五电容一端和第十六电容一端，所述第十五电容另一端接地，所述第十六电容另一端接地，所述第十六电容一端还连接稳压器电源输入端，所述第十六电容一端还连接稳压器使能端，所述稳压器电源输出端连接第十八电容一端和第十九电容一端，所述第十九电容另一端连接第十八电容另一端后接地，所述稳压器参考噪声端连接第十七电容一端，所述第十七电容另一端接地。

所述稳压器优选为RT9193。

如图8所示，所述双微电压比较器包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第三比较器、第四运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容；

第一运算放大器U1B正极输入端分别连接第二运算放大器U1A负极输入端和第十一电阻一端，所述第一运算放大器负极输入端分别连接第一运算放大器输出端和第二十一电容一端，所述第二十一电容另一端分别连接第四电阻一端和第三比较器负极输入端，所述第四电阻另一端接地，所述第二运算放大器负极输入端还连接第二十电容一端，所述第二十电容另一端连接第三电阻一端，所述第三电阻另一端分别连接第二电阻一端和第二运算放大器正极输入端，所述第二电阻另一端分别连接第二运算放大器输出端和第十一电阻另一端，所述第三比较器正极输入端连接第十电阻一端和第九电阻一端，所述第十电阻另一端接地，所述第九电阻另一端连接第四运算放大器输出端，所述第三比较器第二旁路端连接第八电阻一端，所述第八电阻另一端分别连接第二十二电容一端和第四运算放大器正极输入端，所述第二十二电容另一端接地，所述第三比较器第一旁路端连接电源输入端和第六电阻一端，所述第六电阻另一端分别连接第三比较器输出端和第七电阻一端，所述第七电阻另一端连接第四运算放大器负极输入端和第二十三电容一端，所述第二十三电容另一端分别连接中央处理器信号输出端和第四运算放大器输出端，所述第五电阻一端与第四运算放大器正极输入端连接，另一端与电源输入端连接。

所述比较器优选为TLC393。

如图9所示，所述复位电路包括：第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电容、第二十五电容、第一晶体管、第二晶体管、第一二极管；

电源输入端分别连接第十二电阻一端和第一二极管负极，所述第十二电阻另一端连接第十三电阻一端，所述第十三电阻另一端分别连接第二十电阻一端和第一晶体管基极，所述第一晶体管基极还连接第二十一电阻一端，所述第二十一电阻另一端连接第一晶体管发射极并接地，所述第一晶体管集电极分别连接第二十二电阻一端中央处理器重置端，所述第二十二电阻另一端连接中央处理器电源端，第二十五电容一端连接第二十二电阻一端，所述第二十五电容另一端连接第二十三电阻一端，所述第二十三电阻另一端接地，所述第一二极管负极还分别连接第十五电阻一端和第十四电阻一端，所述第十四电阻另一端接地，所述第十五电阻另一端分别连接第一二极管正极和第二十四电容一端，所述第二十四电容另一端连接第十六电阻一端，所述第十六电阻另一端接地，所述第二十四电阻一端还连接第十九电阻一端，所述第十九电阻另一端分别连接第十七电阻一端和第二晶体管基极，所述第二晶体管集电极连接第二十电阻另一端，所述第十七电阻另一端连接第十八电阻一端并接地，所述第十八电阻另一端连接第二晶体管发射极。

如图10所示，所述中央处理器包括：控制开关、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第二十九电容、第三十电容、振荡器、第四电感；

控制开关一端分别连接第二十四电阻一端和处理芯片重置端，所述第二十四电阻另一端接地，所述控制开关另一端分别连接电源端和第二十七电容一端，所述第二十七电容另一端接地，所述第二十七电容一端还分别连接控制接口和第二十六电容一端，上述第二十六电容另一端接地，第二十八电容一端分别连接电源输入端和处理芯片第一电源端，所述第二十八电容另一端接地，第四电感一端连接处理芯片开关端，所述第四电感另一端分别连接第二十七电阻一端和第二十六电阻一端，所述第二十七电阻另一端分别连接第二十五电阻一端和处理芯片第二电源端，所述第二十五电阻另一端接地，所述第二十六电阻另一端分别连接第二十九电容一端和处理芯片参考电压端，所述第二十九电容一端还连接第三十电容一端，所述第三十电容另一端接地，所述第二十九电容另一端接地，所述振荡器连接处理芯片晶振端。

所述处理芯片优选为DA14580。

如图11所示，车载中控台包括：车载中央处理器、无线传输模块、功放模块、电源模块和车窗控制电路；

车载中央处理器无线传输端连接无线传输模块，用于接收智能手环第一蓝牙模块传输的数据，所述车载中央处理器功放控制端连接功放模块信号端，所述车载中央处理器车窗控制端连接车窗控制电路控制信号端，所述电源电路电源端连接车载中央处理器电源端。

车载中央处理器优选为C8051F040。

如图12所示，音响功放电路包括：第三十一电容、第三十二电容、第三十三电容、第三十四电容、第三十五电容、第三十六电容、第三十七电容、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第五电感、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第三十七电阻、第三十八电阻、第三十九电阻、第四十电阻、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管；

电源输出端分别连接第三十一电容一端和第三十二电容一端，所述第三十一电容另一端连接第二十八电阻一端，所述第三十二电容另一端连接第三十一电容另一端并接地，所述第三十二电容一端还连接功放芯片电源端，所述第二十八电阻另一端连接第二十九电阻一端，所述第二十九电阻另一端分别连接第三十一电阻一端和第三十三电阻一端，所述第三十一电阻另一端分别连接第三十二电阻一端和第三十四电容一端，所述第三十四电容另一端接地，所述第三十二电阻另一端分别连接第三十四电阻一端和功放芯片负极输入端，所述第三十四电阻另一端分别连接第三十三电阻另一端和功放芯片PWN脉冲端，所述第三十四电阻一端还连接第三十五电阻一端，所述第三十五电阻另一端连接第三十六电阻一端，所述第三十六电阻另一端分别连接第四十电阻一端和所述功放芯片正极输入端，所述第三十六电阻一端还分别连接第三十五电容一端和第三十七电阻一端，所述第三十五电容另一端连接功放芯片晶振端，所述功放芯片晶振端还连接第三十七电阻另一端，所述第三十七电阻一端还连接第三十八电阻一端，所述第三十八电阻另一端连接第四晶体管基极，所述第三十八电阻一端还连接第四晶体管集电极，所述第四晶体管基极还连接第三晶体管基极，所述第三晶体管发射极分别连接第四晶体管发射极和变压器输出端，所述第三晶体管集电极分别连接功放芯片集电极端和第五晶体管集电极，所述第五晶体管基极连接第六晶体管基极，所述第五晶体管发射极连接第六晶体管发射极，所述第六晶体管基极还连接第三十九电阻一端，所述第三十九电阻另一端分别连接第三十八电阻一端和第六晶体管集电极，所述第五晶体管发射极还连接变压器输出端，所述变压器输入端连接整流桥一端，所述整流桥另一端分别连接电源输入端和第五电感一端，所述第五电感另一端分别连接第三十七电容一端和第三十六电容一端，所述第三十七电容另一端连接第三十六电容另一端后连接电源输入端。

所述功放芯片优选为TL494。

如图13和14所示，所述车窗控制电路包括：第六二极管、第七发光二极管、第八二极管、第七晶体管、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻、第四十六电阻、第四十七电阻，第四十八电阻、第四十九电阻、第五十电阻、第五十一电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第三十八电容、第三十九电容、第四十电容、第四十一电容；

车载电源端连接第六二极管正极，所述第六二极管负极连接控制电机速度开关，所述控制电机速度开关一端连接车窗控制芯片第一控制端，所述第六二极管正极还连接车窗电机一端，所述车窗电机另一端连接第七晶体管栅极，所述第七晶体管源极连接车窗控制芯片PWM控制端，所述第七晶体管漏极连接第四十一电阻一端，所述第四十一电阻另一端接地，双霍尔传感器信号传输端连接车窗控制芯片信号供应端，双霍尔传感器转速端连接车窗控制芯片转速端，双霍尔传感器方向端连接车窗控制芯片方向端，所述车载电源端还分别连接第四十八电阻一端、第四十九电阻一端、第五十电阻一端，第五十一电阻一端，所述第四十八电阻另一端分别连接第四十三电阻一端和第一开关一端，所述第一开关另一端接地，所述第四十九电阻另一端分别连接第四十四电阻一端和第二开关一端，所述第二开关另一端接地，所述第五十电阻另一端分别连接第四十五电阻一端和第三开关一端，所述第三开关另一端接地，所述第五十一电阻另一端分别连接第四十六电阻一端和第四开关一端，所述第四开关另一端接地，所述第四十三电阻另一端，第四十四电阻另一端、第四十五电阻另一端、第四十六电阻另一端分别连接车窗控制芯片第二控制端，所述车窗控制芯片信号显示端连接第四十七电阻一端，所述第四十七电阻另一端连接第七发光二极管正极，所述第七发光二极管负极接地。所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关分别控制四个车门车窗；所述第八二极管的正极与车载电源端连接，负极与车窗控制芯片电源电压采样输入端连接，所述第四十二电阻一端与车载电源连接，另一端与车窗控制芯片电源感知端口连接，所述第三十八电容一端与车窗控制芯片电源电压采样输入端连接，另一端接地，所述第三十九电容一端与车窗控制芯片第一电源端连接，另一端接地，所述第四十电容一端与车窗控制芯片第二电源端和车窗控制芯片第二电源端连接，另一端接地，所述第四十电容一端与车窗控制芯片第二电源端和车窗控制芯片第二电源端连接，另一端接地。

所述双霍尔传感器优选为TLE4966。

所述车窗控制芯片优选为TLE7810。

通过使用无线蓝牙电路传输数据，数据传输稳定，能够快速连接外围设备，准确获取信息，该电路设计合理运行稳定。

上述电源电路给智能手环提供稳定电源，并且保证了低功耗，延长手环的待机时间，节能环保。

上述双微电压比较电路能够根据重力传感器或者加速度传感器发出的信号进行判断人体的上下或者左右移动，从而将比较信号发送到手环的中央处理器进行判断，该电路运行稳定，输出信号准确。

上述复位电路能够通过中央处理器控制其充电或者复位操作，保证手环相应部件能够稳定工作，不容易被烧毁，延长了产品使用寿命。

该中央处理器电路能够保证蓝牙模块以及复位电路和微电压比较器协同工作，处理器功能强大，使手环能够准确执行用户指令。

该功放电路能够通过连接手环的蓝牙装置通过车载中控台控制音响的功放操作，实现了音响的稳定工作。

通过无线模块连接智能穿戴设备的蓝牙模块，通过穿戴设备对车窗进行控制，方便用户拿取物品。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的装置，其特征在于，包括：手环和汽车中控台；所述手环包括：中央处理器、双微电压比较器、重力传感器、电源电路、复位电路、第一蓝牙模块；

中央处理器双微电压比较信号传输端连接双微电压比较器信号输出端，所述双微电压比较器信号接收端连接重力传感器信号输出端，所述重力传感器信号端还连接中央处理器重力信号输入端，所述电源电路电源端连接双微电压比较器电源端，所述电源电路复位供电端连接复位电路电源输入端，所述复位电路信号端连接中央处理器复位信号端，所述电源电路供电端还连接第一蓝牙模块电源输入端，所述第一蓝牙模块信号控制端连接中央处理器蓝牙信号端，所述第一蓝牙模块无线连接汽车中控台或者智能终端；

汽车中控台包括：车载中央处理器、无线传输模块、功放模块、电源模块和车窗控制电路；

车载中央处理器无线传输端连接无线传输模块，用于接收手环第一蓝牙模块传输的数据，所述车载中央处理器功放控制端连接功放模块信号端，所述车载中央处理器车窗控制端连接车窗控制电路控制信号端，所述电源模块电源端连接车载中央处理器电源端；

所述双微电压比较器包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第三比较器、第四运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容；

第一运算放大器正极输入端分别连接第二运算放大器负极输入端和第十一电阻一端，所述第一运算放大器负极输入端分别连接第一运算放大器输出端和第二十一电容一端，所述第二十一电容另一端分别连接第四电阻一端和第三比较器负极输入端，所述第四电阻另一端接地，所述第二运算放大器负极输入端还连接第二十电容一端，所述第二十电容另一端连接第三电阻一端，所述第三电阻另一端分别连接第二电阻一端和第二运算放大器正极输入端，所述第二电阻另一端分别连接第二运算放大器输出端和第十一电阻另一端，所述第三比较器正极输入端连接第十电阻一端和第九电阻一端，所述第十电阻另一端接地，所述第九电阻另一端连接第四运算放大器输出端，所述第三比较器第二旁路端连接第八电阻一端，所述第八电阻另一端分别连接第二十二电容一端和第四运算放大器正极输入端，所述第二十二电容另一端接地，所述第三比较器第一旁路端连接电源输入端和第六电阻一端，所述第六电阻另一端分别连接第三比较器输出端和第七电阻一端，所述第七电阻另一端连接第四运算放大器负极输入端和第二十三电容一端，所述第二十三电容另一端分别连接中央处理器信号输出端和第四运算放大器输出端，所述第五电阻一端与第四运算放大器正极输入端连接，另一端与电源输入端连接；

所述中央处理器包括：控制开关、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第二十九电容、第三十电容、振荡器、第四电感；

控制开关一端分别连接第二十四电阻一端和处理芯片重置端，所述第二十四电阻另一端接地，所述控制开关另一端分别连接电源端和第二十七电容一端，所述第二十七电容另一端接地，所述第二十七电容一端还分别连接控制接口和第二十六电容一端，上述第二十六电容另一端接地，第二十八电容一端分别连接电源输入端和处理芯片第一电源端，所述第二十八电容另一端接地，第四电感一端连接处理芯片开关端，所述第四电感另一端分别连接第二十七电阻一端和第二十六电阻一端，所述第二十七电阻另一端分别连接第二十五电阻一端和处理芯片第二电源端，所述第二十五电阻另一端接地，所述第二十六电阻另一端分别连接第二十九电容一端和处理芯片参考电压端，所述第二十九电容一端还连接第三十电容一端，所述第三十电容另一端接地，所述第二十九电容另一端接地，所述振荡器连接处理芯片晶振端；

所述车窗控制电路包括：第六二极管、第七发光二极管、第八二极管、第七晶体管、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻、第四十六电阻、第四十七电阻，第四十八电阻、第四十九电阻、第五十电阻、第五十一电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第三十八电容、第三十九电容、第四十电容、第四十一电容；

车载电源端连接第六二极管正极，所述第六二极管负极连接控制电机速度开关，所述控制电机速度开关一端连接车窗控制芯片第一控制端，所述第六二极管正极还连接车窗电机一端，所述车窗电机另一端连接第七晶体管栅极，所述第七晶体管源极连接车窗控制芯片PWM控制端，所述第七晶体管漏极连接第四十一电阻一端，所述第四十一电阻另一端接地，双霍尔传感器信号传输端连接车窗控制芯片信号供应端，双霍尔传感器转速端连接车窗控制芯片转速端，双霍尔传感器方向端连接车窗控制芯片方向端，所述车载电源端还分别连接第四十八电阻一端、第四十九电阻一端、第五十电阻一端，第五十一电阻一端，所述第四十八电阻另一端分别连接第四十三电阻一端和第一开关一端，所述第一开关另一端接地，所述第四十九电阻另一端分别连接第四十四电阻一端和第二开关一端，所述第二开关另一端接地，所述第五十电阻另一端分别连接第四十五电阻一端和第三开关一端，所述第三开关另一端接地，所述第五十一电阻另一端分别连接第四十六电阻一端和第四开关一端，所述第四开关另一端接地，所述第四十三电阻另一端，第四十四电阻另一端、第四十五电阻另一端、第四十六电阻另一端分别连接车窗控制芯片第二控制端，所述车窗控制芯片信号显示端连接第四十七电阻一端，所述第四十七电阻另一端连接第七发光二极管正极，所述第七发光二极管负极接地，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关分别控制四个车门车窗；所述第八二极管的正极与车载电源端连接，负极与车窗控制芯片电源电压采样输入端连接，所述第四十二电阻一端与车载电源连接，另一端与车窗控制芯片电源感知端口连接，所述第三十八电容一端与车窗控制芯片电源电压采样输入端连接，另一端接地，所述第三十九电容一端与车窗控制芯片第三电源端连接，另一端接地，所述第四十电容一端与车窗控制芯片第一电源端和车窗控制芯片第二电源端连接，另一端接地，所述第四十一电容一端与车窗控制芯片第一电源端和车窗控制芯片第二电源端连接，另一端接地。

2.一种根据权利要求1的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，启动手环电源电路，手环电源电路向重力传感器进行供电操作，同时启动中央处理器，将重力传感器采集的身体运动信号发送到中央处理器；

S2，当中央处理器获取重力传感器信号后进行分析运算，将分析运算的数据通过第一蓝牙模块传输到外围设备，将第一蓝牙模块与外围设备匹配连接；

S3，连接之后，用户通过手环的重力传感器发送运动轨迹，该运动轨迹发送到外围设备，该外围设备存储语音信息，将运动轨迹信息和语音信息进行匹配并提取语音信息进行播放，实时响应用户根据重力传感器发送的运动轨迹信息。

3.根据权利要求2所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，其特征在于，所述S2包括：

设置重力传感器为向上水平放置，对初始水平轨迹进行校正，先进行水平旋转运动，保存若干水平旋转运动轨迹数据，获取该水平若干旋转运动轨迹数据的稳定值，再进行水平直线线性运动，保存若干水平直线线性运动数据，获取该若干水平直线运动轨迹数据的稳定中间值；

设置重力传感器为垂直放置，对初始垂直轨迹进行校正，先进行垂直旋转运动，保存若干垂直旋转运动轨迹数据，获取该垂直若干旋转运动轨迹数据的稳定值，再进行垂直直线线性运动，保存若干垂直直线线性运动数据，获取该若干垂直直线运动轨迹数据的稳定中间值；

通过进行加权积分来计算重力传感器的校准值，设定水平线性运动的中间值和垂直线性运动的中间值为第一校准值，设定水平旋转运动中间值和垂直旋转运动中间值为第二校准值，并且综合得到第一校准值和第二校准值的加权插值，来检测重力传感器的校准值。

4.根据权利要求3所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，其特征在于，所述S3包括：

重力传感器各轴初始的加速度为

x＝0，

y＝0，

z＝1g，

当x轴倾斜α度角时，

各轴此时的加速度为

x'＝-1g×sinα，

y'＝0，

z'＝1g×cosα，

用x'＝-1g×sinα除以z'＝1g×cosα得：

其中

同理如果设y轴偏转角为β，

则

z轴的正值表示重力传感器正面方向，z轴的负值表示重力传感器反面方向。

5.根据权利要求2所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，其特征在于，还包括：

当重力传感器运行一段时间之后，会出现周期性误差，需要对重力传感器进行数据重新校准操作；

将不同环境下保存的重力传感器的初始校准数据进行调用操作，获取初始校准信息样本，以PSD分析法分析数据样本，从中获得包含的显著周期性误差项的个数以及发生的时间间隔周期，并形成样本向量；

在样本向量中确定每个样本的取值区间，对取值区间进行平均分割，利用最小二乘法拟合出显著周期性误差项的个数以及发生的时间间隔周期样本的误差振幅和相位值，从而来建立显著相位误差项引起的总误差数学模型其中T为采样时间，A_i为误差振幅，f_i为误差样本，为相位值。

6.根据权利要求2所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，其特征在于，所述S3包括：

从重力传感器测量到的加速度值中去除静态偏置和噪声，以获得校正后的加速度值，基于校正后的加速度值来确定重力方向，使用重力传感器的旋转矩阵来确定与重力方向正交的平面，

在进行调整之后，进行校正后的和调整后的加速度值关于时间的积分,对这些加速度值进行关于时间的积分以获得速度值，并且对这些速度值进行进一步的关于时间的积分，以获得沿着平面的两个正交轴的位移值；

根据该位移值的比来估计运动方向。

7.根据权利要求6所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，其特征在于，所述S3还包括：

基于与重力传感器相对于用户身体的放置有关的用户输入以及校正后的加速度值关于时间的积分，来评价沿着平面的两个正交轴的位移值；根据重力传感器相对于用户身体的放置，进行用于按+1/-1调整加速度值的步骤，沿着用户运动轴，如果重力传感器放置于用户的上半身，则将加速度值调整-1，并且如果重力传感器放置于下半身，则将加速度值调整+1。

8.根据权利要求2所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，其特征在于，还包括：

设置重力传感器操作范围，当重力传感器x轴向左偏转在15度到40度之间，外围设备操控对象将向左以较慢速度移动，当重力传感器向左偏转在40度到90度，外围设备操控对象将向左以较快速度移动；

当重力传感器x轴向右偏转在15度到40度之间，外围设备操控对象将向右以较慢速度移动，当重力传感器向右偏转在40度到90度，外围设备操控对象将向右以较快速度移动。

9.根据权利要求8所述的通过重力传感器智能穿戴设备进行语音判断的方法，其特征在于，还包括：

y轴为操作外围设备的上下移动，操作方式同x轴；

若z为负值，将不会有数据的传输。