CN208078671U - 一种具有语音控制的车载充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有语音控制的车载充电器，包括接触插头、充电插口，声音采集单元，识别控制单元及第一蓝牙单元。声音采集单元用于采集声音信号，并将声音信号转换成电信号；识别控制单元包括转换模块、第一存储模块、运算模块以及执行模块；转换模块用于将电信号转换为数字信号，并发送至运算模块，运算模块将数字信号与第一存储模块预先储存的储存数据比对后，对数字信号运算并发送控制指令至执行模块，执行模块根据控制指令发出执行命令；第一蓝牙单元根据执行命令发送蓝牙信号至便携式设备，以控制便携式设备按照执行命令做出相应的操作。本实用新型提供克服了现有技术中，通过手动调节便携式设备较为繁琐，增加驾车危险性的技术问题。

Description

一种具有语音控制的车载充电器

技术领域

本实用新型涉及电子产品领域，具体地说，涉及一种具有语音控制的车载充电器。

背景技术

现有技术中的车载充电器通过连接在车辆上的车载电源获得电源，从而对插接在车载充电器上的便携式设备进行充电，功能较为单一。

之后为了进一步扩展车载充电器的功能，对车载充电器上加载FM调频功能及蓝牙功能。在具体工作时，通过车载充电器的蓝牙与便携式设备配对后，便携式设备利用无线蓝牙将多媒体文件发送至车载充电器，再由车载充电器讲多媒体文件转换成FM调频广播，并通过调频广播的方式被车辆调频系统接收后，通过车载音响播放该多媒体文件。

然而，在播放该多媒体文件，例如音乐时，需要手动对便携式设备进行操作才能完成切换音乐，调节音量等操作，操作较为繁琐，在驾车过程中操作时，增加了驾车的危险性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有语音控制的车载充电器，旨在解决通过手动调节便携式设备较为繁琐，增加驾车危险性的技术问题。

本实用新型提供一种具有语音控制的车载充电器。

该设置具有语音控制的车载充电器，包括插接于车辆充电座的接触插头，以及与接触插头连接用于对便携式设备充电的充电插口；

所述具有语音控制的车载充电器还包括：

声音采集单元，所述声音采集单元用于采集声音信号，并将所述声音信号转换成电信号；

识别控制单元，所述识别控制单元包括转换模块、第一存储模块、运算模块以及执行模块，所述转换模块、所述第一存储模块、所述运算模块及所述执行模块通过总线通信连接；所述转换模块用于将所述电信号转换为数字信号，并发送至所述运算模块，所述运算模块将所述数字信号与所述第一存储模块预先储存的存储数据比对后，对所述数字信号运算并发送控制指令至所述执行模块，所述执行模块根据所述控制指令发出执行命令；

第一蓝牙单元，所述第一蓝牙单元与所述识别控制单元连接，所述第一蓝牙单元根据所述执行命令发送蓝牙信号至便携式设备，以控制所述便携式设备按照所述执行命令做出相应的操作。

本实用新型公开的具有语音控制的车载充电器通过声音采集单元采集驾驶者的语音信号，并将语音信号转换成电信号发送至识别控制单元，识别控制单元中的转换模块将电信号转换成数字信号，并将数字信号发送至运算模块，运算模块将数字信号与第一存储模块中预先存储的存储数据比对；当数字信号与预先存储的储存信号匹配后，运算模块对所述数字信号运算并发送与该存储信号相对应的控制指令至执行模块，执行模块根据控制指令发送执行命令至第一蓝牙单元，并利用第一蓝牙单元发送至便携式设备中，对便携式设备进行操作，以完成切换音乐，调节音量等操作，从而克服了现有技术中，通过手动调节便携式设备较为繁琐，增加驾车危险性的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型具有语音控制的车载充电器的工作过程示意图；

图2是本实用新型车载充电器的模块示意图；

图3是本实用新型电源单元的电路原理图；

图4是本实用新型的声音采集单元的电路原理图；

图5是本实用新型识别控制单元的电路原理图；

图6是NUVOTON-ISD9160芯片内部的模块示意图；

图7是本实用新型第一蓝牙单元电路原理图；

图8是本实用新型车载充电器另一实施例的模块示意图；

图9是本实用新型FM单元的电路原理图；

图10是本实用新型调节按键电路原理图；

图11是本实用新型显示单元的电路原理图；

图12是本实用新型车载充电器的另一模块示意图；

图13是本实用新型车载充电器的工作过程数据流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步阐述和说明:

请参考图1，本实用新型公开的具有语音控制的车载充电器30用于连接在车载电池上获取电能，将电能变换后对插接在其上的便携式设备充电，具体的，车载充电器30包括接触插头301及充电插口302，插头插接在车辆10上，与车载电池点连接；充电插口302用于插接便携式设备，当便携式设备插接在充电插口302上后，便携式设备通过车载充电器30获得电能。

如图2，本实用新型的车载充电器30包括：电源单元37，声音采集单元31、识别控制单元32以及第一蓝牙单元33。

在本实施方式中，图3是电源单元37的电路原理图，其中VIN+以及VIN-分别连接至车载电池的正负极。正负极电压接入电源芯片U5，并通过VOUT引脚输出5V直流电压。其中U5采用的是中国台湾力智(UPI)的UP9164型号芯片，该芯片由多路VIN引脚输入电压，输入电压从10.8V到30V的电压均可以，车载电池对电源单元37的输出影响基本可以忽略，可以防止车载电池的电压波动对便携式设备充电的影响。其中该型号芯片经VOUT引脚输出电压，输出的电压经多路LX引脚的连接至输出电感器L3，从而使输出电压VOUT上形成震荡补偿电压，提高VOUT引脚上输出电压的稳定性，起到反馈稳压的作用，同时可以提高充电电流，能够使便携式设备获得大电流充电，提高充电效率。

在本实施方式中，电源模块输出的5V直流电压同时对转换模块321、第一存储模块322、预算模块、执行模块及第一蓝牙单元33供电。

在本实施方式中，声音采集单元31用于采集声音信号，并将声音信号转换成电信号。如图4是本实用新型的声音采集单元31的电路原理图。其中，M1为拾音传感器，当M1接收到声音振动后发送电信号至MCU_MIC_及MCU_MIC+，其中VMIC用于连接至电源模块的5V直流电压，为拾音传感器提供工作电压。MCU_MIC_及MCU_MIC+端子采用差分信号输出的方式连接至识别控制单元32的转换模块321，可以提高拾音传感器的抗干扰能力，降低声音识别时的噪音干扰。

在本实用新型的另一实施方式中，还可以通过如图3中的MIC_IN端子通过音频输入设备直接输入音频信号。

参阅图2，在本实施方式中，识别控制单元32用于对电信号识别并发出执行命令，从而通过第一蓝牙单元33通过无线蓝牙将执行命令发送至便携式设备，完成对便携式设备的控制及操作。

具体的，识别控制单元32包括：转换模块321、第一存储模块322、预算模块以及执行模块。转换模块321、第一存储模块322、运算模块323及执行模块通过总线通信连接；转换模块321用于将电信号转换为数字信号，并发送至运算模块323，运算模块323将数字信号与第一存储模块322预先储存的存储数据比对后，对数字信号运算并发送控制指令至执行模块，执行模块根据控制指令发出执行命令。

本实用新型公开的具有语音控制的车载充电器30通过声音采集单元31采集驾驶者的语音信号，并将语音信号转换成电信号发送至识别控制单元32，识别控制单元32中的转换模块321将电信号转换成数字信号，并将数字信号发送至运算模块323，运算模块323将数字信号与第一存储模块322中预先存储的存储数据比对；当数字信号与预先存储的储存信号匹配后，运算模块323对数字信号运算并发送与该存储信号相对应的控制指令至执行模块，执行模块根据控制指令发送执行命令至第一蓝牙单元33，并利用第一蓝牙单元33发送至便携式设备中，对便携式设备进行操作，以完成切换音乐，调节音量等操作，从而克服了现有技术中，通过手动调节便携式设备较为繁琐，增加驾车危险性的技术问题。

本实用新型的一种实施方式是转换模块321、第一存储模块322、运算模块323、执行模块集成于一个控制芯片内，芯片型号为新唐(NUVOTON)NUVOTON-ISD9160。

如图5是本实用新型的识别控制单元32的电路原理图。图中U3的芯片型号为NUVOTON-ISD9160型号芯片，该型号芯片适用于低功耗以及音频录制及播放的应用，其包含Cortex-M0核，最高工作频率达50MHz，具有非挥发性闪存存储器以及静态随机存取存储器(SRAM)。在音频输入上具有80dB信噪比的模数转换功能以及一个61dB可编程增益放大器。

其中，ISD9160具有可配置模拟功能的通用IO引脚(GPIO)，这些引脚可被配置成一个模拟比较器，也可以作为模数转换模块321使用。

如图6是本实用新型ISD9160芯片根据内部的模块结构示意图。比对参照图2，本实用新型的车载充电器30以ISD9160芯片作为识别控制单元32，具体的，以芯片中的音频模数转换模块321作为本实用新型的转换模块321，以运算处理核作为本实用新型的运算模块323，以静态随机存取存储器作为本实用新型的第一存储模块322并以同步串行接口作为本实用新型的执行模块。

在本实施方式中，预先存储与第一存储模块322中的存储数据具有多个，每个存储数据与一个控制指令一一对应；运算模块323对数字信号比对时，当数字信号与至少一个存储数据相同或相对应时，运算模块323发送与存储数据相对应的控制指令至执行模块。

参阅图4，声音采集单元31的VMIC、MCU_MIC_及MCU_MIC+分别连接至ISD9160芯片的第45引脚、第44引脚以及第43引脚，从而与ISD9160芯片内部的音频模数转换模块321连接，即图2中的转换模块321连接。声音采集单元31接收音频信号后，通过总线将音频信号发送至转换模块321，转换模块321转换成数字信号后，再次通过总线发送至ISD9160芯片内部的运算处理核，即图2中的运算模块323。运算模块323将预存于静态随机存取存储器，即图2中的第一存储模块322中存储数据对比，对比后发送控制指令至ISD9160芯片中的同步串行接口，即图2中的执行模块，并通过执行模块与第一蓝牙单元33通信，发送执行命令至便携式设备，完成对便携式被的控制，例如切换音乐，调节音量等操作。

其中，图4中的TXD以及TRD分别与第一蓝牙单元33连接，以发送控制指令。

图7是本实用新型的第一蓝牙单元33电路原理图。在本实施方式中，第一蓝牙单元33 采用博通(Beken)的BK3254型号蓝牙芯片，该蓝牙芯片通过第31引脚RXD以及第32引脚TXD连接至ISD9160型号芯片的第16引脚RXD及第15引脚TXD，分别接受ISD9160型号芯片发送来的控制指令，BK3254型号芯片将接收的控制指令通过运算后，转换成无线蓝牙信号，经连接至芯片第1引脚上的ANT1天线对外部发送，从而被便携式设备所接收。

在本实施方式中，BK3254芯片的第4引脚AR及第5引脚AL与3.5mm多媒体插头J1的左右声道(L/R)分别电性连接，通过3.5mm接口上的输入信号，控制第一蓝牙单元33输出至ANT1天线上的蓝牙音量以及播放切换。

如图8所示，图8是本实用新型的另一实施例示意图。在本实施例中，便携式设备包括第二蓝牙单元23，第二蓝牙单元23与第一蓝牙单元33配对。第一蓝牙单元33在配对后向第二蓝牙单元23发送蓝牙控制指令、和/或接收便携式设备的通信数据。发送的控制指令包括：音量调节、歌曲切换；接收便携式设备的通信数据包括通话语音数据、音频数据等。

在本实用新型的其他实施方式中，车载充电器30还包括FM单元34，FM单元34与识别控制单元32电性连接，便携式设备发送的至识别控制单元32的通信数据通过FM单元34无线发送至车载广播系统。

图8是含有FM单元34的车载充电器30的模块视图；图9是FM单元34的电路原理图。具体的，FM单元34与识别控制单元32以及第一蓝牙单元33块均电性连接，第二蓝牙单元 23将便携式设备中的语音数据或音频数据通过第一蓝牙单元33发送至FM单元34，同时识别控制单元32产生一个调频基带信号，FM单元34将语音数据以及音频数据加载在调频基带信号上以调频广播的方式对外发送，从而被车辆10的车载广播系统所接收，达到了通过便携式设备连接至车辆10，利用车辆10音频系统播放语音或者音乐的目的。

在本实用新型的实施例中，FM单元34采用的主控芯片为昆天科(Quintic)的QN8027 型号芯片。

如图9所示，在图中QN8027芯片具有两对信号输入端口，第一对端口为第9引脚的TR 以及第10引脚的TL，该第一对端口分别与第一蓝牙单元33中的主芯片BK3254的第4引脚AR以及第5引脚AL连接，以接收第一蓝牙单元33的语音数据或音频数据；第二对端口为第 6引脚的FM SCL以及第7引脚的FM SDA，第二对端口的第6引脚与第7引脚分别与作为识别控制单元32的ISD9160集成芯片的第47引脚及第48引脚连接，其中ISD9160集成芯片的第 47引脚及第48引脚输出一个调频基带信号，从而将语音数据或音频数据调制到不同的频率波段上。

在本实施方式中，QN8027芯片通过第1引脚RFO输出调频广播信号。第1引脚RFO在将电信号转换为高频无线电信号，通过ANT天线发送之前，还连接有一个三极功放管Q7，三极功放管用于隔绝天线对外部信号的干扰，增加天线输出端的。其中第1引脚RFO连接至一个电感L1与电容C39形成的高频震荡电路，再连接至天线，使第1引脚的RFO电信号转换成高频震荡信号后通过天线对外发送。

如图8，图8是本实用新型的另一实施例示意图。在本实施例中，车载充电器30还包括调节按键36以及显示单元35。显示单元35连接至识别控制单元32的总线，显示单元35用于显示FM单元34广播调频频道。调节按键36电连接至识别控制单元32，用于调节FM单元 34的调频。

具体的，如图10为本实用新型的调节按键36电路原理图，如图11为显示单元35的电路原理图。如图10中所示，调节按键36包括S1及S2，按键S1及按键S2分别连接至识别控制单元32主芯片ISD9160的第3引脚FM FRQ-及第9引脚FM FRQ+，FM FRQ-表示降低调频基带信号的频率，FM FRQ+表示提高调频基带信号的频率；当调节按键36S1或调节按键36S2 按下时，可以对调频广播的频率进行调节，例如，当按下调节按键36S1时，从87.5MHz调节至87.4MHz。

如图11中所示，显示单元35包括1个4位显示数码管，该显示数码管通过4个三极管连接至识别控制单元32主芯片ISD9160，其中，主控芯片ISD9160的第38引脚COM1、第37 引脚COM2、第36引脚COM3以及第34引脚COM4分别输出脉冲宽度调制(PWM)信号，显示数码管以脉冲宽度调制(PWM)信号作为驱动电源，驱动显示数码管点亮。其中，多个显示数码管还通过8位显示控制端连接至识别控制单元32主芯片ISD9160的第33引脚SEG A、第 31引脚SEGB、第30引脚SEG C、第29引脚SEG D、第28引脚SEG E、第27引脚SEG F、第26引脚SEG G、第14引脚SEG P。识别控制单元32主芯片ISD9160根据调节按键36的调节信号，驱动显示单元35显示调节后的FM调频频率。

如图12，本实用新型的车载充电器30还包括第二存储模块325以及烧录控制模块326。第二存储模块325与总线连接，第二存储模块325用于预先储存运算模块323的运算规则和/ 或转换模块321的数据转换协议。

烧录控制模块326与总线通信，用于外接烧录设备，烧录设备通过烧录控制模块326对第二存储模块325中储存的运算规则和/或数据转换协议进行编辑。在本实用新型的实施方式中，可以通过烧录设备改变运算规则以及转换协议。

第二存储模块325以及烧录控制模块326与转换模块321、第一存储模块322、运算模块 323、执行模块也都集成于NUVOTON-ISD9160控制芯片，从而可以提高整个电路的集成度，并且能够降低成本。

本实用新型具有语音控制的车载充电器30的工作过程以及数据变换如图13，首先使用者说出“关机”的操作指令，该操作指令的语音被声音采集单元31采集后，声音采集单元 31将“关机”转换为电信号，并将电信号发送至转换模块321。转换模块321对接收的电信号转换后形成具体的数字信号，例如形成的数字信号为“0011A010”，转换模块321将数字信号“0011A010”发送至运算模块323，运算模块323将该数字信号与预先储存在第一存储模块322中的一个存储数据进行比对，该存储数据如图13中的表格。运算模块323比对后，当发现数字信号与第一存储模块322中的存储数据配对成功后，就将存储数据相对应的控制指令发送至执行模块，执行模块将控制指令转换为执行命令后发送至第一蓝牙单元33，第一蓝牙单元33将执行命令转换成无线蓝牙的方式发送至第二蓝牙单元23，即执行命令到达便携式设备，便携式设备执行该执行命令，此时便携式设备完成关机操作。

本实用新型实现了通过语音对便携式设备的操作，防止在驾车过程中通过手动操作而降低注意力，发生事故的情况。

Claims (10)

1.一种具有语音控制的车载充电器，包括插接于车辆充电座的接触插头，以及与接触插头连接用于对便携式设备充电的充电插口，其特征在于，所述车载充电器还包括：

声音采集单元，所述声音采集单元用于采集声音信号，并将所述声音信号转换成电信号；

识别控制单元，所述识别控制单元包括转换模块、第一存储模块、运算模块以及执行模块，所述转换模块、所述第一存储模块、所述运算模块及所述执行模块通过总线通信连接；所述转换模块用于将所述电信号转换为数字信号，并发送至所述运算模块，所述运算模块将所述数字信号与所述第一存储模块预先储存的存储数据比对后，对所述数字信号运算并发送控制指令至所述执行模块，所述执行模块根据所述控制指令发出执行命令；

第一蓝牙单元，所述第一蓝牙单元与所述识别控制单元连接，所述第一蓝牙单元根据所述执行命令发送蓝牙信号至便携式设备，以控制所述便携式设备按照所述执行命令做出相应的操作。

2.如权利要求1所述的具有语音控制的车载充电器，其特征在于，所述存储数据具有多个，每个所述存储数据与一个所述控制指令一一对应；所述运算模块对所述数字信号比对时，当所述数字信号与至少一个所述存储数据相同或相对应时，所述运算模块发送与所述存储数据相对应的控制指令至所述执行模块。

3.如权利要求2所述的具有语音控制的车载充电器，其特征在于，便携式设备包括第二蓝牙单元，所述第一蓝牙单元与所述第二蓝牙单元配对，以发送所述执行命令和/或接收所述便携式设备的通信数据。

4.如权利要求3所述的具有语音控制的车载充电器，其特征在于，所述车载充电器还包括FM单元，所述FM单元与所述识别控制单元电性连接，所述便携式设备发送的至所述识别控制单元的通信数据通过所述FM单元无线发送至车载广播系统。

5.如权利要求4所述的具有语音控制的车载充电器，其特征在于，所述车载充电器还包括显示单元，所述显示单元连接至所述识别控制单元的总线，所述显示单元用于显示所述FM单元广播调频频道。

6.如权利要求5所述的具有语音控制的车载充电器，其特征在于，所述车载充电器还包括调节按键，所述调节按键电连接至所述识别控制单元，用于调节所述FM单元的调频。

7.如权利要求3所述的具有语音控制的车载充电器，其特征在于，所述车载充电器包括第二存储模块，所述第二存储模块与所述总线连接，所述第二存储模块用于预先储存所述运算模块的运算规则和/或所述转换模块的数据转换协议。

8.如权利要求7所述的具有语音控制的车载充电器，其特征在于，所述车载充电器还包括烧录控制模块，所述烧录控制模块与所述总线通信，用于外接烧录设备，所述烧录设备通过所述烧录控制模块对所述第二存储模块中储存的所述运算规则和/或所述数据转换协议进行编辑。

9.如权利要求8所述的具有语音控制的车载充电器，其特征在于，所述转换模块、所述第一存储模块、所述运算模块、所述执行模块、所述第二存储模块以及所述烧录控制模块集成于一个控制芯片内，所述芯片型号为NUVOTON-ISD9160。

10.如权利要求1所述的具有语音控制的车载充电器，其特征在于，所述车载充电器还包括电源单元，所述电源单元用于对所述声音采集单元、所述识别控制单元以及所述第一蓝牙单元供电,和/或用于将所述接触插头的电压转换为便携式设备的充电电压，以对所述便携式设备充电。