CN108319155A - 无线智能家居终端控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线智能家居终端控制器，包括壳体、电路板、旋转控制装置、显示屏及多个麦克风；所述旋转控制装置包括设于显示屏边缘的旋转拨轮、设于所述旋转拨轮上的角位移传感器、压力传感器及连接于所述旋转拨轮与所述壳体上的轴承，所述旋转拨轮及显示屏凸出设置于所述壳体表面，所述多个麦克风预隔一定间距分布于所述壳体上，所述角位移传感器、压力传感器、显示屏及多个麦克风均与所述电路板电性连接；所述电路板上设有声源定位模块、降噪模块、语音识别模块、无线通信模块及微处理器。本发明将旋转拨轮控制、语音控制与手势控制同时应用于家居终端控制器上，操作便捷，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，特别是涉及一种无线智能家居终端控制器。
背景技术
在信息化时代，不管是手机还是家电产品都逐渐融入网络中，智能家居是将现代网络通信技术融入到传统的家用电器，使之成为具有信息访问、获取、存储、处理、联网等功能的消费类电子产品。智能家居的出现改变了传统的家电控制方式，不仅可在本地对其进行控制，而且还可通过互联网远程控制家庭内部的家电设备。除了支持互联网控制的智能家电外，对于可以通过红外或无线进行遥控的传统家电，可以建立智能家居控制系统，通过支持互联网的智能家居控制设备，间接实现对传统家电的远程控制。
现有的智能家居终端控制器，功能较为单一，操作较为复杂，语音识别效果不是很好。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种操作方便、语音识别能力强的无线智能家居终端控制器。
本发明通过下述技术方案来解决：
一种无线智能家居终端控制器，包括壳体、电路板、旋转控制装置、显示屏及多个麦克风；
所述旋转控制装置包括设于显示屏边缘的旋转拨轮、设于所述旋转拨轮上的角位移传感器、压力传感器及连接于所述旋转拨轮与所述壳体上的轴承，所述旋转拨轮及显示屏凸出设置于所述壳体表面，所述多个麦克风预隔一定间距分布于所述壳体上，所述角位移传感器、压力传感器、显示屏及多个麦克风均与所述电路板电性连接；
所述电路板上设有声源定位模块、降噪模块、语音识别模块、无线通信模块及微处理器，所述多个麦克的输入端连接所述声源定位模块的输入端，所述声源定位模块的输出端连接降噪模块的输入端，所述降噪模块的输出端连接所述语音识别模块的输入端，所述语音识别模块的输出端、角位移传感器的输出端及压力传感器的输出端均同时连接微处理器的输入端，所述微处理器与多个家电设备之间通过所述无线通信模块双向传输信号。
进一步地，所述多个麦克的数量为4个，所述4个麦克风呈弧形阵列设置于所述壳体上，所述声源定位模块上设置有TDOA计算模块，所述4个麦克风与所述TDOA计算模块连接。
进一步地，所述降噪模块包括最佳噪声抵消器及自适应噪声抵消器，所述最佳噪声抵消器内设有维纳滤波器，所述自适应噪声抵消器内设有自适应维纳滤波器，所述降噪模块包括最佳噪声抵消器及自适应噪声抵消器的输入端同时连接语音信号源。
进一步地，所述壳体呈由圆形的上壳和底壳组装而成， 所述旋转拨轮的直径小于所述上壳的直径，所述旋转拨轮凸出于所述上壳表面并与所述上壳同心设置。
进一步地，所述显示屏为圆形的触摸显示屏，所述旋转拨轮的边缘与所述显示屏处于同一平面。
进一步地，所述旋转拨轮边缘设有LED灯，所述LED灯表面覆盖有导光片。
进一步地，所述底壳上设置有底板，所述底板上可拆卸设置有用于悬挂安装的金属墙板。
进一步地，所述无线通信模块能够通过WiFi、Zigbee、Bluetooth三种无线通信协议传输无线信号。
本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：
（1）本发明设有旋转控制装置及麦克风阵列，所述旋转控制装置上设有旋转拨轮，所述旋转拨轮上设有角位移传感器及压力传感器，所述旋转拨轮设于显示屏的边缘，通过对所述旋转拨轮的旋转、按压操作，能够切换显示屏上的不同界面及功能，避免了传统设备采用面板按键操作繁琐的缺陷，操作更加便捷，手感舒适，而且具有防水功能，可适应不同环境下操作。
（2）本发明设有麦克风阵列及声源定位模块，通过TDOA计算准确定位声源位置，并开启或关闭声源位置所在的家电设备，能够通过语音交互对家电设备进行远距离控制，语音控制、拨轮控制、触摸控制三种操作方式的结合应用，提高了本发明更加智能化、便捷化的操作。
（3）本发明的降噪模块将最佳噪声抵消器及自适应噪声抵消器结合应用，减少了环境噪声对语音识别的影响，提高了语音识别效果。
（4）所述壳体由底壳、上壳组成，旋转拨轮凸出于所述上壳表面并位于显示屏边缘，这样的结构使拨轮的操作更加方便，拨轮的旋转角度与显示屏上的各种显示模块相对应，操作结果的显示更加直观，能够用简单的操作控制更多的功能。
（5）旋转拨轮的边缘设置的LED灯通过变换不同的颜色，显示设备的不同状态，既有指示灯的功能，又便于夜间操作所述拨轮，多种功能合一，美观大方，实用性强。
附图说明
图1为一种无线智能家居终端控制器的爆炸图。
图2为一种无线智能家居终端控制器的主视图。
图3为一种无线智能家居终端控制器的降噪模块电路图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明的具体实施过程如下：
如图1至图2所示，一种无线智能家居终端控制器，包括壳体、电路板8、旋转控制装置、显示屏1及多个麦克风13，所述旋转控制装置包括设于显示屏边缘的旋转拨轮5、设于所述旋转拨轮上的角位移传感器、压力传感器（未示出）及连接于所述旋转拨轮5与所述壳体上的轴承4。
所述旋转拨轮5及显示屏1凸出设置于所述壳体表面，所述多个麦克风13预隔一定间距分布于所述壳体上，所述角位移传感器、压力传感器、显示屏1及多个麦克风13均与所述电路板8电性连接，所述角位移传感器用于检测所述旋转拨轮5的旋转角度，并将所述角度信息反馈至微处理器（未示出），所述微处理器根据旋转拨轮不同的旋转角度控制相应的应用模块，所述压力传感器用于检测作用与所述旋转拨轮5上的压力，并将压力信息反馈至微处理器，所述微处理器根据作用于所述旋转拨轮上的压力控制相应的应用模块，旋转与按压的配合设置，使所述旋转拨轮5能够实现更多的操作模式。所述旋转拨轮5的边缘还可以设置防水密封环，当处于厨房等环境时，可以方便湿手操作，避免了湿手操作触摸屏时触摸不灵的现象。
本实施例优选地，在所述壳体表面设置了用于进行非接触手势控制的3D手势传感器，所述3D手势传感器与所述微控制器电连接，所述3D手势识别能在立体的空间进行手势识别，采用电近场传感技术，实现手势识别和距离感应，进而更好的实现特殊环境下的操作。
所述电路板上设有声源定位模块、降噪模块、语音识别模块、无线通信模块及微处理器，所述多个麦克风的输入端连接所述声源定位模块的输入端，所述声源定位模块的输出端连接降噪模块的输入端，所述降噪模块的输出端连接所述语音识别模块的输入端，所述语音识别模块的输出端、角位移传感器的输出端及压力传感器的输出端均同时连接微处理器的输入端，所述微处理器与多个家电设备之间通过所述无线通信模块双向传输信号。
所述多个麦克13的数量为4个，所述4个麦克风呈弧形阵列设置于所述壳体上，所述声源定位模块上设置有TDOA计算模块，所述4个麦克风与所述TDOA计算模块连接。所述声源源定位模块将所述4个麦克风拾取音源来实现二维模糊定位，原理是通过所述TDOA计算模块计算同一声源到达所述4个麦克风的时间差，再根据所述时间差计算出声源的入射角，从而实现声源的定位。采用TDOA计算模块实现声源定位的方式能够提高声源定位精度，准确地控制了声源位置的家电设备。
请参考图3，所述降噪模块包括最佳噪声抵消器（a）及自适应噪声抵消器(b)，所述最佳噪声抵消器（a）内设有维纳滤波器，所述自适应噪声抵消器(b)内设有自适应维纳滤波器，所述最佳噪声抵消器及自适应噪声抵消器的输入端同时连接语音信号源。所述降噪模块采用的降噪算法为自适应维纳滤波。自适应噪声抵消器的目的是要去除主信号中的背景噪声，主信号由语音信号和背景噪声组成，自适应噪声抵器从主信号中提取语音信号，基于维纳理论的自适应噪声抵消需要无限加权滤波器，以极小化输出误差，实现了维纳滤波。主信号由音源信号x(n)和背景噪声v(n)构成，其中s(n)和v(n)不相关。参考信号r(n)可与s(n)或v(n)相关。V(n)是背景噪声的最佳估计，v(n)可以通过选择最佳FIR 维纳滤波器的最佳加权计算得出。实际环境中存在着空调、风扇以及其他各种各样的背景噪声，本实施例的降噪模块能够降低噪声干扰，提高信噪比，降低后端语音识别的难度。
所述壳体呈由圆形的上壳7和底壳9组装而成， 所述旋转拨轮5的直径小于所述上壳7的直径，所述旋转拨轮5凸出于所述上壳7表面并与所述上壳7同心设置，采用这样的结构，能够使旋转拨轮5的大小及位置更好的符合人体工程学，旋转拨轮5的大小及布局与人体手势及习惯相适应，提高了操控体验。
所述显示屏1为圆形的触摸显示屏，所述旋转拨轮5的边缘与所述显示屏1处于同一平面，圆形的显示屏1与所述旋转拨轮5相配合，能够实现多种操作功能，所述底壳上设有复位按键12及数据接口， 所述多个麦克风上还设有麦克风硅胶套，所述轴承通过轴承固定板安装于所述上壳上，所述显示屏1通过显示屏支架2固定于旋转拨轮5中部。
所述旋转拨轮5边缘设有LED灯，所述LED灯表面覆盖有导光片6。所述LED灯以不同数量及颜色均匀设置于旋转拨轮5的边缘，通过所述导光片6均匀透射光线，不同种颜色的LED灯同时与所述微处理器电性连接，能够根据不同颜色LED灯光指示设备状态，既具有指示功能，又在黑暗环境显示出旋转拨轮5的轮廓，美观大方，便于操作。
所述底壳9上设置有底板10，所述底板10上可拆卸设置有用于悬挂安装的金属墙板11，所述金属墙板11用于将本实施例的终端控制器可拆卸的悬挂安装于墙面。另外，所述无线通信模块能够通过WiFi、Zigbee、Bluetooth三种无线通信协议传输无线信号，能够更方便地选择适合的网络连接方式，通用性强。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.无线智能家居终端控制器，其特征在于：包括壳体、电路板、旋转控制装置、显示屏及多个麦克风；
所述旋转控制装置包括设于显示屏边缘的旋转拨轮、设于所述旋转拨轮上的角位移传感器、压力传感器及连接于所述旋转拨轮与所述壳体上的轴承，所述旋转拨轮及显示屏凸出设置于所述壳体表面，所述多个麦克风预隔一定间距分布于所述壳体上，所述角位移传感器、压力传感器、显示屏及多个麦克风均与所述电路板电性连接；
所述电路板上设有声源定位模块、降噪模块、语音识别模块、无线通信模块及微处理器，所述多个麦克的输入端连接所述声源定位模块的输入端，所述声源定位模块的输出端连接降噪模块的输入端，所述降噪模块的输出端连接所述语音识别模块的输入端，所述语音识别模块的输出端、角位移传感器的输出端及压力传感器的输出端均同时连接微处理器的输入端，所述微处理器与多个家电设备之间通过所述无线通信模块双向传输信号。
2.根据权利要求1所述的无线智能家居终端控制器，其特征在于：所述多个麦克的数量为4个，所述4个麦克风呈弧形阵列设置于所述壳体上，所述声源定位模块上设置有TDOA计算模块，所述4个麦克风与所述TDOA计算模块连接。
3.根据权利要求1所述的智能家居终端控制器，其特征在于：所述降噪模块包括最佳噪声抵消器及自适应噪声抵消器，所述最佳噪声抵消器内设有维纳滤波器，所述自适应噪声抵消器内设有自适应维纳滤波器，所述降噪模块包括最佳噪声抵消器及自适应噪声抵消器的输入端同时连接语音信号源。
4.根据权利要求1所述的无线智能家居终端控制器，其特征在于：所述壳体呈由圆形的上壳和底壳组装而成，所述旋转拨轮的直径小于所述上壳的直径，所述旋转拨轮凸出于所述上壳表面并与所述上壳同心设置。
5.根据权利要求1所述的无线智能家居终端控制器，其特征在于：所述显示屏为圆形的触摸显示屏，所述旋转拨轮的边缘与所述显示屏处于同一平面。
6.根据权利要求1所述的无线智能家居终端控制器，其特征在于：所述旋转拨轮边缘设有LED灯，所述LED灯表面覆盖有导光片。
7.根据权利要求4所述的无线智能家居终端控制器，其特征在于：所述底壳上设置有底板，所述底板上可拆卸设置有用于悬挂安装的金属墙板。
8.根据权利要求1所述的无线智能家居终端控制器，其特征在于：所述无线通信模块通过WiFi、Zigbee、Bluetooth三种无线通信协议传输无线信号。
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