CN107068151A - 一种语音识别与语音控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种语音识别与语音控制装置，包括单片机、语音识别模块、输出控制模块、电源模块、家电开关模块以及家电调节模块，所述电源模块分别为各模块供电，所述语音识别模块与单片机相连，所述单片机与输出控制模块相连，所述输出控制模块分别与家电开关模块以及家电调节模块相连。本发明通过语音识别模块对用户的控制语音进行识别，单片机对语音识别模块的电信号进行处理并将处理结果发送到输出控制模块，由输出控制模块通过家电开关模块和家电调节模块实现家用电器的通电连接和功率调节，因此用户无需时刻将本装置随身携带，只需把本装置安放在任何能够接收到语音信号的位置即可，便于用户对家用电器进行远距离控制。

Description

一种语音识别与语音控制装置
技术领域
本发明涉及智能控制领域，更具体地说涉及一种语音识别与语音控制装置。
背景技术
随着我国社会老龄化人口的不断增加，每个家庭都会有老人家存在，老人家们行动方面有所困难，而家里所安装的家用电器繁多，控制家用电器的开关又被安装在不同的位置，老人家难以对所有的家用电器实施有效的控制，虽然现在大多数的家用电器都已经配置有遥控装置，但是老人家无法每时每刻都将遥控装置随身携带，一旦遥控装置不在身旁，就完全没有办法对家用电器实施控制，这对老人家们带来极大的不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种配置有语音识别以及语音控制的家用电器控制装置。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种语音识别与语音控制装置，包括单片机、语音识别模块、输出控制模块、电源模块、家电开关模块以及家电调节模块，所述电源模块分别为单片机、语音识别模块以及输出控制模块供电，所述语音识别模块输出端与单片机输入端相连，所述单片机输出端与输出控制模块相连，所述输出控制模块分别与家电开关模块以及家电调节模块相连。
作为上述方案的进一步改进，所述电源模块包括电池以及三端稳压器，所述电池与三端稳压器输入端相连，所述三端稳压器输出端作为电源模块对单片机、语音识别模块以及输出控制模块的供电端。
作为上述方案的进一步改进，所述三端稳压器型号为7805。
作为上述方案的进一步改进，所述语音识别模块包括语音识别集成芯片、麦克风以及提示灯，所述语音识别集成芯片配置有时序端、数据端、录音提示端、语音识别端以及语音输入端，所述时序端以及数据端分别与单片机相连，所述语音输入端与麦克风相连，所述录音提示端以及语音识别端分别与提示灯相连。
作为上述方案的进一步改进，所述语音识别集成芯片型号为AP7003。
作为上述方案的进一步改进，所述输出控制模块包括语音录放芯片，RS触发器、三极管以及多个可控硅，所述语音录放芯片配置有地址端和扬声器输出端，所述语音录放芯片地址端与单片机相连，所述扬声器输出端与RS触发器输入端相连，所述RS触发器输出端与三极管基极相连，所述三极管发射极接地，所述三极管集电极与各个可控硅控制端相连，每个可控硅导通的触发电压各不相同，所述可控硅设置在家电开关模块和家电调节模块中。
作为上述方案的进一步改进，所述语音录放芯片型号为ISD2540。
作为上述方案的进一步改进，所述家电调节模块包括调节单元，所述调节单元配置有两个以上，所述调节单元均包括变压器、整流桥以及滤波电容，各个调节单元的变压器匝数比各不相同，所述变压器输入端与市电供电端相连，所述变压器输出端与整流桥输入端相连，所述滤波电容接在整流桥输出端，所述可控硅正极与整流桥输出端相连，所述可控硅负极与家用电器相连。
作为上述方案的进一步改进，所述家电开关模块包括开关单元，所述开关单元包括继电器，所述继电器控制端和可控硅串联在市电供电端以及接地端之间，所述可控硅负极接地，所述继电器输出端控制家用电器通电连接。
作为上述方案的进一步改进，还包括按键模块，所述按键模块与单片机输入端相连，所述按键模块是3*3矩阵键盘。
本发明的有益效果是：本发明通过语音识别模块对用户的控制语音进行识别，单片机对语音识别模块的电信号进行处理并将处理结果发送到输出控制模块，由输出控制模块通过家电开关模块和家电调节模块实现家用电器的通电连接和功率调节，基于上述原理，用户无需时刻将本装置随身携带，只需把本装置安放在任何能够接收到语音信号的位置即可，便于用户对家用电器进行远距离控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的电路框架图；
图2是本发明实施例具体的电路原理图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指元件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接元件，来组成更优的连接电路。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1～图2，为方便家里的老人家或者各种行动不便的人控制所安装的各个家用电器，本发明公开了一种语音识别与语音控制装置，包括单片机U1、语音识别模块、输出控制模块、电源模块、家电开关模块以及家电调节模块，所述电源模块分别为单片机U1、语音识别模块以及输出控制模块供电，所述语音识别模块输出端与单片机U1输入端相连，所述单片机U1输出端与输出控制模块输入端相连，所述输出控制模块分别与家电开关模块以及家电调节模块通电连接。本发明通过语音识别模块对用户的控制语音进行识别，单片机U1对语音识别模块输出的电信号进行处理并将处理结果发送到输出控制模块，由输出控制模块通过家电开关模块和家电调节模块实现家用电器的通电连接和功率调节，基于上述原理，用户无需时刻将本装置随身携带，只需把本装置安放在任何能够接收到语音信号的位置即可，便于用户对家用电器进行远距离控制。本发明具体实施方式中所述单片机U1可以是51系列、AVR系列、PIC系列以及STM系列型号的单片机。
进一步作为优选的实施方式，本发明具体实施方式中所述电源模块包括电池以及三端稳压器，所述电池与三端稳压器输入端相连，所述三端稳压器输出端作为电源模块对单片机U1、语音识别模块以及输出控制模块的供电端。所述电源模块电路结构简单，易于实现，且便于携带。
具体地，本发明具体实施方式中所述三端稳压器型号为7805。
进一步作为优选的实施方式，本发明具体实施方式中所述语音识别模块包括语音识别集成芯片U2、麦克风以及提示灯，所述语音识别集成芯片U2配置有时序端PIT3、数据端POB4、录音提示端、语音识别端以及语音输入端，所述时序端PIT3以及数据端POB4分别与单片机U1相连，所述语音输入端与麦克风相连，所述录音提示端以及语音识别端分别与提示灯相连。具体地，所述麦克风用于将语音信号转变为电压信号，所述语音识别集成芯片U2配置有两个功能，一个是存储功能，用于存放基准语音信号，另一个是识别比较功能，将接收到的语音信号与所存储的基准语音信号作对比，并向单片机U1输出比较结果。当所述语音识别集成芯片U2使用录入基准语音信号功能时，所述录音提示端所连接的提示灯通电，当所述语音识别集成芯片U2使用语音识别比较功能时，所述语音识别端所连接的提示灯通电，另外所述语音识别集成芯片U2与单片机U1通过串口通信方式实现数据传输，所述语音识别集成芯片U2通过时序端PIT3传输时钟信号，所述语音识别集成芯片U2通过数据端POB4传输数据信号。
具体地，本发明具体实施例中所述语音识别集成芯片U2型号为AP7003，所述型号的语音识别集成芯片U2是一款低成本，内置麦克风放大电路，模数转换器以及语音控制器的芯片，可识别12组不同的字词，每组1.5秒时长，可连词或单词识别，使用所述型号的语音识别集成芯片U2有效简化语音识别模块的电路结构。
进一步作为优选的实施方式，本发明具体实施方式中所述输出控制模块用于根据单片机U1所述传输的信号控制各种不同家用电器的通电连接或运行功率，所述输出控制模块包括语音录放芯片U3，RS触发器U4、三极管以及多个可控硅，所述语音录放芯片U3配置有地址端(A0-A8)和扬声器输出端(SP+，SP-)，所述语音录放芯片U3地址端与单片机U1相连，所述扬声器输出端与RS触发器U4输入端相连，所述RS触发器U4输出端与三极管基极相连，所述三极管发射极接地，所述三极管集电极与各个可控硅控制端相连，每个可控硅导通的触发电压各不相同，所述可控硅设置在家电开关模块以及家电调节模块中用于实现家用电器的通电连接和功率调节。本发明实施例所述输出控制模块控制原理如下，所述语音录放芯片U3内配置有多个寄存器用于存储不同幅值的语音信号，每个寄存器都设有唯一的地址，单片机U1对语音识别模块所传输的数据接收并处理完成以后，通过语音录放芯片U3的地址端向其发送地址信息，之后语音录放芯片U3提取该地址对应的寄存器所存储的语音信号，通过扬声器输出端输出不同电压值的模拟电信号，在经过RS触发器U4以及三极管进行整形放大，以控制相应的可控硅导通，由于本发明所述的各个可控硅导通所需的触发电压各不相同，因此每次语音识别之后都能够控制对应的可控硅导通。
具体地，本发明具体实施例中所述语音录放芯片U3型号为ISD2540，所述型号的语音录放芯片U3内部所配置的E2PROM容量为480K，能够存放多个语音信号，并且设置有用于多个语音录放芯片U3级联的溢出端，也就是说能够控制更多数量的可控硅。本实施例通过所述语音录放芯片U3的作用有效简化本装置的输出控制模块电路结构。
进一步作为优选的实施方式，本发明具体实施方式中所述家电调节模块用于控制一个家用电器的运行功率，所述家电调节模块包括调节单元，所述调节单元配置有两个以上，所述调节单元均包括变压器、整流桥以及滤波电容，所述变压器输入端与市电供电端相连，所述变压器输出端与整流桥输入端相连，所述滤波电容接在整流桥输出端，所述可控硅正极与整流桥输出端相连，所述可控硅负极与功率可调节的家用电器相连，其中每个变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比都不相同。本发明当需要控制家用电器的运行功率时，通过可控硅控制该家用电器所连接的家电调节模块中不同的调节单元工作，实现调节该家用电器的输入电压的大小，进而控制该家用电器的运行功率。
另外需要说明的是，本发明具体实施方式中，将各个调节单元的变压器组装到一起，即使用带中心抽头的变压器T，这种变压器T的初级与市电供电端相连，次级配置有多个输出端，每个次级输出端所对应的次级线圈匝数均不相同，每个次级输出端分别与不同调节单元的整流桥相连。
进一步作为优选的实施方式，本发明具体实施方式中，所述家电开关模块用于控制不同家用电器的通电连接，所述家电开关模块包括开关单元，所述开关单元安装在火线与家用电器电源输入端之间，所述开关单元包括继电器K，所述继电器K控制端和可控硅串联在市电供电端以及接地端之间，所述可控硅负极接地，所述继电器K输出端控制家用电器通电连接。本发明通过控制可控硅的导通，控制继电器K输出端闭合，以实现家用电器的通电连接。
进一步作为优选的实施方式，本发明具体实施方式中，需要配置可供用户操作的输入装置，以改变本发明的功能，因此本发明实施方式中还包括按键模块，所述按键模块与单片机U1输入端相连，所述按键模块是3*3矩阵键盘，使用矩阵键盘有效减少单片机U1输入输出端口的浪费，用户通过对所述矩阵键盘的操作，以改变本发明创造的功能，例如改变语音信号对不同家用电器的控制，增设或改变语音基准信号等。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：包括单片机、语音识别模块、输出控制模块、电源模块、家电开关模块以及家电调节模块，所述电源模块分别为单片机、语音识别模块以及输出控制模块供电，所述语音识别模块输出端与单片机输入端相连，所述单片机输出端与输出控制模块相连，所述输出控制模块分别与家电开关模块以及家电调节模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：所述电源模块包括电池以及三端稳压器，所述电池与三端稳压器输入端相连，所述三端稳压器输出端作为电源模块对单片机、语音识别模块以及输出控制模块的供电端。
3.根据权利要求2所述的一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：所述三端稳压器型号为7805。
4.根据权利要求1所述的一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：所述语音识别模块包括语音识别集成芯片、麦克风以及提示灯，所述语音识别集成芯片配置有时序端、数据端、录音提示端、语音识别端以及语音输入端，所述时序端以及数据端分别与单片机相连，所述语音输入端与麦克风相连，所述录音提示端以及语音识别端分别与提示灯相连。
5.根据权利要求4所述的一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：所述语音识别集成芯片型号为AP7003。
6.根据权利要求1所述的一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：所述输出控制模块包括语音录放芯片，RS触发器、三极管以及多个可控硅，所述语音录放芯片配置有地址端和扬声器输出端，所述语音录放芯片地址端与单片机相连，所述扬声器输出端与RS触发器输入端相连，所述RS触发器输出端与三极管基极相连，所述三极管发射极接地，所述三极管集电极与各个可控硅控制端相连，每个可控硅导通的触发电压各不相同，所述可控硅设置在家电开关模块和家电调节模块中。
7.根据权利要求6所述的一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：所述语音录放芯片型号为ISD2540。
8.根据权利要求6所述的一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：所述家电调节模块包括调节单元，所述调节单元配置有两个以上，所述调节单元均包括变压器、整流桥以及滤波电容，各个调节单元的变压器匝数比各不相同，所述变压器输入端与市电供电端相连，所述变压器输出端与整流桥输入端相连，所述滤波电容接在整流桥输出端，所述可控硅正极与整流桥输出端相连，所述可控硅负极与家用电器相连。
9.根据权利要求6所述的一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：所述家电开关模块包括开关单元，所述开关单元包括继电器，所述继电器控制端和可控硅串联在市电供电端以及接地端之间，所述可控硅负极接地，所述继电器输出端控制家用电器通电连接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种语音识别与语音控制装置，其特征在于：还包括按键模块，所述按键模块与单片机输入端相连，所述按键模块是3*3矩阵键盘。
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