CN105576466B - 一种看闪拍手声控电源插座及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种看闪拍手声控电源插座及其控制方法，它能控制电源插座的通电、断电、间断式工作或调功率、延时关机等。典型的应用如开关不在旁边的台灯、或取暖器，冬季不必爬出被窝去关台灯、或设取暖器延时关机。本发明采用一套看闪拍手的声控命令，来实现多功能的随地拍手遥控操作电器，包括用无线或红外遥控模块拓宽操作远处带遥控功能的电器。所谓看闪拍手声控指看指示灯闪亮才拍手声控，拍手次数确定相应的功能。

Description

一种看闪拍手声控电源插座及其控制方法

技术领域

本发明涉及拍手声控应用领域，尤其涉及一种看闪拍手声控电源插座及其控制方法。

背景技术

一些低价简洁的小电器很具实用性、灵活性，但它们的控制部份相对简单。好在许多常用控制要求可在供电插座上提供解决方案，且安装、操控更方便、灵活。本发明的看闪拍手声控电源插座就属这种解决方案，且还很方便地为一些电器实现了不用遥控器的多功能随地拍手遥控操作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种看闪拍手声控电源插座及其控制方法。其中的关键是实现了拍手声控命令。换句话说是找到了一种同环境声音的区分方法。本发明通过引入指示灯发信号与人互动实现拍手声控，即：看闪拍手声控命令。并根据常用电器工作特点，设计出适用的拍手控制命令，既要简便又要兼顾防误动作。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种看闪拍手声控电源插座，它在一个电源插座盒中设置声控部分，所述声控部分主要由声响指示灯、快拍指示灯、通电指示灯、嘀声蜂鸣器、声音传感器、传感器信号放大及整形调理电路、单片机等构成；电源插座盒由电源输入插头、电源输出插座、双向可控硅或继电器等组成，其中电源输入插头取得电源后经双向可控硅或继电器连接到电源输出插座；单片机输出端口接双向可控硅的控制极或继电器的电磁线圈，用于控制电源输出插座的通电状态；所述声音传感器经传感器信号放大及整形调理电路输出后接单片机输入端口，所述快拍指示灯、通电指示灯、嘀声蜂鸣器均接单片机输出端口；所述声响指示灯与传感器信号放大及整形调理电路的输出端相连，同时也接单片机输出端口，两者接成逻辑或的关系。

进一步的，所述传感器信号放大及整形调理电路中的传感器信号放大增益控制电阻包括串联一只可调电阻，以便灵活调节声响传感灵敏度，安装结构可以是用起子旋转调节、也可加装旋钮调节。

进一步的，所述的嘀声蜂鸣器可改为语音提示喇叭。

进一步的，所述的电源输入插头为两脚的或三脚的；装在端头侧面或装在背面；为旋转滑动的；可改外接延长线插头。

进一步的，所述的电源输出插座可改为外接延长线电源输出插座。

进一步的，还包括无线通讯模块用于控制远处的配套无线通讯控制的电源输出插座，无线通讯模块通过RS串行口或SPI三线串行接口同单片机连接。

进一步的，还包括红外LED发射模块；红外LED发射模块均用于控制远处的电源输出插座，红外LED发射模块同单片机端口连接。

一种看闪拍手声控电源插座的控制方法，具体包括以下内容：所述单片机根据声音传感器搜索到没有声音，即传感器信号放大及整形调理电路输出低电平约1秒时，就闪亮一下快拍指示灯，让人看到快拍指示灯闪亮就拍手，当这种拍手声被声音传感器收到并经单片机判为有效拍手、且次数符合规定的：通电、断电、间断式工作、延时关机等功能定义时，嘀声蜂鸣器发出嘀声，表示命令接收成功，电源输出插座输出所控制的供电；单片机继续根据声音传感器不断搜索没有声音时段，若搜索到就发快拍指示灯闪一下；若有有效拍手、或已到达有效拍手命令，则执行；接着总是继续搜索没有声音时段，发快拍指示灯闪一下，如此不断地在捕捉有效拍手命令；所述看闪拍手的有效拍手识别特征为：看到快拍指示灯闪亮就立即拍一次手；凡在快拍指示灯闪亮前拍手或出现了声音、或在快拍指示灯闪亮后不即时拍手、或拍手声不短促，都认为是环境随机声响，命令无效，滴声蜂鸣器没有嘀声回应。

进一步的，所述的有效拍手、且次数符合规定具体为：

有效拍手的二到五次用来定义常用操作命令，即有效拍手命令；有效拍手命令包括不断拍手的命令参数，常用来设置程度或数值，具体规则是：对N次拍手命令，在第N+1次闪后不拍手，停顿一下后不断拍手发命令参数，停顿后命令结束；其中的一种典型具体命令定义为：

两拍用来让声响指示灯、快拍指示灯、通电指示灯显示设置状态；

三拍是开通电或关断电；

四拍是进入延时或设置延时，嘀声响不拍手即进入延时，此时无声响时快拍指示灯闪亮间隔可加长到3秒；嘀声响后不断拍手进入设置延时模式，此时不用看快拍指示灯，只管拍手，次数多就延时长，声响指示灯、快拍指示灯、通电指示灯以二进制表示8种时长，停顿后设置完成，命令结束；

五拍是开启间断式供电或设置间断供电方式，嘀声响不拍手即开启间断式供电；嘀声响后不断拍手进入设置间断供电方式，此时不用看快拍指示灯，拍手次数决定通时长，声响指示灯、快拍指示灯、通电指示灯以二进制表示8种时长，停顿间隔后，声响指示灯、快拍指示灯、通电指示灯闪一下归零后，再拍手次数决定断电时长；

关机前有连续嘀声提示，此时有效拍手会取消关机。

进一步的，在制作生产时，会用与所述功能等效的集成电路IC制作或生产、逻辑控制电路PLC制作或生产、及其它分列件构成的功能等效电路来替代所述的单片机及声音传感器信号放大及整形调理电路等。

本发明的有益效果是：本发明的看闪拍手声控电源插座为一些电器实现不用遥控器的多功能随地拍手遥控操作，多功能包括通电、断电、间断式工作或调功率、延时关机等电器常用控制，及再加上用无线或红外遥控模块使控制范围灵活，适用面扩展到带遥控功能的电器。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1、声响指示灯；2、快拍指示灯；3、通电指示灯；4、嘀声蜂鸣器；5、声音传感器；6、电源输出插座；7、电源输入插头；8、外接延长线电源输出插座。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步地说明。

要实现拍手声控命令的关键是寻找同环境声音的区分方法。本发明通过引入指示灯发信号与人互动实现拍手声控命令，即：看闪拍手声控命令。并结合常用电器的工作特点，设计出适用的拍手控制命令，既要简便又要兼顾防误动作。

具体实现方法如下：声音传感器(或MIC咪头)5接收环境声响，经传感器信号放大及整形调理电路输出后接单片机输入端口，供单片机监控判别声音。这里传感器信号放大及整形调理电路常用的IC型号有BISS0001，但不仅限于此。BISS0001的12脚、13脚接信号放大器的增益控制电阻，该电阻可再串联一只可调电阻，以便灵活调节声响传感灵敏度，安装结构可以是用起子旋转调节、也可加装旋钮调节。声音传感灵敏度的高低由所设声响指示灯1表现，因为声响指示灯1接传感器信号放大及整形调理电路输出端。对高灵敏声音传感器(或MIC咪头)5可用一个普通三极管放大来代替BISS0001。灵敏度低，抗环境声响误动作好，但拍手要响。声响指示灯1反映所需要的拍手轻重，常用白色或蓝色LED。

快拍指示灯2、通电指示灯3、嘀声蜂鸣器4均接单片机输出端口。声响指示灯1既接传感器信号放大及整形调理电路输出端，也接单片机输出端口，两者接成逻辑或的关系。单片机输出端口还接双向可控硅的控制极或继电器的电磁线圈控制电源输出插座6的通电状态。单片机常用的IC型号有宏晶STC系列，但不仅限于此。

电源输入插头7可两脚的、也可三脚的；可装在端头侧面、也可装在背面，以简单的固定结构为常用，但也设计成可旋转或滑动伸缩的、也可外接延长线插头。具体根据用户需求定制，只要能插在或固定在方便让人看到三指示灯(声响指示灯1、快拍指示灯2、通电指示灯3)、以及声音传感器孔不背着拍手声。

电源输出插座6可改外接延长线电源输出插座8。一般看闪拍手声控电源插座插在高处较容易让人从各方位看到三指示灯(声响指示灯1、快拍指示灯2、通电指示灯3)，此时若用外接延长线电源输出插座8可能更方便。

可增加无线通讯模块控制远处的配套无线通讯控制的电源输出插座(盒)。其实质是避免找位置安装操作控制面板、或找遥控器(管理遥控器)的麻烦。双向串行无线通讯模块可用HC-11、HC-12、NRF24L01等。HC-11、HC-12通过RS串行口同单片机连接，NRF24L01通过SPI串行接口(三线)同STC单片机连接；(普通单向无线发射，如FM1527)无线遥控编码同STC单片机4个端口(I/O口开漏模式)连接。无线遥控扩展也可包括红外LED遥控发射模块，无论哪种遥控，结合拍手遥控，使控制范围灵活，适用面扩展到带遥控功能的电器。单片机端口连接无线通讯模块或红外LED发射模块，以包括遥控编码IC的模块更方便(但占用端口较多。不带遥控编码IC的，只要一个端口，但要模拟遥控编码时序编程)。红外LED遥控发射模块(如BTH801F)同单片机一个输出口连接、HXD019M同单片机二个端口以I2C通讯方式连接；1527-IR遥控编码同STC单片机4个端口(I/O口开漏模式)连接。红外遥控发射模块还可包括带(编码)学习功能的组件，俗称万能遥控器，使通用性增强。

具体看闪拍手声控方法如下：

单片机监控声音传感器5，当检测到约1秒无声(声音传感器5所连接的传感器信号放大及整形调理电路输出低电平)时发出快拍指示灯2闪亮一下，让人看到后立即拍手一下，此时会检测到拍手的短促声，再等约1秒间隙若无声，则确定为是一次有效拍手。紧接着快拍指示灯2再闪亮一下，让人看到后再立即拍手一下，再等约1秒间隙若无声，则确定为是连续二次有效拍手，认定不是环境随机声响，进入到控制命令识别状态。此时快拍指示灯2仍再闪亮一下，不拍手(即二次有效拍手)进入显示状态模式，使声响指示灯1、快拍指示灯2、通电指示灯3显示延时设置及间断式供电设置，嘀声蜂鸣器4发嘀声提示命令有效完成；若拍一下手，即连续三次有效拍手，表示是开通电(若当前在断电状态)或关断电(若当前在通电状态)。进入控制命令状态后只要等不到1秒间隙快拍指示灯2就会闪亮一下，若不拍手，嘀声蜂鸣器4响起提示命令完成；若再拍一下手，即连续四次有效拍手，是进入延时或设置延时，嘀声响不拍手即进入延时，此时(无声响时)快拍指示灯2闪亮间隔可加长到3秒，既表示进入延时状态，也为减少误动作，因为进入延时状态，一般就不再拍手控制；嘀声响后不断拍手进入设置延时，此时不用看快拍指示灯2，只管拍手，次数多就延时长，声响指示灯1、快拍指示灯2、通电指示灯3以二进制表示8种时长，停顿后设置完成，命令结束。

五拍是开启间断式供电或设置间断供电方式，嘀声响不拍手即开启间断式供电；嘀声响后不断拍手进入设置间断供电方式，此时不用看快拍指示灯2，拍手次数决定通电时长，声响指示灯1、快拍指示灯2、通电指示灯3以二进制表示8种时长，停顿间隔后，声响指示灯1、快拍指示灯2、通电指示灯3闪一下归零后，再拍手次数决定断电时长。

凡在快拍指示灯2闪亮前拍手或出现了声音、或在快拍指示灯2闪亮后不即时拍手、或拍手声不短促，都认为是环境随机声响，命令无效，没有嘀声蜂鸣器4回应确认；快拍指示灯2不闪亮，重新开始再搜索无声状态，若搜索到了约1秒无声，快拍指示灯2再次闪亮，可再拍手发命令，如此不断地在捕捉有效拍手命令。

鉴于看快拍指示灯2闪拍手的关键性，所以把指示灯2称为快拍指示灯，常用红色LED。

可改嘀声蜂鸣器4为直接语音提示喇叭，现在可录制的语音IC模块或定制固定语句的语音IC模块已很便宜了。

通电指示灯3除主要指示电源输出插座6的通电状态外，在要表示时间长短时就与声响指示灯1和快拍指示灯2合在一起，以三只指示灯作二进制表示8种时长状态，常用绿色LED。

基本规则可简述为：红灯闪即拍手，嘀声响命令完成。

两拍显示设置，延时设置及间断式供电设置。进入显示延时设置后不用看闪，再拍一下显示间断式供电设置的通电时长，看清后，再拍手显示间断式供电设置的断电时长。注意，两拍因容易误动作，所以不作实际操控，仅作状态显示。

三拍是开通电(若当前在断电状态)或关断电(若当前在通电状态)。

四拍是进入延时或设置延时。

五拍是开启间断式供电或设置间断供电方式。

断电前有连续嘀声提示，此时有效拍手可取消断电，以防环境声响突然误关电(冬天洗澡或婴儿换衣不能突然误关电暖器)。

但本发明看闪拍手声控命令并不限于以上具体的执行功能，构成有效拍手命令的规则为：

有效拍手的连续二到五次用来规定常用操作命令，即有效拍手命令。

有效拍手命令可包括命令参数，常用来设置程度或数值(例如亮度、温度、功率、时间)，具体规则是：对N次有效拍手命令带参数，在第N+1次(快拍指示灯2)闪后不拍手，停顿直到嘀声蜂鸣器4响(或第N+2次快拍指示灯2闪)后不断拍手发命令参数(不必看快拍指示灯2闪)，此时快拍指示灯2可变频闪烁表示设参数在变，停顿后命令结束。

各N次有效拍手命令的具体执行功能可根据用户要求制定。例如，户要可要求平时开关就用拍两次的(误动作多)或拍三次的(误动作少)，对于不常用的改变功率可定义五拍为的功率设置(类似延时设置)。

最后，本发明在制作生产时，会用与所述功能等效的集成电路IC制作或生产、逻辑控制电路PLC制作或生产、及其它分列件构成的功能等效电路来替代所述的单片机及声音传感器信号放大及整形调理电路等。

Claims (9)

1.一种看闪拍手声控电源插座，其特征在于，它在一个电源插座盒中设置声控部分，所述声控部分主要由声响指示灯（1）、快拍指示灯（2）、通电指示灯（3）、嘀声蜂鸣器（4）、声音传感器（5）、传感器信号放大及整形调理电路、单片机构成；电源插座盒由电源输入插头（7）、电源输出插座（6）、双向可控硅或继电器组成；其中电源输入插头（7）取得电源后经双向可控硅或继电器连接到电源输出插座（6）；单片机输出端口接双向可控硅的控制极或继电器的电磁线圈，用于控制电源输出插座（6）的通电状态；所述声音传感器（5）经传感器信号放大及整形调理电路输出后接单片机输入端口，所述快拍指示灯（2）、通电指示灯（3）、嘀声蜂鸣器（4）均接单片机输出端口；所述声响指示灯（1）与传感器信号放大及整形调理电路的输出端相连，同时也接单片机输出端口，两者接成逻辑或的关系；所述看闪拍手的有效拍手识别特征为：看到快拍指示灯（2）闪亮就立即拍一次手；凡在快拍指示灯(2)闪亮前拍手或出现了声音、或在快拍指示灯(2)闪亮后不即时拍手、或拍手声不短促，都认为是环境随机声响，命令无效，滴声蜂鸣器（4）没有嘀声回应。

2.根据权利要求1所述的看闪拍手声控电源插座，其特征在于，所述传感器信号放大及整形调理电路中的传感器信号放大增益控制电阻包括串联一只可调电阻，以便灵活调节声响传感灵敏度，安装结构可以是用起子旋转调节、也可加装调节旋钮。

3.根据权利要求1所述的看闪拍手声控电源插座，其特征在于，所述的嘀声蜂鸣器（4）可改为语音提示喇叭。

4.根据权利要求1所述的看闪拍手声控电源插座，其特征在于，所述的电源输入插头（7）为两脚的或三脚的；装在端头侧面或装在背面；固定的或可旋转滑动伸缩的；可改为外接延长线插头。

5.根据权利要求1所述的看闪拍手声控电源插座，其特征在于，所述的电源输出插座（6）可改为外接延长线电源输出插座（8）。

6.根据权利要求1所述的看闪拍手声控电源插座，其特征在于，还包括无线通讯模块；无线通讯模块用于控制远处的配套无线通讯控制的电源输出插座，无线通讯模块通过RS或SPI串行接口同单片机连接或无线遥控编码模块同单片机若干端口并行连接。

7.根据权利要求1所述的看闪拍手声控电源插座，其特征在于，还包括红外LED遥控发射模块；红外LED遥控发射模块用于控制远处的带遥控功能的电器，红外LED遥控发射模块同若干单片机端口连接。

8.一种看闪拍手声控电源插座的控制方法，其特征在于，具体包括以下内容：单片机根据声音传感器（5）搜索到没有声音，即传感器信号放大及整形调理电路输出低电平约1秒时，就闪亮一下快拍指示灯（2），让人看到快拍指示灯（2）闪亮就拍手，当这种拍手声被声音传感器（5）收到并经单片机判为有效拍手、且连续次数符合有效拍手命令，有效拍手命令为通电、断电、间断式工作、延时关机，嘀声蜂鸣器（4）发出嘀声，表示命令接收成功，电源输出插座（6）输出所控制的供电；单片机继续根据声音传感器（5）不断搜索没有声音时段，若搜索到就发快拍指示灯（2）闪一下；若有有效拍手、或已到达有效拍手命令，则执行；接着总是继续搜索没有声音时段，发快拍指示灯（2）闪一下，如此不断地在捕捉有效拍手命令；所述看闪拍手的有效拍手识别特征为：看到快拍指示灯（2）闪亮就立即拍一次手；凡在快拍指示灯(2)闪亮前拍手或出现了声音、或在快拍指示灯(2)闪亮后不即时拍手、或拍手声不短促，都认为是环境随机声响，命令无效，滴声蜂鸣器（4）没有嘀声回应。

9.根据权利要求8所述的看闪拍手声控电源插座的控制方法，其特征在于，所述的有效拍手构成有效拍手命令规则为：

有效拍手的连续二到五次用来规定常用操作命令，即有效拍手命令；有效拍手命令包括命令带参数，用来设置数值，具体规则是：对N次有效拍手命令带参数，在第N+1次快拍指示灯（2）闪后不拍手，停顿到嘀声蜂鸣器（4）响后不断拍手发命令参数，停顿后命令结束；

有效拍手命令及功能定义为：

两拍用来让声响指示灯（1）、快拍指示灯（2）、通电指示灯（3）显示设置状态；

三拍是开通电或关断电；

四拍是进入延时或设置延时，嘀声响不拍手即进入延时，此时无声响时快拍指示灯(2)闪亮间隔加长到3秒；嘀声响后不断拍手进入设置延时，此时不用看快拍指示灯（2），只管拍手，次数多就延时长，声响指示灯（1）、快拍指示灯（2）、通电指示灯（3）以二进制表示8种时长，停顿后设置完成，命令结束；

五拍是开启间断式供电或设置间断供电方式，嘀声响不拍手即开启间断式供电；嘀声响后不断拍手进入设置间断供电方式，此时不用看快拍指示灯（2），拍手次数决定通时长，声响指示灯（1）、快拍指示灯（2）、通电指示灯（3）以二进制表示8种时长，停顿间隔后，声响指示灯（1）、快拍指示灯（2）、通电指示灯（3）闪一下归零后，再拍手次数决定断电时长；

关机前有连续嘀声提示，此时有效拍手会取消关机。