CN113729311A - 基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其包括：对加热烟具使用过程中所产生的噪声信号进行检测，以得到模拟音频信号，其中，噪声信号包括插拔烟支过程中烟支与加热组件通道的通道壁挤压所产生的摩擦噪声信号和/或在抽吸烟气过程中所产生的气流噪声信号；根据模拟音频信号得到数字音频信号；对数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息。本发明的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，基于音频测量的原理对用户加热烟具使用过程中烟支插拔与器壁挤压摩擦噪声、烟气抽吸过程中的气流噪声的特性进行检测，能够准确识别用户的烟支插拔、烟气抽吸动作，有助于提升器具智能化，提升用户抽吸体验。
Description
技术领域
本发明涉及加热烟具烟支及烟气气流检测技术领域，尤其涉及一种基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法。
背景技术
加热不燃烧卷烟又称低温烟，是一种结合了烟具及烟弹的新型烟草产品，采用电控制加热棒对烟草薄片进行加热雾化，利用特制加热装置(烟具)将经过处理烟丝(特制烟弹)加热到一定温度，使烟丝好加热到足以散发出烟气的程度，供人吸食。目前，加热不燃烧烟具缺少智能化控制，如不能准确识别用户的烟支插拔、烟气抽吸等动作，因此会降低用户的抽吸体验，无法满足用户日益增长的对智能化节烟具的需求。
因此，亟需一种基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，以解决上述现有技术中的问题，能够准确识别用户的烟支插拔、烟气抽吸动作，有助于提升器具智能化。
本发明提供了一种基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其中，包括：
对加热烟具使用过程中所产生的噪声信号进行检测，以得到模拟音频信号，其中，所述噪声信号包括插拔烟支过程中烟支与加热组件通道的通道壁挤压所产生的摩擦噪声信号和/或在抽吸烟气过程中所产生的气流噪声信号；
根据所述模拟音频信号得到数字音频信号；
对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息。
如上所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其中，优选的是，所述对加热烟具使用过程中所产生的噪声信号进行检测，以得到模拟音频信号，具体包括：
在插拔烟支过程中，利用微型麦克风对烟支与加热组件通道的通道壁挤压所产生的摩擦噪声信号进行检测，以得到第一模拟音频信号；
在抽吸烟气过程中，利用微型麦克风对烟气与烟支内部摩擦所产生的气流噪声信号进行检测，以得到第二模拟音频信号。
如上所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其中，优选的是，所述根据所述模拟音频信号得到数字音频信号，具体包括：
利用第一信号滤波转换电路，根据所述第一模拟音频信号，得到第一数字音频信号；
利用第二信号滤波转换电路，根据所述第二模拟音频信号，得到第二数字音频信号。
如上所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其中，优选的是，所述利用第一信号滤波转换电路，根据所述第一模拟音频信号，得到第一数字音频信号，具体包括：
利用第一带通滤波器对所述第一模拟音频信号进行滤波处理；
利用声频放大电路对经过所述第一带通滤波器滤波处理的所述第一模拟音频信号进行声频放大处理；
利用模数转换器对经过声频放大处理的所述第一模拟音频信号进行模数转换，以得到第一数字音频信号。
如上所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其中，优选的是，所述利用第二信号滤波转换电路，根据所述第二模拟音频信号，得到第二数字音频信号，具体包括：
利用第二带通滤波器对所述第二模拟音频信号进行滤波处理；
利用所述声频放大电路对经过所述第二带通滤波器滤波处理的所述第二模拟音频信号进行声频放大处理；
利用所述模数转换器对经过声频放大处理的所述第二模拟音频信号进行模数转换，以得到第二数字音频信号。
如上所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其中，优选的是，所述对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息，具体包括：
利用微控制器对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息，其中，所述用户抽吸行为信息包括插拔烟支信息和/或抽吸烟气信息。
如上所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其中，优选的是，所述利用微控制器对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息，具体包括：
利用所述微控制器对所述第一数字音频信号进行声频信息识别，以得到插拔烟支信息；
利用所述微控制器对所述第二数字音频信号进行声频信息识别，以得到抽吸烟支信息。
如上所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其中，优选的是，所述利用所述微控制器对所述第一数字音频信号进行声频信息识别，以得到插拔烟支信息，具体包括：
对所述第一数字音频信号进行卡尔曼数字滤波处理，以滤除所述第一数字音频信号中的杂波；
对经过卡尔曼数字滤波处理的所述第一数字音频信号进行声强度筛选处理，以筛选满足第一预设声强度幅值的声音；
对经过声强度筛选处理的所述第一数字音频信号进行声频分布统计处理，以得到所述第一数字音频信号所对应的频率段分布；
基于预设声频信息库，对所述第一数字音频信号所对应的各个频率段分别进行声频信息识别，以得到所述插拔烟支信息。
如上所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其中，优选的是，所述利用所述微控制器对所述第二数字音频信号进行声频信息识别，以得到抽吸烟支信息，具体包括：
对所述第二数字音频信号进行卡尔曼数字滤波处理，以滤除所述第二数字音频信号中的杂波；
对经过卡尔曼数字滤波处理的所述第二数字音频信号进行声强度筛选处理，以筛选满足第二预设声强度幅值的声音；
对经过声强度筛选处理的所述第二数字音频信号进行声频分布统计处理，以得到所述第二数字音频信号所对应的频率段分布；
基于预设声频信息库，对所述第二数字音频信号所对应的各个频率段分别进行声频信息识别，以得到所述抽吸烟支信息。
本发明提供一种基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，基于音频测量的原理对用户加热烟具使用过程中烟支插拔与器壁挤压摩擦噪声、烟气抽吸过程中的气流噪声的特性进行检测，能够准确识别用户的烟支插拔、烟气抽吸动作，有助于提升器具智能化，提升用户抽吸体验。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明提供的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法的实施例的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，具体包括如下步骤：
步骤S1、对加热烟具使用过程中所产生的噪声信号进行检测，以得到模拟音频信号，其中，所述噪声信号包括插拔烟支过程中烟支与加热组件通道的通道壁挤压所产生的摩擦噪声信号和/或在抽吸烟气过程中所产生的气流噪声信号。
进一步地，在本发明的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法的一种实施方式中，所述步骤S1具体可以包括：
步骤S11、在插拔烟支过程中，利用微型麦克风对烟支与加热组件通道的通道壁挤压所产生的摩擦噪声信号进行检测，以得到第一模拟音频信号。
其中，所述微型麦克风设置在所述加热组件通道的侧壁。
步骤S12、在抽吸烟气过程中，利用微型麦克风对烟气与烟支内部摩擦所产生的气流噪声信号进行检测，以得到第二模拟音频信号。
步骤S2、根据所述模拟音频信号得到数字音频信号。
在本发明的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法的一种实施方式中，所述步骤S2具体可以包括：
步骤S21、利用第一信号滤波转换电路，根据所述第一模拟音频信号，得到第一数字音频信号。
进一步地，在本发明的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法的一种实施方式中，所述步骤S21具体可以包括：
步骤S211、利用第一带通滤波器对所述第一模拟音频信号进行滤波处理。
步骤S212、利用声频放大电路对经过所述第一带通滤波器滤波处理的所述第一模拟音频信号进行声频放大处理。
步骤S213、利用模数转换器对经过声频放大处理的所述第一模拟音频信号进行模数转换，以得到第一数字音频信号。
步骤S22、利用第二信号滤波转换电路，根据所述第二模拟音频信号，得到第二数字音频信号。
更进一步地，在本发明的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法的一种实施方式中，所述步骤S22具体可以包括：
步骤S221、利用第二带通滤波器对所述第二模拟音频信号进行滤波处理。
步骤S222、利用所述声频放大电路对经过所述第二带通滤波器滤波处理的所述第二模拟音频信号进行声频放大处理。
步骤S223、利用所述模数转换器对经过声频放大处理的所述第二模拟音频信号进行模数转换，以得到第二数字音频信号。
步骤S3、对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息。
在具体实现中，本发明利用微控制器(Microcontroller Unit，MCU)对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息，其中，所述用户抽吸行为信息包括插拔烟支信息和/或抽吸烟气信息。
在本发明的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法的一种实施方式中，所述步骤S3具体可以包括：
步骤S31、利用所述微控制器对所述第一数字音频信号进行声频信息识别，以得到插拔烟支信息。
进一步地，在本发明的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法的一种实施方式中，所述步骤S31具体可以包括：
步骤S311、对所述第一数字音频信号进行卡尔曼数字滤波处理，以滤除所述第一数字音频信号中的杂波。
步骤S312、对经过卡尔曼数字滤波处理的所述第一数字音频信号进行声强度筛选处理，以筛选满足第一预设声强度幅值的声音。
步骤S313、对经过声强度筛选处理的所述第一数字音频信号进行声频分布统计处理，以得到所述第一数字音频信号所对应的频率段分布。
步骤S314、基于预设声频信息库，对所述第一数字音频信号所对应的各个频率段分别进行声频信息识别，以得到所述插拔烟支信息。
步骤S32、利用所述微控制器对所述第二数字音频信号进行声频信息识别，以得到抽吸烟支信息。
更进一步地，在本发明的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法的一种实施方式中，所述步骤S32具体可以包括：
步骤S321、对所述第二数字音频信号进行卡尔曼数字滤波处理，以滤除所述第二数字音频信号中的杂波。
步骤S322、对经过卡尔曼数字滤波处理的所述第二数字音频信号进行声强度筛选处理，以筛选满足第二预设声强度幅值的声音。
步骤S323、对经过声强度筛选处理的所述第二数字音频信号进行声频分布统计处理，以得到所述第二数字音频信号所对应的频率段分布。
步骤S324、基于预设声频信息库，对所述第二数字音频信号所对应的各个频率段分别进行声频信息识别，以得到所述抽吸烟支信息。
其中，步骤S311-步骤S314以及步骤S321-步骤S324均是通过微控制器实现的。本发明在具体实现中，先进行烟支插拔检测以得到插拔烟支信息，再进行烟气气流检测以得到抽吸烟支信息。
具体而言，在进行烟支插拔检测以得到插拔烟支信息的过程中，用户将烟支插入加热组件通道，烟支与加热组件通道的通道壁摩擦产生摩擦噪声信号，通过微型麦克风测量该摩擦噪声信号，得到第一模拟音频信号；然后通过第一信号滤波转换电路对该第一模拟音频信号进行处理，具体地分别经过第一带通滤波器、声频放大电路、模数转换器处理，生成第一数字音频信号；最后通过微控制器对第一数字音频信号，依次进行卡尔曼数字滤波、声强度筛选、声频分布统计处理，并经预设声频信息库进行声频信息识别，以得到插拔烟支信息。
在进行烟气气流检测以得到抽吸烟支信息的过程中，用户抽吸烟气，烟气与烟支内部摩擦产生气流噪声信号，通过微型麦克风测量该气流噪声信号，得到第二模拟音频信号；然后通过第二信号滤波转换电路对该第二模拟音频信号进行处理，具体地分别经过第二带通滤波器、声频放大电路、模数转换器处理，生成第二数字音频信号；最后通过微控制器对第二数字音频信号，依次进行卡尔曼数字滤波、声强度筛选、声频分布统计处理，并经预设声频信息库进行声频信息识别，以得到抽吸烟支信息。
本发明实施例提供的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，基于音频测量的原理对用户加热烟具使用过程中烟支插拔与器壁挤压摩擦噪声、烟气抽吸过程中的气流噪声的特性进行检测，能够准确识别用户的烟支插拔、烟气抽吸动作，有助于提升器具智能化，提升用户抽吸体验。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其特征在于，包括：
对加热烟具使用过程中所产生的噪声信号进行检测，以得到模拟音频信号，其中，所述噪声信号包括插拔烟支过程中烟支与加热组件通道的通道壁挤压所产生的摩擦噪声信号和/或在抽吸烟气过程中所产生的气流噪声信号；
根据所述模拟音频信号得到数字音频信号；
对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息。
2.根据权利要求1所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其特征在于，所述对加热烟具使用过程中所产生的噪声信号进行检测，以得到模拟音频信号，具体包括：
在插拔烟支过程中，利用微型麦克风对烟支与加热组件通道的通道壁挤压所产生的摩擦噪声信号进行检测，以得到第一模拟音频信号；
在抽吸烟气过程中，利用微型麦克风对烟气与烟支内部摩擦所产生的气流噪声信号进行检测，以得到第二模拟音频信号。
3.根据权利要求2所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其特征在于，所述根据所述模拟音频信号得到数字音频信号，具体包括：
利用第一信号滤波转换电路，根据所述第一模拟音频信号，得到第一数字音频信号；
利用第二信号滤波转换电路，根据所述第二模拟音频信号，得到第二数字音频信号。
4.根据权利要求3所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其特征在于，所述利用第一信号滤波转换电路，根据所述第一模拟音频信号，得到第一数字音频信号，具体包括：
利用第一带通滤波器对所述第一模拟音频信号进行滤波处理；
利用声频放大电路对经过所述第一带通滤波器滤波处理的所述第一模拟音频信号进行声频放大处理；
利用模数转换器对经过声频放大处理的所述第一模拟音频信号进行模数转换，以得到第一数字音频信号。
5.根据权利要求4所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其特征在于，所述利用第二信号滤波转换电路，根据所述第二模拟音频信号，得到第二数字音频信号，具体包括：
利用第二带通滤波器对所述第二模拟音频信号进行滤波处理；
利用所述声频放大电路对经过所述第二带通滤波器滤波处理的所述第二模拟音频信号进行声频放大处理；
利用所述模数转换器对经过声频放大处理的所述第二模拟音频信号进行模数转换，以得到第二数字音频信号。
6.根据权利要求3所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其特征在于，所述对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息，具体包括：
利用微控制器对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息，其中，所述用户抽吸行为信息包括插拔烟支信息和/或抽吸烟气信息。
7.根据权利要求6所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其特征在于，所述利用微控制器对所述数字音频信号进行声频信息识别，以得到用户抽吸行为信息，具体包括：
利用所述微控制器对所述第一数字音频信号进行声频信息识别，以得到插拔烟支信息；
利用所述微控制器对所述第二数字音频信号进行声频信息识别，以得到抽吸烟支信息。
8.根据权利要求7所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其特征在于，所述利用所述微控制器对所述第一数字音频信号进行声频信息识别，以得到插拔烟支信息，具体包括：
对所述第一数字音频信号进行卡尔曼数字滤波处理，以滤除所述第一数字音频信号中的杂波；
对经过卡尔曼数字滤波处理的所述第一数字音频信号进行声强度筛选处理，以筛选满足第一预设声强度幅值的声音；
对经过声强度筛选处理的所述第一数字音频信号进行声频分布统计处理，以得到所述第一数字音频信号所对应的频率段分布；
基于预设声频信息库，对所述第一数字音频信号所对应的各个频率段分别进行声频信息识别，以得到所述插拔烟支信息。
9.根据权利要求8所述的基于声频测量的烟支插拔及烟气抽吸检测方法，其特征在于，所述利用所述微控制器对所述第二数字音频信号进行声频信息识别，以得到抽吸烟支信息，具体包括：
对所述第二数字音频信号进行卡尔曼数字滤波处理，以滤除所述第二数字音频信号中的杂波；
对经过卡尔曼数字滤波处理的所述第二数字音频信号进行声强度筛选处理，以筛选满足第二预设声强度幅值的声音；
对经过声强度筛选处理的所述第二数字音频信号进行声频分布统计处理，以得到所述第二数字音频信号所对应的频率段分布；
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