CN105665184B - 淋浴喷头出水流速的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种淋浴喷头出水流速的控制方法和装置，所述方法包括：采集使用者发出的声音信号；根据有效的声音信号获得第一音量；通过将所述第一音量乘以比例系数k获得控制淋浴喷头的出水流速的第一压力；通过所述第一压力控制淋浴喷头的压力阀，控制淋浴喷头的出水流速。所述装置包括：声音信号采集模块，用于采集使用者在调试过程和/或淋浴过程中发出的声音信号；信号处理模块，用于根据使用者在调试过程和/或淋浴过程中发出的声音信号，获得音量信号，并根据所述音量信号获得调节淋浴喷头的出水流速的压力信号，和压力阀模块，根据所述信号处理模块得到的压力信号控制压力阀的工作压力。本发明调整方便、快捷，不需要动手，更加人性化。

Description

淋浴喷头出水流速的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及自动控制系统技术领域，尤其是一种淋浴喷头出水流速的控制方法和装置。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对日常用品的要求也越来越高，而卫浴产品自然也是高品质生活追求的一部分。

传统的淋浴器通常由淋浴喷头和出水控制装置组成。出水控制装置通常包括手动旋转手柄和连通进水管与出水管的阀体。阀体中设置有封闭阀体的阀板，阀板与阀杆相连接，阀杆与所述手动旋转手柄相连接。当人们通过手动旋转手柄转动阀杆时，阀杆带动阀体内的阀板移动，从而使进水管与出水管相连通，水从进水管进入到出水管，进而通过淋浴喷头的中向外喷射。

淋浴喷头的出水具有喷淋、喷雾、脉冲等多种水流形式。为了实现这一功能，在淋浴喷头的喷淋头上通常设有多个出水通道，通过旋转喷淋头头部的喷头盖来控制水流进入其中的一个出水通道，来实现出水形式的变化。

在淋浴过程中，通常需要对淋浴喷头出水的水流速度进行调节以适应人体的感觉。因而在现有技术中，通常在出水控制装置设置有流量调节装置，如各种压力阀或调节阀，通过手动旋转或按压的方式控制水流压力大小，从而控制出水的水流速度。然而现有技术中对淋浴喷头出水流速的控制主要通过手动控制来完成，淋浴喷头出水流速与使用者之间没有互动，在使用者双手不方便的情况下，不容易达到使用者满意的出水流速。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，根据现有技术的不足，提供一种淋浴喷头出水流速的控制方法和装置，不需使有者手动便可以根据使用者的需要调节淋浴喷头的出水流速。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种淋浴喷头出水流速的控制方法，其中，在淋浴过程中，包括以下步骤：

采集使用者发出的声音信号；

根据有效的声音信号获得第一音量；

通过将所述第一音量乘以比例系数k获得控制淋浴喷头的出水流速的第一压力，其中，

Ps为使用者在调试时发出的声音的音量，F为在音量为时的、用于控制淋浴喷头的出水流速的压力；

通过所述第一压力控制淋浴喷头的压力阀，控制淋浴喷头的出水流速。

优选地，所述调试过程包括以下步骤：

采集使用者发出的声音信号；

根据有效的声音信号获得第二音量Ps；

根据所述第二音量获得调节淋浴喷头的出水流速的第二压力F；

计算所述第二压力F与所述第二音量Ps的比值得到比例系数k，即

优选地，在淋浴过程和调试过程中，根据以下过程识别采集到的声音信号是否有效：

计算采集到的声音信号在采集时间内的振幅平方和；

对比所述振幅平方和与预设的阈值的大小，如果所述振幅平方和大于或等于预设的阈值，所述声音信号有效。

优选地，通过以下步骤在调试过程中根据声音信号获得所述第二音量，和/或，在淋浴过程根据所述声音信号获得所述第一音量：

在声音信号持续的时间内，去掉声音信号的振幅最小值和振幅最大值；

计算声音信号的振幅平均值。

优选地，使用者发出的声音信号通过吹气产生。

为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种淋浴喷头出水流速的控制装置，包括：

压力阀模块，用于根据接收到的压力信号控制压力阀的工作压力；其中，还包括：

声音信号采集模块，用于采集使用者在调试过程和/或淋浴过程中发出的声音信号；

信号处理模块，与所述声音信号采集模块相连接，用于根据使用者在调试过程和/或淋浴过程中发出的声音信号，获得音量信号，并根据所述音量信号获得调节淋浴喷头的出水流速的压力信号，并将所述压力信号发送到所述压力阀模块。

优选地，所述信号处理模块包括：

音量计算单元，与所述声音信号采集模块相连接，根据所述声音信号采集模块发送的有效声音信号，计算得到音量信号；

数模转换单元，与所述音量计算单元相连接，用于将所述数字化的音量信号转换为模拟的压力信号；

信号放大单元，与所述数模转换单元相连接，用于对压力信号按照设定放大倍数进行放大。

优选地，所述信号处理模块还包括：比例系数获取单元，与所述音量计算单元相连接，根据调试过程中的音量及相应压力，得到比例系数k。

优选地，所述信号处理模块还包括：

声音识别单元，与所述声音信号采集模块相连接，确定所述声音信号采集模块发送的声音信号是否为有效的声音信号。

优选地，所述声音信号采集模块包括麦克风电路。

本发明采用吹气感应来感知流速，通过训练和匹配，来达到智能控制淋浴流速与吹气速度相匹配的目的。本发明提供的方法快捷、装置智能，不需要手动操作，更人性化。

附图说明

通过参照以下附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本发明所述的淋浴喷头出水流速的控制装置的原理框图；

图2为本发明所述控制装置中的信号处理模块的原理框；

图3为声音信号为语音信号时的信号波形图；

图4为声音信号为吹气时的信号波形图。

图5为本发明在调试过程中的淋浴喷头出水流速的控制方法；和

图6为本发明在淋浴过程中的淋浴喷头出水流速的控制方法。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。另外附图不一定是按比例绘制的。

附图中的流程图、框图图示了本发明实施例的系统、方法、装置的可能的体系框架、功能和操作，流程图和框图上的方框可以代表一个模块、程序段或仅仅是一段代码，所述模块、程序段和代码都是用来实现规定逻辑功能的可执行指令。也应当注意，所述实现规定逻辑功能的可执行指令可以重新组合，从而生成新的模块和程序段。因此附图的方框以及方框顺序只是用来更好的图示实施例的过程和步骤，而不应以此作为对发明本身的限制。

参见图1，为本发明所述的淋浴喷头出水流速的控制装置的原理框图。本发明提供的淋浴喷头出水流速的控制装置包括声音信号采集模块1、信号处理模块2和压力阀模块3，其中，压力阀模块3包括压力传动机构31和压力阀32。所述声音信号采集模块1用于采集使用者在淋浴过程中发出的声音信号，在一个实施例中，使用者通过吹气来发生声音信号。声音信号采集模块1的一个具体实施例为麦克风电路，可以将所述麦克风电路安装在淋浴房的墙壁上，高度适中，方便使用者对其吹气。麦克风电路采集到吹气的声音后，将该声音信号发送到信号处理模块2进行处理。

信号处理模块2与所述声音信号采集模块1相连接，根据使用者在淋浴过程中发出的有效声音信号，获得音量信号，并根据所述音量信号获得调节淋浴喷头的出水流速的压力信号。

压力阀模块3根据所述信号处理模块2发送来的压力信号，经过压力传动机构31，将该压力信号作用到所述压力阀32，控制其工作压力，从而控制淋浴喷头以一定的速度喷水。本发明中的压力阀模块3可以采用与现有技术中的类似结构，因此，在本发明中不再重复说明。

由于控制所述压力阀32工作的压力信号是根据使用者的吹气音量得到的，因此，当使用者采用不同力气来吹气时，本发明的控制装置会得到音量大小不同的声音信号，则可以产生压力大小不同的压力信号，进而可以控制淋浴喷头的出水流速。也就是使用者与水流速度之间有交互，用直观的呼气来代表期望的出水速度，不需要手动调节。

如图2所示，为本发明所述控制装置中的信号处理模块的原理框。信号处理模块2包括声音识别单元21、音量计算单元22、数模转换单元23、信号放大单元24和比例系数获取单元25。

所述声音识别单元21与所述声音信号采集模块1相连接，确定所述声音信号采集模块1发送的声音信号是否为使用者用于调速的、有效的声音信号。在本实施例中，使用者通过吹气来发出用于调速的声音信号。由于吹气发出的声音信号和人的讲话发出的声音不同，二者的声音特征区别明显，如图3和图4所示。图3为声音信号为语音信号时的信号波形图；图4为声音信号为吹气时产生的信号波形图。从图中可以看出，说话发出的语音信号虽然会产生比较大的振幅，但是由于说话的间断性，导致波形分布稀疏，其振幅平方和较低。而吹气的声音信号则更像是白噪声，没有突兀的振幅。而且比较连续，波形稠密、均匀分布，所以振幅平方和会比较高。因而，本发明根据经验设置一个阈值。所述声音识别单元21计算采集到所述声音信号在采集时间内的振幅平方和，如果所述振幅平方和大于或等于所述预设的阈值，则可以认为当前采集到的声音信号为使用者吹气产生的，则此声单信号有效，向所述音量计算单元22发送触发信号。如果所述振幅平方和小于所述预设的阈值，则认为不是吹气产生的声音信号，不会向所述音量计算单元22发送触发信号。

音量计算单元22，与所述声音信号采集模块相连接，接收其采集到的声音信号，并根据接收到所述声音识别单元21发送来的触发信号计算得到音量信号。在所述声音信号持续的时间内，去掉声音信号的振幅最小值和振幅最大值，计算声音信号的振幅平均值。该振幅平均值即为该声音信号的音量。将此时得到的音量发送给所述的数模转换单元23进行数字、模拟的转换，则将所述数字化的音量信号转换为模拟的压力信号；根据数模转换单元23输出的是电压信号或电流信号，选择对应的信号放大单元24，将数模转换单元23输出的压力信号按照设定放大倍数进行放大。

最后，将该电流或电压大小合适的压力信号发送给压力阀模块3，用于控制压力阀。

另外，为了使出水流速能尽快满足使用者的要求，减少使用者反复吹气、反复感知出水流速是否合适的麻烦，提高调节流速的效率，本发明还提供了一个训练好的比例系数，可以使使用者尽快将出水流速调整到合适的速度。该比例系数为使用者在调试过程中得到的。其可以存储其来供本次淋浴时用于调速，也可以供下次使用。因而，本发明所述的信号处理模块2中还包括比例系数获取单元25，其分别与所述音量计算单元22和信号放大单元23相连接，在用户调试时满意时，从所述音量计算单元22获取音量，从所述信号放大单元23获取压力，计算输出的压力/音量，即压力输出值/吹气音量，从而得到比例系数k。

如图5所示，为本发明在调试过程中的淋浴喷头出水流速的控制方法。通常，在正式淋浴之前，需要进行一个调试过程，具体如下：

步骤S1B，使用者向安装在墙壁上的麦克风电路吹气，麦克风电路采集使用者的声音信号；

步骤S2B，判断该声音信号是否有效，即该声音信号是使用者说话产生的语音信号，还是吹气产生的声音信号。如果是说话声音，则返回步骤S1B；如果是吹气产生的声音，则下一步。

步骤S3B，处理所述的声音信号，计算得到对应的音量，为了与正式淋浴时用到的音量相区别，在此称为第二音量。即计算得到对应的第二音量Ps。

步骤S4B，将所述第二音量进行数模转换、放大，得到用于控制压力阀的第二压力.

步骤S5B，通过得到的第二压力F控制淋浴喷头的压力阀，淋浴喷头以一定的流速出水。

步骤S6B，使用者判断是否对该流速满意，如果满意，在步骤S7B，由比例系数获取单元25计算得到比例系数k,

则调试结束。如果不满意，改变吹气的力量，返回步骤S1B，进而改变淋浴喷头的出水流速。直到满意为止。

在正式淋浴时，如果用户想调整喷头的出水流速，则对着所述麦克风电路吹气，具体实施例的步骤如图6所示。

步骤S1A，麦克风电路采集使用者发出的声音信号。

步骤S2A，经过声音识别后，根据所述声音信号计算得到第一音量。

步骤S3A，从比例系数获取单元25中取得正式淋浴前调试时得到比例系数k，将所述第一音量乘以所述比例系数k，得到所述第一压力。

步骤S4A，根据所述第一压力控制淋浴喷头的压力阀，淋浴喷头以一定的流速出水。

同理，如果使用者对此流速不满意，仍然可以重新向麦克风吹气，重复上述过程，以得到满意的流速。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种淋浴喷头出水流速的控制方法，其中，在淋浴过程中包括以下步骤：

采集使用者发出的声音信号；

根据有效的声音信号的振幅平均值获得第一音量；

通过将所述第一音量乘以比例系数k获得控制淋浴喷头的出水流速的第一压力，其中，

Ps为使用者在调试时发出的声音的音量，F为在音量为Ps时的、用于控制淋浴喷头出水流速的压力；

通过所述第一压力控制淋浴喷头的压力阀，控制淋浴喷头的出水流速,

其中，在淋浴过程和调试过程中，根据以下步骤识别采集到的声音信号是否有效：

计算采集到的声音信号在采集时间内的振幅平方和；

对比所述振幅平方和与预设的阈值的大小，如果所述振幅平方和大于或等于预设的阈值，所述声音信号有效。

2.如权利要求1所述的淋浴喷头出水流速的控制方法，其中，在调试过程中包括以下步骤：

采集使用者发出的声音信号；

根据有效的声音信号获得第二音量Ps；

根据所述第二音量Ps获得控制淋浴喷头出水流速的第二压力F；

计算所述第二压力F与所述第二音量Ps的比值得到比例系数k，即

3.如权利要求2所述的淋浴喷头出水流速的控制方法，其中，通过以下步骤在调试过程中根据声音信号获得所述第二音量，和/或，在淋浴过程根据所述声音信号获得所述第一音量：

在声音信号持续的时间内，去掉声音信号的振幅最小值和振幅最大值；

计算声音信号的振幅平均值。

4.如权利要求1-3任一所述的淋浴喷头出水流速的控制方法，其中，使用者发出的声音信号通过吹气或咳嗽产生。

5.一种淋浴喷头出水流速的控制装置，包括：

压力阀模块，用于根据接收到的压力信号控制压力阀的工作压力；其中，还包括：

声音信号采集模块，用于采集使用者在调试过程和淋浴过程中发出的声音信号；

信号处理模块，与所述声音信号采集模块相连接，用于根据使用者在调试过程或淋浴过程中发出的声音信号，根据有效的声音信号的振幅平均值获得音量信号，并根据所述音量信号获得控制淋浴喷头的出水流速的压力信号，并将所述压力信号发送到所述压力阀模块，

所述信号处理模块还包括：

比例系数获取单元，根据调试过程中的音量Ps及相应压力F，得到比例系数k＝F/Ps，从而，所述信号处理模块通过将所述音量信号乘以比例系数k获得控制淋浴喷头的出水流速的压力信号；

声音识别单元，与所述声音信号采集模块相连接，确定所述声音信号采集模块发送的声音信号是否为有效的声音信号，其中，所述声音识别单元计算采集到的声音信号在采集时间内的振幅平方和，并对比所述振幅平方和与预设的阈值的大小，如果所述振幅平方和大于或等于预设的阈值，则判定所述声音信号有效。

6.如权利要求5所述的淋浴喷头出水流速的控制装置，其中，所述信号处理模块包括：

音量计算单元，与所述声音信号采集模块相连接，根据所述声音信号采集模块发送的有效声音信号，计算得到音量信号；

数模转换单元，与所述音量计算单元相连接，用于将所述音量信号转换为模拟的压力信号；

信号放大单元，与所述数模转换单元相连接，用于对所述压力信号按照设定放大倍数进行放大。

7.如权利要求6所述的淋浴喷头出水流速的控制装置，其中，所述声音信号采集模块包括麦克风电路。

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