CN113223256A - 一种触动式智能发音器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触动式智能发音器，包括供电电路、触摸感应电路、红外测温电路、语音播放电路和具有问候语音数据存储功能的存储控制电路；存储控制电路包括存储问候语音数据的数据存储单元、控制单元、作为将数据存储单元中存储的问候语音数据输出到语音播放电路的脉宽调制输出单元；语音播放电路包括扬声器，扬声器与脉宽调制输出单元电性连接；供电电路为内置式电池。其优点是：结构科学简单，设计合理；成本低，元器件少，体积小，可安装在普通门锁的把手上；开锁能听到悦耳问候声音，从而舒缓疲惫身心目的。还可以进行在开门时对人体进行温度监测，对体温异常时进行警示，在疫情期间具有一定的防疫功能，也方便对访客进行体温的监控。

Description

一种触动式智能发音器
技术领域
本发明涉及一种门锁配件，尤其涉及一种用于门锁把手的触动式智能发音器模块。
背景技术
目前，为了可以让人在辛苦工作一天回家时，在开关门时听到恭维而又热情的问候，从而舒缓疲惫了的身心，有利家庭和谐，一般在高端的智能门锁会配备发出问候语音的智能发音模块。由于智能发音模块和门锁系统是集成在一起的，而且高端智能门锁价格较高，不适用于变通的门锁。而普通门锁存在不能配备价格适中的智能发音器模块，而显得不够人性化的问题。
发明内容
为解决现有普通门锁存在不能配备价格适中的智能发音器模块的技术问题，本发明提供一种适用普通门锁的且成本较低的触动式智能发音器。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种触动式智能发音器，包括供电电路、触摸感应电路、语音播放电路和具有问候语音数据存储功能的存储控制电路；存储控制电路的电源端和触摸感应电路均与供电电路电性连接，存储控制电路的输入端与触摸感应电路电性连接，存储控制电路的输出端与语音播放电路电性连接；其特征是：所述存储控制电路包括存储问候语音数据的数据存储单元、控制单元、作为将数据存储单元中存储的问候语音数据输出到语音播放电路的脉宽调制输出单元；所述语音播放电路包括扬声器，扬声器与脉宽调制输出单元电性连接；所述供电电路为内置式电池。
进一步地，所述触摸感应电路为陀螺仪传感器或者由触摸开关和感应上拉电阻组成；触摸开关的第一连接端与内置式电池的负极电性连接，触摸开关的第二连接端与控制单元的第一输入端电性连接；感应上拉电阻的一端与内置式电池的正极电性连接，感应上拉电阻的另一端与触摸开关的第二连接端电性连接。
进一步地，所述触摸感应电路还包括防抖动电路，防抖动电路包括防抖电容，防抖电容的一端与内置式电池的负极电性连接，防抖电容的另一端与触摸开关的第二连接端电性连接。
进一步地，所述触动式智能发音器还包括可以测量手掌心温度的红外测温电路，红外测温电路包括热电堆红外传感器、对热电堆红外传感器输出的温度信号进行放大的放大电路、将放大电路输出的模拟信号转换成数字信号的A/D转换电路，A/D转换电路与控制单元的第二输入端电性连接；热电堆红外传感器安装在门把手上，并于手握住门把上开门时的位置匹配对应。
进一步地，所述控制单元为单片机，该单片机内部集成了所述的A/D转换电路、数据存储单元和脉宽调制输出单元；体温异常警报电路由体温异常灯和限流电阻组成；体温异常灯为发光二极管，体温异常灯的阴极与控制单元的第三输入端电性连接；限流电阻的一端与内置式电池的正极电性连接，限流电阻的另一端与体温异常灯的阳极电性连接。
进一步地，所述数据存储单元存贮有问候语音数据和控制触动式智能发音器的控制程序，该控制程序的控制步骤如下：
步骤一、初始化系统：上电后对各参数进行初始化；
步骤二、看门狗：启动单片机自带的看门狗电路，间歇休眠并定时唤醒单片机循环检测触摸感应电路是事有信号输入，从而判断门把手是否有人操作；
步骤三、门把手是否转动：检测到触摸感应电路有信号输入，延迟0.1秒后信号不消失，则判断门把手转动，否则单片机复位看门狗电路，返回到间歇休眠状态；
步骤四、随机播放欢迎语音：检测到触摸感应电路有信号输入，则输出数据存储单元存贮的某一条问候语音数据，通过脉宽调制输出单元输出，驱动扬声器出欢迎的声音；
步骤五、启动A/D转换，获取体温：单片机对A/D转换电路发出启动指令，读取红外测温电路的对手掌心的温度作为体温数据；
步骤六、体温是否正常：将测得的体温数据与预设的正常体温数据对比，若测得的体温大于正常体温数据，则为体温异常，否则为正常；
步骤七、体温异常灯闪亮：体温异常时，通过体温异常灯闪亮输出报警信号；
步骤八、语音播放体温数值：并通过语音报告体温值；
步骤九、退出，单片机复位看门狗电路，返回到间歇休眠状态。
进一步地，所述存储控制电路为同时具有数据存储单元、控制单元、脉宽调制输出单元的语音集成电路；该语音集成电路的电源正端与内置式电池的正极电性连接，该语音集成电路的接地端与内置式电池的负极电性连接。
进一步地，所述语音集成电路的电源正端和内置式电池的负极之间连接有单片机电源滤波电容。
进一步地，所述内置式电池的正、负极之间连接有电池电源滤波电容。
进一步地，所述语音集成电路的型号为WTN6096。
使用时，可以将恭维、问候等问候语音数据和控制程序存储数据存储单元中，将本发明制作成小块的电路板，装设在门锁的把手内即可；开关门时人体触碰到触摸开关，语音集成电路检测到触摸感应电路输送来的触摸信号变化后，语音集成电路相应的输入端信号由高电平转为低电平；从而触发语音集成电路的控制信号，从数据存储单元中调出相应的恭维、问候等问候语音数据，并发送到脉宽调制输出单元由扬声器发出恭维、问候声音。由于采用的电子元件较少，电路板的体积可以做的比较小。另外，电路板还可以用于玩具上，增加玩具触摸时的语音输出功能，可以让儿童玩耍时听到悦耳的慈爱的妈妈般的声音，达到玩乐中又可以学习的目的。
由上可知，相对于现有技术，本发明具有如下的优点：结构科学简单，设计合理；成本低，元器件少，体积小，可安装在普通门锁的把手上；开锁能听到悦耳问候声音，从而舒缓疲惫身心目的。同时，还可以进行在开门时对人体进行温度监测，对体温异常时进行警示，在疫情期间具有一定的防疫功能，也方便对访客进行体温的监控。
附图说明
图1为本发明的电路结构框图。
图2为本发明的电路原理图。
图3为本发明的更优的一种实施方式的电路结构框图。
图4为图3对应的电路原理图。
图5为图3对应的实施方式的控制流程图。
附图标号说明：1-供电电路，2-触摸感应电路，3-存储控制电路，4-语音播放电路，5-红外测温电路，6-体温异常警报电路，31-控制单元，32-数据存储单元，33-脉宽调制输出单元，34- A/D转换电路。
具体实施方式
下面结合附图和优选的实施方式，对本发明的具体应用及其有益技术效果进行进一步详细说明。文中涉及的“第一、第二、第三……”等不是限定定语，是作为区分同类技术术语使用。
参见图1~图2，本发明优选实施的一种触动式智能发音器，包括供电电路1、触摸感应电路2、语音播放电路4和具有问候语音数据存储功能的存储控制电路3；存储控制电路3的电源端和触摸感应电路2均与供电电路1电性连接，存储控制电路3的输入端与触摸感应电路2电性连接，存储控制电路3的输出端与语音播放电路4电性连接；所述存储控制电路3包括存储问候语音数据的数据存储单元32、控制单元31、作为将数据存储单元32中存储的问候语音数据输出到语音播放电路4的脉宽调制输出单元33；所述语音播放电路4包括扬声器J1，扬声器J1与脉宽调制输出单元33电性连接；所述供电电路1为内置式电池BT1。
参见图1~图2，优选地，所述触摸感应电路2为陀螺仪传感器或者由触摸开关K1和感应上拉电阻R3组成；触摸开关K1的第一连接端与内置式电池BT1的负极电性连接，触摸开关K1的第二连接端与控制单元31的第一输入端电性连接；感应上拉电阻R3的一端与内置式电池BT1的正极电性连接，感应上拉电阻R3的另一端与触摸开关K1的第二连接端电性连接。感应上拉电阻R3使触摸开关K1的第二连接端保持高电平状态。
参见图1~图2，优选地，所述触摸感应电路2还包括防抖动电路，防抖动电路包括防抖电容，防抖电容C1的一端与内置式电池BT1的负极电性连接，防抖电容C1的另一端与触摸开关K1的第二连接端电性连接。
参见图1~图2，为了电路的紧凑，减少电路板的体积，优选地，所述存储控制电路3为同时具有数据存储单元32、控制单元31、脉宽调制输出单元33的语音集成电路U1；该语音集成电路U1的电源正端与内置式电池BT1的正极电性连接，该语音集成电路U1的接地端与内置式电池BT1的负极电性连接。语音集成电路U1优选型号为WTN6096。WTN6096为深圳唯创知音电子有限公司的多功能单芯片CMOS语音合成4位元为控制器。语音长度96s，为SOP8封装小体积音乐芯片，音频采样率可达32kHz，16级音量控制；具有PWM输出和DAC两种音频输出方式。精准的±1%内部震荡，不需要加外部震荡，具备超低功耗待机。
参见图1~图2，优选地，所述语音集成电路U1的电源正端和内置式电池BT1的负极之间连接有单片机电源滤波电容C2。
参见图1~图2，优选地，所述内置式电池BT1的正、负极之间连接有电池电源滤波电容C3。
电路的工作原理：参见图4，将问候语音数据和控制程序存储语音集成电路U1中，语音集成电路U1进入工作状态后，开关门时人体触碰到触摸开关K1后，语音集成电路U1检测到触摸感应电路2输送来的触摸信号变化后，语音集成电路U1相应的输入端信号由高电平转为低电平；从而触发语音集成电路U1的控制信号，从数据存储单元32中调出相应的问候语音数据，并发送到脉宽调制输出单元33由扬声器J1发出恭维、问候声音。当语音集成电路U1处在工作状态中，持续15秒没有接收到触摸开关K1发来的信号，语音集成电路U1将会进入节能休眠模式，将在下一次接收到触摸开关K1的触摸信号后唤醒，退出节能休眠模式。
问候语音数据内容包括但不限于 “主人，您好”、“主人，您辛苦了”、“主人，想您了”、“主人，开心哦”、“主人，回来好吗”、“主人，欢迎回家”、“主人，记得洗手哦”、“主人，记得心情愉快哦”……。
使用时，将图2所示电路制作成小块的电路板，装设在门锁的把手内即可。陀螺仪传感器和触摸开关K1可以设置在门锁的把手上，确保操作时手能触摸到或感应到操作即可。由于采用的电子元件较少，电路板的体积可以做的比较小。其中，内置式电池BT1可以由多节干电池或充电电池组成，内置式电池BT1可以直接设置在门锁的把手内，并通过电线与电路板电性连接。另外，前述电路板还可以用于玩具上，增加玩具触摸时的语音输出功能。
参见图3~图5，作为另一种带测体温功能的实施方式，在前述实施方式的基础上进行改进，为了适应防疫需要，还可以增加人体温度的检测，排除体温异常的人登门，提醒主人注意。
参见图3~图4，优选地，所述触动式智能发音器还包括可以测量手掌心温度的红外测温电路5，红外测温电路5包括热电堆红外传感器TR1、对热电堆红外传感器TR1输出的温度信号进行放大的放大电路U2、将放大电路U2输出的模拟信号转换成数字信号的A/D转换电路34，A/D转换电路34与控制单元31的第二输入端电性连接；热电堆红外传感器TR1安装在门把手上，并于手握住门把上开门时的位置匹配对应。图中电阻R11~R16为放大电路U2外围电路，放大电路U2优先选集成运算放大电路。
优选地，所述控制单元31为单片机，该单片机内部集成了所述的A/D转换电路34、数据存储单元32和脉宽调制输出单元33；体温异常警报电路6由体温异常灯K1和限流电阻R1组成；体温异常灯LED1为发光二极管，体温异常灯LED1的阴极与控制单元31的第三输入端电性连接；限流电阻R1的一端与内置式电池BT1的正极电性连接，限流电阻R1的另一端与体温异常灯LED1的阳极电性连接。节能休眠模式下，通过程序可设定体温异常灯K1闪烁进行位置指示。
参见图5，优选地，所述数据存储单元32存贮有问候语音数据和控制触动式智能发音器的控制程序，该控制程序的控制步骤如下：
步骤一、初始化系统：上电后对各参数进行初始化；
步骤二、看门狗：启动单片机自带的看门狗电路，间歇休眠并定时唤醒单片机循环检测触摸感应电路2是事有信号输入，从而判断门把手是否有人操作；
步骤三、门把手是否转动：检测到触摸感应电路2有信号输入，延迟0.1秒后信号不消失，则判断门把手转动，否则单片机复位看门狗电路，返回到间歇休眠状态；
步骤四、随机播放欢迎语音：检测到触摸感应电路2有信号输入，则输出数据存储单元32存贮的某一条问候语音数据，通过脉宽调制输出单元33输出，驱动扬声器出欢迎的声音；
步骤五、启动A/D转换，获取体温：单片机对A/D转换电路34发出启动指令，读取红外测温电路5的对手掌心的温度作为体温数据；
步骤六、体温是否正常：将测得的体温数据与预设的正常体温数据对比，若测得的体温大于正常体温数据，则为体温异常，否则为正常；
步骤七、体温异常灯闪亮：体温异常时，通过体温异常灯闪亮输出报警信号；
步骤八、语音播放体温数值：并通过语音报告体温值；
步骤九、退出，单片机复位看门狗电路，返回到间歇休眠状态。
上述说明内容中，语音集成电路U1还可以选取8个引脚以上的51系列单片机或PIC系列单片机。电路中所选的各元器件的具体型号、参数，可根据实际使用情况互相匹配调整，属于现有技术中常用的技术，对属于现有技术中常规使用的内容，如结构和工艺，为了节省篇幅，不再赘述。未揭示的加工工艺和零件，按现有技术的常规技术处理即可。
根据上述说明书及具体实施例并不对本发明构成任何限制，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变形，也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种触动式智能发音器，包括供电电路、触摸感应电路、语音播放电路和具有问候语音数据存储功能的存储控制电路；存储控制电路的电源端和触摸感应电路均与供电电路电性连接，存储控制电路的输入端与触摸感应电路电性连接，存储控制电路的输出端与语音播放电路电性连接；其特征是：所述存储控制电路包括存储问候语音数据的数据存储单元、控制单元、作为将数据存储单元中存储的问候语音数据输出到语音播放电路的脉宽调制输出单元；所述语音播放电路包括扬声器，扬声器与脉宽调制输出单元电性连接；所述供电电路为内置式电池。
2.如权利要求1所述的触动式智能发音器，其特征是：所述触摸感应电路为陀螺仪传感器或者由触摸开关和感应上拉电阻组成；触摸开关的第一连接端与内置式电池的负极电性连接，触摸开关的第二连接端与控制单元的第一输入端电性连接；感应上拉电阻的一端与内置式电池的正极电性连接，感应上拉电阻的另一端与触摸开关的第二连接端电性连接。
3.如权利要求2所述的触动式智能发音器，其特征是：所述触摸感应电路还包括防抖动电路，防抖动电路包括防抖电容，防抖电容的一端与内置式电池的负极电性连接，防抖电容的另一端与触摸开关的第二连接端电性连接。
4.如权利要求1~3任一项所述的触动式智能发音器，其特征是：所述触动式智能发音器还包括可以测量手掌心温度的红外测温电路，红外测温电路包括热电堆红外传感器、对热电堆红外传感器输出的温度信号进行放大的放大电路、将放大电路输出的模拟信号转换成数字信号的A/D转换电路，A/D转换电路与控制单元的第二输入端电性连接；热电堆红外传感器安装在门把手上，并于手握住门把上开门时的位置匹配对应。
5.如权利要求4所述的触动式智能发音器，其特征是：所述控制单元为单片机，该单片机内部集成了所述的A/D转换电路、数据存储单元和脉宽调制输出单元；体温异常警报电路由体温异常灯和限流电阻组成；体温异常灯为发光二极管，体温异常灯的阴极与控制单元的第三输入端电性连接；限流电阻的一端与内置式电池的正极电性连接，限流电阻的另一端与体温异常灯的阳极电性连接。
6.如权利要求5所述的触动式智能发音器，其特征是：所述数据存储单元存贮有问候语音数据和控制触动式智能发音器的控制程序，该控制程序的控制步骤如下：
步骤一、初始化系统：上电后对各参数进行初始化；
步骤二、看门狗：启动单片机自带的看门狗电路，间歇休眠并定时唤醒单片机循环检测触摸感应电路是事有信号输入，从而判断门把手是否有人操作；
步骤三、门把手是否转动：检测到触摸感应电路有信号输入，延迟0.1秒后信号不消失，则判断门把手转动，否则单片机复位看门狗电路，返回到间歇休眠状态；
步骤四、随机播放欢迎语音：检测到触摸感应电路有信号输入，则输出数据存储单元存贮的某一条问候语音数据，通过脉宽调制输出单元输出，驱动扬声器出欢迎的声音；
步骤五、启动A/D转换，获取体温：单片机对A/D转换电路发出启动指令，读取红外测温电路的对手掌心的温度作为体温数据；
步骤六、体温是否正常：将测得的体温数据与预设的正常体温数据对比，若测得的体温大于正常体温数据，则为体温异常，否则为正常；
步骤七、体温异常灯闪亮：体温异常时，通过体温异常灯闪亮输出报警信号；
步骤八、语音播放体温数值：并通过语音报告体温值；
步骤九、退出，单片机复位看门狗电路，返回到间歇休眠状态。
7.如权利要求1~3任一项所述的触动式智能发音器，其特征是：所述存储控制电路为同时具有数据存储单元、控制单元、脉宽调制输出单元的语音集成电路；该语音集成电路的电源正端与内置式电池的正极电性连接，该语音集成电路的接地端与内置式电池的负极电性连接。
8.如权利要求7所述的触动式智能发音器，其特征是：所述语音集成电路的电源正端和内置式电池的负极之间连接有单片机电源滤波电容。
9.如权利要求8所述的触动式智能发音器，其特征是：所述内置式电池的正、负极之间连接有电池电源滤波电容。
10.如权利要求9所述的触动式智能发音器，其特征是：所述语音集成电路的型号为WTN6096。
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