CN203909526U - 一种基于语音唤醒技术的开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于语音唤醒技术的开关，由变压器、整流模块、稳压模块、语音唤醒IC、差分拾音器模块、触控模块、驱动电路、电子开关构成；变压器的输入与220V市电相连，变压器输出与整流模块相连，整流模块的输出与稳压模块相连，稳压模块的输出与语音唤醒IC相连，语音唤醒IC的输入分别与稳压模块、差分拾音器模块、触控模块相连，其输出跟驱动电路相连，驱动电路的输出与电子开关相连。本实用新型使用寿命更长，且更安全保险，相较需要用户自己定制命令词的语音开关，具有更高的识别率以及更低的误触发率。
Description
技术领域
本实用新型涉及家电领域，尤其涉及家电中的电源开关。
背景技术
目前，在家用电源开关、尤其是家中的灯的开关中，传统开关都是采用机械式结构，都必须要使用者走到开关面前才能控制开关，而且由于采用了机械式结构，容易磨损和老化，影响了使用寿命，容易造成安全隐患。此外，传统的语音控制开关由于采用的是模版匹配技术，还需要用户自己训练，操作麻烦不说语音控制的效果还很不理想，这也是其难以推广开的重要原因。
实用新型内容
本实用新型技术方案解决问题：克服现有技术的不足，提供了一种基于语音唤醒技术以及触控技术的电源开关，用户可以在6米以内使用唤醒命令词对应的语音来触发开关，从而不用走到开关面前进行操作。
本实用新型技术方案：一种基于语音唤醒技术的开关，由变压器（1）、整流模块（2）、稳压模块（3）、语音唤醒IC（4）、差分拾音器模块（5）、触控模块（6）、驱动电路（7）、电子开关（8）构成；变压器（1）的输入跟220V市电相连，其输出跟整流模块（2）相连，整流模块的输出跟稳压模块（3）相连，稳压模块的输出跟语音唤醒IC（4）相连，语音唤醒模块的输入跟稳压模块（3）、差分拾音器模块（5）、触控模块（6）相连，其输出跟驱动电路（7）相连，驱动电路（7）的输出跟电子开关（8）相连。
220V市电通过变压器（1）降到设定电压后通过整流模块把交流电变换到直流电，再通过稳压模块把电压降低到5V给语音唤醒IC供电；语音信号在通过差分拾音器模块（5）后会转变为语音模拟信号传输给语音唤醒IC（4），语音唤醒IC（4）内部有带AGC的录音ADC，会把语音模拟信号规整后转化为语音数字信号。语音唤醒IC（4）内部集成有语音唤醒控制算法，会把采集到的语音数字信号跟IC（4）内置的唤醒命令词的声学模型进行匹配，如果匹配的话就会根据开关的当前状态来决定是要接通或者断开市电。
语音唤醒IC（4）中会内置一条语音唤醒命令词，如果开关在开的时候语音跟唤醒命令词匹配，则语音唤醒IC（4）会输出低电平给驱动电路（7），驱动电路会控制电子开关（8） 断开市电连接；如果开关在关的时候语音跟唤醒命令词匹配，则语音唤醒IC（4）会输出高电平给驱动电路（7），驱动电路（7）会控制电子开关（8）接通市电连接。
所述语音唤醒IC（4）中的ADC为12bit、16bit或者24bit精度，并要有抗混叠滤波器。
所述语音唤醒IC（4）中的ADC带有AGC（自动增益控制）功能，能够根据录音能量自动调节增益大小；
所述语音唤醒IC（4）中的ADC带有PGA（可编程增益控制）功能，可以有程序控制录音增益大小；
所述差分拾音器模块（5）为驻极体麦克风；
作为本方案的进一步改进，语音唤醒IC中的唤醒命令词不需要用户自己训练，其在出厂的时候就已经内置完成，不需要用户再进行重新设定以及训练，这样可以避免用户由于训练的不合理导致语音控制效果验证下降。
作为本实用新型的进一步改进，变压器出来的电压为10～12V，稳压模块出来提供给语音唤醒IC的电压为4～5V。
作为本实用新型的进一步改进，电子开关使用的是双向可控硅或者是高品质的继电器。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：
（1）本实用新型通过带AGC(自动增益控制)的录音系统采集语音信号，输入到语音唤醒IC中，在语音唤醒IC中，语音信号会先经过一组带通滤波器，把频率过高以及频率过低的部分滤除掉，只保留人声；然后会经过特征提取模块，从保留的语音中提取声学模型跟语音唤醒IC中提前预置的唤醒命令词声学模型进行匹配，从而决定接通电源或者断开电源，用户可以在6米以内使用唤醒命令词对应的语音来触发开关，从而不用走到开关面前进行操作。
（2）为了能进一步提升开关的可靠性还使用了最新的触控技术，一旦在环境较恶劣导致语音唤醒失效的情况下用户还可以直接触控开关面板来使开关正常工作。相较传统的机械或者电器开关，由于不存在机械磨损以及使用中的快速老化现象，使用寿命更长，且更安全保险。
（3）相较需要用户自己定制命令词的语音开关，由于内置的命令词已经考虑到了人群口音覆盖以及不同环境对语音特征的影响，因此有更高的识别率以及更低的误触发率。
附图说明
图1为本实用新型实现的框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种基于语音唤醒技术的开关，语音开关通过电子开关8通断市电于负载。该语音开关由变压器1、整流模块2、稳压模块3、语音唤醒IC4、差分拾音器 模块5、触控模块6、驱动电路7、电子开关8构成。220V市电通过变压器1降到设定电压后通过整流模块把交流电变换到直流电，再通过稳压模块把电压降低到5V给语音唤醒IC供电；语音信号在通过差分拾音器模块5后会转变为语音模拟信号传输给语音唤醒IC4，语音唤醒IC4内部有带AGC的录音ADC，会把语音模拟信号规整后转化为语音数字信号。语音唤醒IC4内部集成有语音唤醒控制算法，会把采集到的语音数字信号跟IC4内置的唤醒命令词的声学模型进行匹配，如果匹配的话就会根据开关的当前状态来决定是要接通或者断开市电。
语音唤醒IC4中会内置一条语音唤醒命令词，如果开关在开的时候语音跟唤醒命令词匹配，则语音唤醒IC4会输出低电平给驱动电路7，驱动电路会控制电子开关8断开市电连接；如果开关在关的时候语音跟唤醒命令词匹配，则语音唤醒IC4会输出高电平给驱动电路7，驱动电路7会控制电子开关8接通市电连接。
开关本身集成有触控模块，可以在一旦语音唤醒无法正常工作的时候可以使用触控，确保开关可以保持基本功能。
语音唤醒IC中的唤醒命令词不需要用户自己训练，其在出厂的时候就已经内置完成，不需要用户再进行重新设定以及训练，这样可以避免用户由于训练的不合理导致语音控制效果验证下降。
变压器出来的电压为10～12V，稳压模块出来提供给语音唤醒IC的电压为4～5V。
综上所述，本实用新型可以实现家用开关的远程语音控制，同时又具备有触控功能，基本可以替换目前所广泛使用的机械式开关并取得良好的使用效果。
本实用新型未详细阐述部分属于本领域公知技术。
Claims (7)
1.一种基于语音唤醒技术的开关，其特征在于：由变压器（1）、整流模块（2）、稳压模块（3）、语音唤醒IC（4）、差分拾音器模块（5）、触控模块（6）、驱动电路（7）、电子开关（8）构成；变压器（1）的输入与220V市电相连，变压器（1）输出与整流模块（2）相连，整流模块的输出与稳压模块（3）相连，稳压模块的输出与语音唤醒IC（4）相连，语音唤醒IC（4）的输入分别与稳压模块（3）、差分拾音器模块（5）和触控模块（6）相连，其输出跟驱动电路（7）相连，驱动电路（7）的输出与电子开关（8）相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于语音唤醒技术的开关，其特征在于：所述语音唤醒IC（4）中的ADC为12bit、16bit或者24bit精度，并要有抗混叠滤波器。
3.根据权利要求1所述的一种基于语音唤醒技术的开关，其特征在于：所述语音唤醒IC（4）中的ADC带有自动增益控制AGC功能。
4.根据权利要求1所述的一种基于语音唤醒技术的开关，其特征在于：所述语音唤醒IC（4）中的ADC带有可编程增益控制PGA功能。
5.根据权利要求1所述的一种基于语音唤醒技术的开关，其特征在于：所述差分拾音器模块（5）为驻极体麦克风。
6.根据权利要求1所述的一种基于语音唤醒技术的开关，其特征在于：所述变压器（1）出来的电压为10～12V，稳压模块（3）出来提供给语音唤醒IC的电压为4～5V。
7.根据权利要求1所述的一种基于语音唤醒技术的开关，其特征在于：所述电子开关（8）为继电器或者可控硅。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107403621A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-11-28 | 深圳市沃特沃德股份有限公司 | 语音唤醒装置及方法 |
| CN108922536A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-30 | 深圳市沃特沃德股份有限公司 | 语音唤醒处理器工作的方法及系统 |
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2013
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