CN106061035A - 一种声光互动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种声光互动装置，其包括声音采集及放大处理模块、中央处理模块、RF射频模块，声音采集及放大处理模块采用麦克风将外部音频信息采集后经放大模块处理后再将模拟信号转换为数字信号并送与中央处理模块，中央处理模块将处理后的数据信号发送到RF射频模块，RF射频模块将数据信号发送给智能照明设备。本发明公开了一种声光互动装置，用于联动智能家居、物联网“无线智能照明”及有线智能照明类产品与音乐节奏互动，该装置可用于家庭、KTV、酒店等对声光互动有需求的场所。本发明能够解决手机APP互动体验效果差，手机使用烦琐及音源的局限性，手机运行APP软件时发热严重影响待机时间及电池爆炸的可能性影响人身和财产安全等问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居、物联网技术领域，具体涉及一种声光互动装置。
背景技术
随着智能家居行业的快速发展，智能照明越来越被老百姓接受，然而智能照明只能通过手机为接收端执行声光互动，这一弊端极大的限制了声光互动的应用范围，如：手机运行APP时耗电量大，影响手机待机时间及电池使用寿命，手机在执行声光互动时接听电话会中断声光互动效果，手机在锁屏状态下无法正常执行声光互动效果，手机处理器的原因软件部分无法做到采用FFT（快速傅里叶变换）算法，因此用手机作为接收端的声光互动体验差、实际效果不稳定。
由于产品的应用场地广泛，如KTV场所、家庭KTV、酒店套房等，当用户把手机放置一旁长时间体验声光互动功能时会忽略手机的发热问题，有可能会引发手机电池爆炸、着火带来的人身和财产安全问题。
有鉴于此，特提出本发明，以改正上述现有技术的不足之处。
发明内容
针对上述现有技术，本发明所要解决的技术问题是提供一种声光互动装置，该装置能够解决手机APP互动体验效果差，手机使用烦琐及音源的局限性，手机运行APP软件时发热严重影响待机时间及电池爆炸的可能性影响人身和财产安全等问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种声光互动装置，包括声音采集及放大处理模块、中央处理模块、RF射频模块，所述中央处理模块分别与声音采集及放大处理模块、RF射频模块电连接，所述声音采集及放大处理模块采用麦克风将外部音频信息采集后经放大模块处理后再将模拟信号转换为数字信号并送与中央处理模块，所述中央处理模块将处理后的数据信号发送到RF射频模块，所述RF射频模块将数据信号发送给智能照明设备。
本发明的进一步改进为，所述声光互动装置还包括键盘模块、LED显示模块，所述键盘模块、LED显示模块分别与中央处理模块电连接，所述键盘模块用于电源开关、声光互动模式切换，电源开关及声光互动模式切换将从LED显示模块显示出来。
本发明的进一步改进为，所述声光互动装置还包括电池供电及电量采集模块、电池充电接口及充电保护模块，所述电池供电及电量采集模块分别与中央处理模块、RF射频模块、电池充电接口及充电保护模块电连接。
本发明的进一步改进为，所述电池供电及电量采集模块采用锂电池供电并设有电量采集模块，所述电池充电接口及充电保护模块具有充电接口及充电保护电路模块，电池电量低时通过采集电量信息送给中央处理模块后经RF射频模块发送到网关主机和用户手机APP，提醒用户电池电量低应及时充电。
本发明的进一步改进为，所述中央处理模块采用STM32高速处理器。
本发明的进一步改进为，所述RF射频模块为ZigBee RF射频模块或蓝牙模块或红外模块或Z-Wave模块或WIFI模块或315M模块或433M模块或2.4G模块。
本发明的进一步改进为，所述智能照明设备为LED智能灯具。
与现有技术相比，本发明采用声音采集及放大处理模块采用麦克风将外部音频信息采集后经放大模块处理后再将模拟信号转换为数字信号并送与中央处理模块，中央处理模块将处理后的数据信号发送到RF射频模块， RF射频模块将数据信号发送给智能照明设备。本发明能够解决手机APP互动体验效果差，手机使用烦琐及音源的局限性，手机运行APP软件时发热严重影响待机时间及电池爆炸的可能性影响人身和财产安全等问题。
附图说明
图1是本发明的原理结构示意图;
图2是本发明的声音采集及放大处理模块的电路原理图;
图3是本发明的中央处理模块的电路原理图;
图4是本发明的RF射频模块的电路原理图;
图5是本发明的键盘模块的电路原理图;
图6是本发明的LED显示模块的电路原理图;
图7是本发明的电池供电及电量采集模块的电路原理图;
图8是本发明的电池充电接口及充电保护模块的电路原理图;
图9是本发明的程序流程结构图。
图中各部件名称如下：
1—声音采集及放大处理模块;
2—中央处理模块;
3—RF射频模块;
4—键盘模块;
5—LED显示模块;
6—电池供电及电量采集模块;
7—电池充电接口及充电保护模块。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明, 附图中类似的元件标号代表类似的元件。
如图1所示，本发明的一种声光互动装置，其包括声音采集及放大处理模块1、中央处理模块2、RF射频模块3，所述中央处理模块2分别与声音采集及放大处理模块1、RF射频模块3电连接，所述声音采集及放大处理模块1采用麦克风将外部音频信息采集后经放大模块处理后再将模拟信号转换为数字信号并送与中央处理模块2，所述中央处理模块2将处理后的数据信号发送到RF射频模块3，所述RF射频模块3将数据信号发送给智能照明设备。
优选地，如图1所示，所述声光互动装置还包括键盘模块4、LED显示模块5、电池供电及电量采集模块6、电池充电接口及充电保护模块7，所述键盘模块4、LED显示模块5、电池供电及电量采集模块6分别与所述中央处理模块2电连接，所述电池供电及电量采集模块6分别与RF射频模块3、电池充电接口及充电保护模块7电连接，所述键盘模块4用于电源开关、声光互动模式切换，电源开关及声光互动模式切换将从LED显示模块5显示出来。
具体地，如图1所示，所述电池供电及电量采集模块6采用锂电池供电并设有电量采集模块，所述电池充电接口及充电保护模块7具有充电接口及充电保护电路模块，电池电量低时通过采集电量信息送给中央处理模块2后经RF射频模块3发送到网关主机和用户手机APP，提醒用户电池电量低应及时充电。所述中央处理模块2采用STM32高速处理器。所述RF射频模块3为ZigBee RF射频模块或蓝牙模块或红外模块或Z-Wave模块或WIFI模块或315M模块或433M模块或2.4G模块。所述智能照明设备为LED智能灯具。
具体地，如图2所示，图2是本发明的声音采集及放大处理模块1的电路原理图，用于采集外部音频信息后经放大模块处理后再将模拟信号转换为数字信号并送与中央处理模块2;其包括麦克风MIC、双运算放大器LM358、电阻R7至R13、电容C3至C4，它们的连接关系如图2所示。
具体地，如图3所示，图3是本发明的中央处理模块2的电路原理图，所述中央处理模块2采用STM32 CPU高速处理器U102，具体型号为：STM32F103C8T6，其连接关系如图3所示。因此软件程序部分采用FFT（快速傅里叶变换）算法，该算法具有增加声光互动的趣味性优点。
具体地，如图4所示，图4是本发明的ZigBee RF射频模块3的电路原理图，ZigBeeRF射频模块3用于接收中央处理模块2处理后的数据信号并送给智能照明设备、网关主机和用户手机APP。其包括2.4G无线芯片U3（具体型号：MG2470）、电阻R14至R116、电容C4至C10、电容C13至C19、电感L1至L4、天线ANT，其连接关系如图4所示。
具体地，如图5所示，图5是本发明的键盘模块4的电路原理图，所述键盘模块4用于电源开关、声光互动模式切换，电源开关及声光互动模式切换将从LED显示模块5显示出来。其包括按键K1至K4，其连接关系如图5所示。
具体地，如图6所示，图6是本发明的LED显示模块5的电路原理图，电源开关及声光互动模式切换将从LED显示模块5显示出来。其包括电阻R2至R6、LED灯LED1至LED4，其连接关系如图6所示。
具体地，如图7所示，图7是本发明的电池供电及电量采集模块6的电路原理图，所述电池供电及电量采集模块6采用锂电池供电并设有电量采集模块。其包括锂电池BAT、电阻R17至R18，其连接关系如图7所示。
具体地，如图8所示，图8是本发明的电池充电接口及充电保护模块7的电路原理图，所述电池充电接口及充电保护模块7具有充电接口及充电保护电路模块，电池电量低时通过采集电量信息送给中央处理模块2后经ZigBee RF射频模块3发送到网关主机和用户手机APP，提醒用户电池电量低应及时充电。其包括USB接口USB1、电阻R1、电容C1至C2、电池管理芯片U1（具体型号：LN2054），其连接关系如图8所示。
具体地，如图9所示，图9是本发明的程序流程结构图,按照图9所示程序流程结构图编写相应工作程序。软件程序部分采用FFT（快速傅里叶变换）算法，该算法具有增加声光互动的趣味性优点。本发明的声光互动装置的工作程序流程说明如下：
1.程序运行开始，先初始化系统时钟、串口、RF射频模块、看门狗、后进入程序主循环部分，循环判断电源按键是否有按下，有则开机成功，程序将往下执行读取并处理数据，再按一次电源按键，则系统关机，同时关闭读取处理数据功能。
2.若开机成功，则CPU读取来自外部音频信息数据，将原始音频数据做FFT运算处理，得到的结果通过串口发送给RF射频模块部分，这时RF射频模块将处理后的数据通过空中无线电传输发送到智能照明设备(LED智能灯具)。
3.中断部分处理其他按键事件，分为动感DJ、电影、抒情三种模式选择按键，当不同的按键按下时，分别设置不同的FFT运算速度变量，并将变量回传到主程序部分，从而达到通过改变FFT运算速度就可以改变不同情景模式的目的。
本发明采用外置声音采集器将外部音频信息采集后经CPU做FFT运算处理后发送到ZigBee RF射频部分，再由ZigBee RF射频经无线发送空中信号到智能照明设备，从而达到声光互动效果的目的。
相比传统手机APP声光互动方案本发明的一种声光互动装置体验效果好、声光互动稳定安全，延续手机待机时间及保护人身和财产安全（预防火灾、手机爆炸）。
本发明的优点在于，本发明采用声音采集及放大处理模块采用麦克风将外部音频信息采集后经放大模块处理后再将模拟信号转换为数字信号并送与中央处理模块，中央处理模块将处理后的数据信号发送到RF射频模块， RF射频模块将数据信号发送给智能照明设备。本发明能够解决手机APP互动体验效果差，手机使用烦琐及音源的局限性，手机运行APP软件时发热严重影响待机时间及电池爆炸的可能性影响人身和财产安全等问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种声光互动装置，其特征在于：包括声音采集及放大处理模块(1)、中央处理模块(2)、RF射频模块(3)，所述中央处理模块(2)分别与声音采集及放大处理模块(1)、RF射频模块(3)电连接，所述声音采集及放大处理模块(1)采集外部音频信息经放大模块处理后再将模拟信号转换为数字信号并送与中央处理模块(2)，所述中央处理模块(2)将处理后的数据信号发送到RF射频模块(3)，所述RF射频模块(3)将数据信号发送给智能照明设备。
2.根据权利要求1所述的声光互动装置，其特征在于：所述声光互动装置还包括键盘模块(4)、LED显示模块(5)，所述键盘模块(4)、LED显示模块(5)分别与中央处理模块(2)电连接，所述键盘模块(4)用于电源开关、声光互动模式切换，电源开关及声光互动模式切换将从LED显示模块(5)显示出来。
3.根据权利要求2所述的声光互动装置，其特征在于：所述声光互动装置还包括电池供电及电量采集模块(6)、电池充电接口及充电保护模块(7)，所述电池供电及电量采集模块(6)分别与中央处理模块(2)、RF射频模块(3)、电池充电接口及充电保护模块(7)电连接。
4.根据权利要求3所述的声光互动装置，其特征在于：所述电池供电及电量采集模块(6)采用锂电池供电并设有电量采集模块，所述电池充电接口及充电保护模块(7)具有充电接口及充电保护电路模块，电池电量低时通过采集电量信息送给中央处理模块(2)后经RF射频模块(3)发送到网关主机和用户手机，提醒用户电池电量低应及时充电。
5.根据权利要求1至4任一项所述的声光互动装置，其特征在于：所述中央处理模块(2)采用STM32高速处理器。
6.根据权利要求1至4任一项所述的声光互动装置，其特征在于：所述RF射频模块(3)为ZigBee RF射频模块或蓝牙模块或红外模块或Z-Wave模块或WIFI模块或315M模块或433M模块或2.4G模块。
7.根据权利要求1至4任一项所述的声光互动装置，其特征在于：所述智能照明设备为LED智能灯具。
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