CN202547006U

CN202547006U - 万能空调声控遥控器

Info

Publication number: CN202547006U
Application number: CN2012200421172U
Authority: CN
Inventors: 刘志强; 王保明; 陆文俊
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2022-02-09

Abstract

本实用新型公开了一种万能空调声控遥控器，包括遥控器实体，遥控器实体包括红外发射-红外接收模块、遥控器处理芯片、指示灯、按键阵列模块和电源模块，遥控器处理芯片与红外发射-红外接收模块相连接，按键阵列模块的输出端与遥控器处理芯片的输入端相连接，遥控器处理芯片的输出端连接指示灯，还包括语音控制电路，语音控制电路分别与电源模块和遥控器处理芯片相连接。该万能空调声控遥控器可由语音控制，操作方便，娱乐性强。

Description

万能空调声控遥控器

技术领域

本实用新型涉及一种遥控器，具体是一种万能空调声控遥控器。

背景技术

遥控器是一种远程控制电器的装置，主要是由集成电路电板和用来产生不同信息的按钮所组成，在生产生活领域得到了广泛的应用。随着生活水平的日益提高，人们对遥控器等家电控制产品的新颖性、趣味新和智能化的要求越来越高。

其中，遥控器作为空调的手持控制终端必不可少，其种类和设计也因空调品牌和型号的而异。传统的遥控器一般都是按键式的，并且已经开发出了针对不同品牌型号的万能空调遥控器。尽管该类遥控器的技术和功能已经比较完善，但是依然有很多可以改进的地方。语音识别作为一种智能的、人机交互的控制方式在较多的家电产品中得到了实现与应用，将该技术应用到空调遥控器上可以显著地提高遥控器产品的新颖性、适应性、趣味性和竞争力，并且解决了传统空调遥控器出现的几个问题：1、由于经常来回拿放，在下一次使用时找不到。2、一些手脚不便的人们，操作起来不方便。3、一些老年人有时不易理解和操作等等。

调查发现，专利库里有个别此类专利涉及到声控功能，但大部分出现过与声音控制相关的遥控器基本上都是在手动的基础上附加了一点声控的元素，还未出现一款对用户而言，无需任何语音训练、完全可由语音控制的、富含传统遥控器配套功能的以及实现人机对话的遥控器。随着语音识别和控制技术的不断发展，单一功能的语音处理芯片或者含有语音处理模块的中央处理器的出现，给万能空调声控遥控器的发明提供了可能。本实用新型在研发团队数次开发有关语音控制技术项目的基础上，结合当前遥控器的主流功能需求，应运而生。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种可由语音控制的万能空调声控遥控器，该遥控器具备传统万能遥控器的所有功能，操作方便，娱乐性强。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

一种万能空调声控遥控器，包括遥控器实体，所述遥控器实体包括红外发射-红外接收模块、遥控器处理芯片、指示灯、按键阵列模块和电源模块，其中，遥控器处理芯片与红外发射-红外接收模块相连接，按键阵列模块的输出端与遥控器处理芯片的输入端相连接，遥控器处理芯片的输出端连接指示灯，还包括语音控制电路，所述语音控制电路分别与电源模块和遥控器处理芯片相连接。

所述语音控制电路包括语音输入芯片、中央处理器、语音播报芯片及存储器，其中，

-语音输入芯片，其输出端与中央处理器的输入端相连接，用于输入外部语音信息；

-中央处理器，其输出端分别与语音播报芯片的输入端和遥控器处理芯片的输入端相连接，通过语音输入芯片将外部语音信息转化为语音矢量序列指令并分别传送给语音播报芯片和遥控器处理芯片；

-存储器，与中央处理器进行输入输出连接，用于传输并存储语音矢量序列指令；

-语音播报芯片，与中央处理器相连接，并将中央处理器转化的语音矢量序列指令以语音播报的方式通过扬声器响应语音命令。

所述中央处理器包括语音处理模块，所述语音处理模块与语音输入芯片相连接。

所述中央处理器为SPCE061A微处理器，所述存储器为HM628126，所述信号指示灯为高亮LED。

所述语音输入芯片为MIC4826YMM传感器。

所述按键阵列模块包括复位模块、取消模块、扬声器模块、确认模块和训练模块，其中：复位模块、取消模块、确认模块和训练模块分别通过电平下拉方式连接中央处理器的一组输入输出端；扬声器连接中央处理器的音频输出端。

所述遥控器实体的背面为弧形面。

所述万能空调声控遥控器还包括万向旋转底座，所述万向旋转底座包括底座、支撑、滚珠、万向球和扳扣，其中，支撑通过公母铰合方式连接底座，万向球安放在支撑的顶部凹槽内，内层沿万向球面布满滚珠，扳扣与万向球相胶合。

所述滚珠为有机材料。

所述扳扣为橡胶材料。

本实用新型实现了万能空调遥控器的功能要求，设计了良好的遥控器实体、控制功能、控制系统和使用方法，实现了以下功能：

1）具有/不改变传统万能空调遥控器的任何功能，原手动按键功能一如既往。

2）增添了呼叫寻找响应功能，在找不到的情况下可以呼叫回应。

3）增添了出厂预载入语音命令矢量模板。遥控器能够识别不同性别、各年龄段的普通话语音指令，实现对空调的语音遥控。

4）增添了个性化训练功能。用户可以训练遥控器识别特定的方言、特定的语音指令等。可储存五组语音命令群。

本实用新型解决了以下问题：

1）通过中央处理器内部的语音处理模块，根据不同语音模块的识别算法，如采集数百人语音特征、预处理、特征值提取、建立语音模型、训练和模式匹配等，高效地实现了系统对非特定人模糊识别这一核心问题。

2）结合市场上已有的通用万能空调遥控器设计技术和功能，成功地与语音控制微系统融合，设计了能够实现目标功能的电路系统和软件。

3）设计了满足功能要求的实体结构，涵盖了各种实现功能的按键、语音输入和输出部件等。

4）设法改善本使用新型，以使语音控制电路能通过GB4706.1等家电标准测试（主要是电磁兼容）；此外还包括抗摔、3个月寿命测试、烟雾测试等。

附图说明

图1为本实用新型语音控制电路组成框图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型用户训练程序算法流程图；

图4为本实用新型万向旋转底座结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明：在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例提供的万能空调声控遥控器，包括遥控器实体，其中，遥控器实体包括红外发射-红外接收模块1、遥控器处理芯片2、信号指示灯3、按键阵列模块4和电源模块5，其中，遥控器处理芯片2与红外发射-红外接收模块1相连接，按键阵列模块4的输出端与遥控器处理芯片2的输入端相连接，遥控器处理芯片2的输出端连接信号指示灯3；还包括语音控制电路，所述语音控制电路分别与电源模块5和遥控器处理芯片 2相连接。语音控制电路包括语音输入芯片6、语音播报芯片7、中央处理器8和存储器9，其中：信号指示灯3在控制空调时闪烁，训练指示灯16在个性化训练时闪烁。

-语音输入芯片6，其输出端与中央处理器的输入端相连接，用于输入外部语音信息；

-中央处理器8，其输出端分别与语音播报芯片的输入端和遥控器处理芯片的输入端相连接，通过语音输入芯片将外部语音信息转化为语音矢量序列指令并分别传送给语音播报芯片和遥控器处理芯片；

-存储器9，与中央处理器进行输入输出连接，用于传输并存储语音矢量序列指令；

-语音播报芯片7，与中央处理器相连接，并将中央处理器转化的语音矢量序列指令以语音播报的方式通过扬声器响应语音命令。

其中，中央处理器8包括语音处理模块，该语音处理模块与语音输入芯片6相连接。中央处理器8为SPCE061A微处理器，存储器9为HM628126，信号指示灯3为高亮LED。语音输入芯片为MIC4826YMM传感器。

结合现有技术，语音控制电路可以通过芯片实现。

具体为，如图1所示，语音输入芯片6的输出端与中央处理器8的输入端相连接，中央处理器8的输出端分别与语音播报芯片7的输入端和遥控器处理芯片2的输入端相连接，遥控器处理芯片2输入端和输出端分别与红外发射-红外接收模块1相连接，按键阵列模块4的输出端与遥控器处理芯片2的输入端相连接，遥控器处理芯片2的输出端连接信号指示灯3，存储器9与中央处理器8进行输入输出连接，中央处理器8还连接有电源模块5，构成万能空调声控遥控器的各模块由电源模块5提供能量。

语音播报芯片7、遥控器处理芯片2、按键阵列模块4和红外发射-红外接收模块1构成操作模块。中央处理器8的输入端与语音输入芯片6的输出端相连接，用以接收外部语音信息；中央处理器8的输出端与操作模块相连接，通过向操作模块输出指令从而控制万能空调声控遥控器的行为；中央处理器8还与存储器9进行输入输出连接，存储器9传输并存储中央处理器8的语音处理模块转化的语音矢量序列指令。遥控器处理芯片2接收来自中央处理器8和按键阵列模块4的信号，以不同的波形编码信号传输给与之连接的红外发射-红外接收模块1，红外发射-红外接收模块1进而将指令以红外信号的形式发送给空调机。构成万能空调声控遥控器的各模块由电源模块5提供能量。

红外发射-红外接收模块1、遥控器处理芯片2、信号指示灯3、按键阵列模块4和电源模块5与普通万能空调遥控器功能相似，不做解释；语音输入芯片6、语音播报芯片7、中央处理器8和存储器9功能具体如下：

语音输入芯片6：以输入外部语音信息。

语音播报芯片7：能够以语音播报的方式通过扬声器响应人发出的语音命令。语音播报芯片，能够在遥控器对用户命令识别成功后作出声音反馈，如用户发出“二五”指令，遥控器不仅要改变空调机状态，而且也可发出“25度”的反馈语音。若用户感到该声音反馈吵闹，只需发出“消音”的语音控制命令即可，此后，语音控制指令依旧能够识别，只是不再有声音反馈；再次发出“消音”指令，会重新开启该功能。

中央处理器8：含语音处理模块的中央处理器，同语音输入芯片相连，该语音处理模块将外部语音信息转化为语音矢量序列指令，该中央处理器同通用万能空调遥控器控制芯片按键接口连接，以通过响应语音指令产生电平信号代替按键机械动作产生电平信号。其本身作为一个控制中心，能够不断地查询、分析和响应外接的语音输入，能够及时地对外接语音中断做出处理。

存储器9：存储语音矢量序列指令的存储器，该存储器同中央处理器相连以传输并存储语音信息。可预存多组语音指令信息，其中可设定多组语音指令信息构成一语音模型，以供使用比对，并可进一步存储修改新的语音指令信息及语音模型。本实施例所采用的语音模型为普通话男女声模型，是采集数百名人员的语音特征所实现，使用时无需训练便可直接语音控制，能够实现高效的语音识别。也能够在不覆盖出厂语音命令数据的条件下训练学习，并能够进一步同时保存五组用户语音模型，该语音可以是方言或其他语种；在下次使用时能快速匹配出该用户的语音型号，进行准确识别。如之后不想使用个性化控制，无需任何按钮切换仍可按出厂指令进行语音操作。

具体实施为例，中央处理器8可采用SPCE061A微处理器，语音输入芯片6可选用MIC4826YMM传感器，即为下图中MIC传感器10，存储器9可采用HM628126，信号指示灯可采用高亮LED。

参见图2，为本实用新型实体结构示意图。按键阵列模块包括复位模块11、取消模块12、扬声器13、确认模块14和训练模块15，其中，复位模块11、取消模块12、确认模块14和训练模块15分别通过电平下拉方式连接中央处理器8的一组输入输出端；扬声器模块13连接中央处理器8的音频输出端。

-复位模块11：不确因素导致遥控器无法响应时，按下此键可排除故障；或要在训练过程中结束本次训练。

-取消模块12：用于删除训练过程中产生的某条语音命令。

-扬声器模块13：实现语音控制播报反馈。可以通过“消音”等命令关闭或开启。

-确认模块14：语音训练时用于确认某条指令是否训练满足要求，若符合按“确认”键；不符合，按“取消”键。

-训练模块15：当用户想实现用非普通话的方言或个性化语音控制时，第一次双击此键后跟随语音提示进行数十条指令的语音输入，每次指令要输入两遍，若某条指令前后两遍不一致，系统会提示重新输入。若训练完不满意，按“取消”键删除本条语音训练。总共可以存储5个人的语音模型数据，当第六次双击训练时则会覆盖第一组的训练数据，往后依次类推。训练完成后，用户可以使用训练时的说话方式和命令字对其进行个性化控制。

训练指示灯16：语音操作和语音训练的过程中闪烁，提示系统工作良好、正常。

前述出厂时预载入的语音指令模板信息，其中最主要的语音命令包括遥控器寻找响应、开启和关闭空调、温度加-减、运行模式选择、自动风向、风量选择、定时时间选择等指令。举例说明相应的控制功能所对应的命令，设指令文字如下表所示：

表1控制功能--命令文字对应表

序号	控制功能	命令文字	序号	控制功能	命令文字
						1	寻找响应	遥控器	17	调温→18℃	十八
2	打开空调	开机（小白）	18	调温→19℃	十九
						3	关闭空调	关机（小黑）	19	调温→20℃	二十
4	制冷模式	-制冷	20	调温→21℃	二一
						5	制热模式	-制热	21	…	…
6	除湿模式	-除湿	22	调温→XX	XX
						7	送风模式	-送风	23	调温→30℃	三十
8	自动风向	-自动	24	定时开	开定
						9	风量一级	-一档	26	定时关	关定
10	风量二级	-二档	27	定时1h	一定
						11	风量三级	-三档	28	定时2h	二定
12	关语音播报	-消音	29	定时3h	三定
						13	开语音播报	-消音	30	定时4h	四定
14	升温1℃	-升温	31	定时5h	五定
						15	降温1℃	-降温	32	定时+0.5h	-加

[0061]

16

调温→17℃

十七

33

定时-0.5h

-减

设前述语音指令是出厂时已经采集数百人训练生成了语音矢量模板内置好的，遥控器开启后直接用普通话操作就可以实现对空调的控制。对其中几条指令作简要解释。空调的开启或关闭可以选用两条语音命令，如“开机”、“小白”都能开启空调机；当然，用户以后也可以自己设计喜欢的开机或关机指令。出厂设定有39条语音指令，为防止家里人们说话可能导致遥控器误操作，因此一些语音指令为“--XX”的结构，即先叫一声遥控器的名字，默认名字为“小白”，然后再叫语音指令；该名字也可由用户自己设定，设定好后，再次控制时先叫已设定好的系统名字，停顿一下，再叫语音命令。温度控制时，可以直接按照语音指令叫所要设定的温度的数字，语音指令前面可以加系统名字，也可以不用加。语音指令为“-升温”或“-降温”，即先叫一声系统名，然后再叫“升温”或“降温”，每叫一次相当于温度按键向上按一次或向下按一次，温度升高或降低1℃。同理，定时的语音指令含义与温度控制雷同，不同的是在定时前要叫一声“开定”，若想关闭定时，发出“关定”的语音指令就好了。由于系统语音命令文字一般不超过两个汉字，并且不同命令间语音差别较大，所以能够保证非常准确的识别。

下表是遥控器各控制功能对应的语音播报表，在每次语音操作后系统都会产生语音播报，其对应播报内容如下。当然，用户可以通过“消音”关闭或开启语音播报功能。

表2控制功能--语音播报对应表

序号	控制功能	播报语音内容	序号	实现功能	播报语音内容
						1	寻找响应	Here！	16	调温→19℃	十九度
2	打开空调	开机	17	调温→20℃	二十度
						3	关闭空调	关机	18	调温→21℃	二十一度
4	制冷模式	准备制冷	19	…	…
						5	制热模式	准备制热	20	调温→XX	X十X度
6	除湿模式	准备除湿	21	调温→30℃	三十度
						7	送风模式	准备送风	22	定时开	开定
8	自动风向	自动送风	23	定时关	关定
						9	风量一级	一级风量	24	定时1h	一定
10	风量二级	二级风量	26	定时2h	二定
						11	风量三级	三级风量	27	定时3h	三定
12	升温1℃	一度	28	定时4h	四定

[0066]

13	降温1℃	一度	29	定时5h	五定
						14	调温→17℃	十七度	30	定时+0.5h	0.5小时
15	调温→18℃	十八度	31	定时-0.5h	0.5小时

参见图3，为本实用新型实施例的用户训练程序算法流程图。

本实用新型中可以实现满足用户需要的个性化的训练。语音训练的程序流程大体如下：系统在接受训练按键15双击信号后，即启动训练程序，判断存储器中已训练的语音模型组数N是否小于5，在小于5的情况下，通过语音输入芯片6的MIC10进行“语音数据”采集，然后通过中央处理器8的语音处理模块进行预处理“端点检测”和“数字滤波”，之后进行“LPC”和“LPC倒谱”分析，之后是“模型训练”生成1条语音命令的语音矢量序列，然后将该语音矢量序列存入存储器9中，当一次“录音结束”，进行下一个语音命令的训练，直到最后生成个涵盖所有功能语音矢量序列。随后，模型数目自动加1，一组训练完成。当模型数目n大于5时，训练时，系统会自动擦除第一次的训练生成的数据群，为下次训练留出存储空间。以上为双击训练按键15，能够生成不超过5组的语音训练模型。

语音训练的操作有两种方式，其流程大体如下：

安装好电池后，手工设定万用空调遥控器匹配好所用品牌的空调。双击“训练”键15，然后用户根据系统的提示音，根据自己的爱好，分别发出1～39条语音指令，每组命令训练两次。若某次两次发声不一致或系统没有听清楚，则会重复本条指令的训练，直到训练成功为之。由于系统语音提示引导，用户很容易可以完成训练，不存在一定的难度。本过程中，训练到某条指令，若不想对本条训练，用户无需发声，按“确认”跳过本条训练进行下一条；若本条训练错误，如果前后两次训练不一致那么系统会自动让你重新训练，如果训练好又不满意，那么点击“取消”，则重新开始本条指令训练。

需要注意的是，语音控制命令尽量保持在四字以内，随着文字的增加，识别效率可能会降低。这样，用户就可以根据自己的训练时的语言方式或内容来对语音进行控制了。

由于出厂的语音训练是采集数百人的语音特征，包括男女老少，所以识别率非常高，用户在普通话下完全可以非常准确地控制风扇的各个功能，该技术在研究组内比较成熟。对于采用个性化训练遥控器，对训练人的响应精度能够满足要求；由于算法上是非特定人的模糊算法，因此对非训练人也可以响应，但响应精度会下降些许，为此本实用新型提供了可以存储5个人训练的存储空间，系统在在识别时是逐个对比模型的，所以能够满足多个人的个性化训练，且响应精度可以满足要求。

参见图4，为安放本实用新型的万向旋转底座示意图。

由于采用的依旧是传统的红外控制方式，因此在使用的过程中对遥控器的朝向有一定的要求，据此设计了安放遥控器的万向旋转底座。如图所示，底座17，支撑18，滚珠19、万向球20、扳扣21。将遥控器实体的背面设计为弧形面，这样遥控器可以很好地贴在万向球20的内凹面上，通过具有弹性的扳扣21锁定遥控器。这样万向球20与遥控器绑定在一起，在滚珠19的作用下，能够大角度范围任意方向转动，并且一经安放好，不会自动滑落、旋转等。最终，能够将遥控器很好地朝向空调机。具体为，支撑18通过公母铰合方式连接底座17，万向球20安放在支撑19的顶部凹槽内，内层沿万向球面布满滚珠19，滚珠19为有机材料制成。扳扣21为橡胶材料，与万向球20进行很好地胶合。使用时，将扣板21扳起，插入遥控器，使遥控器背面与万向球20内凹面贴合即可。由于扳扣21是的万向球20和遥控器紧密地弹性过盈配合，因此遥控器可以牢靠地固定在万向旋转底座上。这样万向球20与遥控器绑定在一起，在滚珠19的作用下，能够大角度范围任意方向转动，并且一经安放好，不会自动滑落、旋转等。

综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本实用新型的技术范畴。

Claims

1.一种万能空调声控遥控器，包括遥控器实体，所述遥控器实体包括红外发射-红外接收模块、遥控器处理芯片、指示灯、按键阵列模块和电源模块，其中，遥控器处理芯片与红外发射-红外接收模块相连接，按键阵列模块的输出端与遥控器处理芯片的输入端相连接，遥控器处理芯片的输出端连接信号指示灯，其特征在于，还包括语音控制电路，所述语音控制电路分别与电源模块和遥控器处理芯片相连接。

2.根据权利要求1所述的万能空调声控遥控器，其特征在于，所述语音控制电路包括语音输入芯片、中央处理器、语音播报芯片及存储器，其中，

-语音输入芯片，其输出端与中央处理器的输入端相连接；

-中央处理器，其输出端分别与语音播报芯片的输入端和遥控器处理芯片的输入端相连接；

-存储器，与中央处理器进行输入输出连接；

-语音播报芯片，与中央处理器相连接。

3.根据权利要求2所述的万能空调声控遥控器，其特征在于，所述中央处理器包括语音处理模块，所述语音处理模块与语音输入芯片相连接。

4.根据权利要求2所述的万能空调声控遥控器，其特征在于，所述中央处理器为SPCE061A微处理器，所述存储器为HM628126，所述信号指示灯为高亮LED。

5.根据权利要求2所述的万能空调声控遥控器，其特征在于，所述语音输入芯片为MIC4826YMM传感器。

6.根据权利要求1所述的万能空调声控遥控器，其特征在于，所述按键阵列模块包括复位模块、取消模块、扬声器模块、确认模块和训练模块，其中：复位模块、取消模块、确认模块和训练模块分别通过电平下拉方式连接中央处理器的一组输入输出端；扬声器模块连接中央处理器的音频输出端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的万能空调声控遥控器，其特征在于，所述遥控器实体的背面为弧形面。

8.根据权利要求7所述的万能空调声控遥控器，其特征在于，还包括万向旋转底座，所述万向旋转底座包括底座、支撑、滚珠、万向球和扳扣，其中，支撑通过公母铰合方式连接底座，万向球安放在支撑的顶部凹槽内，内层沿万向球面布满滚珠，扳扣与万向球相胶合。

9.根据权利要求8所述的万能空调声控遥控器，其特征在于，所述滚珠为有机材料。

10.根据权利要求8所述的万能空调声控遥控器，其特征在于，所述扳扣为橡胶材料。