CN208190898U - 一种基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，涉及本实用新型涉及电子设备技术领域。其中包括运动手环和音响，所述运动手环包括手环CPU处理模块、语音识别模块和ZigBee发送模块，所述音响包括ZigBee接收模块和音响CPU处理模块，这种基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，实现在没有联网的情况下语音控制音响，使用户实时实地控制音响，更加智能化。

Description

一种基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，具体而言，涉及一种基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置。

背景技术

现有的语音控制音响方法是利用智能移动终端把语音数据传送到服务器，再通过音响中的无线通讯模块来控制音响。这样的方式中，无线通讯模块需要联网才能实现对音响的控制。另有一些现有的语音控制识别音响有采用手机进行控制，但是在一些场景下，例如健身房教练在教会员跳舞或人们广场上在跳广场舞时，由于手机本身质量较重，容易给运动中的使用者造成不便，有时甚至可能造成手机的摔坏。而且，在没有联网的情况下，也无法利用手机语音控制音响，这给音响的使用者带来了诸多的不便。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，旨在改善在没有联网的情况下无法语音控制音响的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，包括运动手环和音响，运动手环包括手环CPU处理模块、语音识别模块和ZigBee发送模块，音响包括ZigBee接收模块和音响CPU处理模块；

其中，语音识别模块用于采集语音信号，并将语音信号转化成数字语音信号，然后输送至手环CPU处理模块进行处理；手环CPU处理模块用于对来自语音识别模块的数字语音信号进行处理，并将处理后的数字语音信号输送至ZigBee发送模块；ZigBee发送模块与ZigBee接收模块无线连接，用于进行数字语音信号的通信，ZigBee接收模块将接收后的数字语音信号输送至音响CPU处理模块进行处理，音响CPU处理模块用于处理数字语音信号；

ZigBee发送模块包括控制器和与控制器相连的ZigBee射频收发器；其中，ZigBee射频收发器用于接收来自手环CPU处理模块的数字语音信号，控制器用于实现IEEE892.15.4MAC层和ZigBee协议层及特定应用的逻辑；

ZigBee接收模块包括ZigBee无线收发器和与ZigBee无线收发器相连的ZigBee网络协调器；ZigBee无线收发器用于接收来自ZigBee射频收发器的数字语音信号，并将数字语音信号输送至ZigBee网络协调器，ZigBee网络协调器用于建立网络并管理网络，数字语音信号在ZigBee网络协调器中通过网络传送至音响CPU处理模块；

ZigBee射频收发器与ZigBee无线收发器无线连接，用于进行数字语音信号的通信。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，语音识别模块包括语音传感器、第一滤波器、音频编码器、语音控制芯片和数据SDRAM；

其中，语音传感器用于采集输入语音信号，然后输送至第一滤波器中进行处理语音信号的高频电磁波的滤出，并将滤波好的语音信号输送至音频编码器，音频编码器用于将语音信号转换成数字语音信号后，并将数字语音信号输送至语音控制芯片；语音控制芯片用于对数字语音信号进行运算和处理，而后存储在数据SDRAM中，通过数据输出总线发送给手环CPU处理模块。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，音响还设有与音响CPU处理模块相连的音源输入处理模块：音源输入处理模块用于把数据音频信号输送至音响CPU处理模块。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，音响还设有与音响CPU处理模块相连的音乐节奏感应灯模块，音乐节奏感应灯模块包括振动传感器、第二滤波器、MCU和LED控制电路；

振动传感器从音响CPU处理模块采集音乐节奏频率信号，然后输送第二滤波器中进行高频电磁波的滤出，第二滤波器输送滤波好的音乐节奏频率信号至MCU中，MCU根据音乐节奏频率信号控制与MCU相连的LED控制电路。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，音响还设有与音响CPU处理模块相连的数字音频处理模块，数字音频处理模块包括数字音频处理电路和与数字音频处理电路相连的第三滤波器，数字音频处理电路对来自音响CPU处理模块的数字音频信号进行调整，然后输送至第三滤波器中滤波。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，音响还设有与数字音频处理模块相连的音响设备模块，音响设备模块包括音频解码器、功率放大器和喇叭，音频解码器与第三滤波器中连接，音频解码器用于解码来自第三滤波器的数字音频信号，然后输送至功率放大器，功率放大器对解码后的数字音频信号放大，最后控制喇叭。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，运动手环还设有速度传感器，用于检测运动情况。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，运动手环还设有LCD液晶显示触摸屏。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，运动手环还设有运动手环内置有锂电池和具有Type-C充电口。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，音源输入处理模块的音源接入设有TF卡插槽、AUX音频接口和USB。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，使用时，向运动手环输入语音命令，通过语音识别模块和手环CPU处理模块的处理，然后在ZigBee发送模块和ZigBee接收模块建立的ZigBee网络下传送语音命令至音响CPU处理模块，实现在没有联网的情况下语音控制音响，用运动手环代替手机，其质量更轻，可以实时实地控制音响，操作十分便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例的运动手环的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的音响的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的语音识别模块结构示意图；

图4是本实用新型实施例的ZigBee发送模块结构示意图；

图5是本实用新型实施例的ZigBee接收模块结构示意图；

图6是本实用新型实施例的音乐节奏感应灯模块结构示意图；

图7是本实用新型实施例的数字音频处理模块结构示意图；

图8是本实用新型实施例的音响设备模块结构示意图。

图标：1-运动手环；11-手环CPU处理模块；12-语音识别模块；121-语音传感器；122-第一滤波器；123-音频编码器；124-语音控制芯片；125-数据SDRAM；13-ZigBee发送模块；131-控制器；132-ZigBee射频收发器；14-速度传感器；15-LCD液晶显示触摸屏；2-音响；21-ZigBee接收模块；211-ZigBee无线收发器；212-ZigBee网络协调器；22-音响CPU处理模块；23-音源输入处理模块；24-蓝牙模块；25-音乐节奏感应灯模块；251-振动传感器；252-第二滤波器；253-MCU；254-LED控制电路；26-数字音频处理模块；261-数字音频处理电路；262-第三滤波器；27-音响设备模块；271-音频解码器；272-功率放大器；273-喇叭；274-高音喇叭；275-低音喇叭。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语、“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

参照图1至图2示，一种基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，包括运动手环1和音响2，运动手环1包括手环CPU处理模块11、语音识别模块12、ZigBee发送模块13、速度传感器14和LCD液晶显示触摸屏15。音响2包括ZigBee接收模块21、音响CPU处理模块22、音源输入处理模块23、蓝牙模块24、音乐节奏感应灯模块25、数字音频处理模块26和音响设备模块27。手环CPU处理模块11分别与语音识别模块12、ZigBee发送模块13、速度传感器14和LCD液晶显示触摸屏15连接，ZigBee发送模块13与ZigBee接收模块21无线连接，ZigBee接收模块21与音响CPU处理模块22连接，音响CPU处理模块22分别与音源输入处理模块23、蓝牙模块24、音乐节奏感应灯模块25和数字音频处理模块26连接，数字音频处理模块26与音响设备模块27连接。

手环CPU处理模块11用于对各模块信息的处理和运算，将数字语音信号发送到LCD液晶显示触摸屏15，把数字语音信号传输到ZigBee发送模块13，将加速度传感器14检测的数据进行运算送至LCD液晶显示触摸屏15显示，手环CPU处理模块11中CPU可采用Soc系列的单片机，使用元器件少、电路简单和集成度高,可有效压缩传感器电路部分的空间。

进一步地，参照图3示，语音识别模块12包括语音传感器121、第一滤波器122、音频编码器123、语音控制芯片124和数据SDRAM125。语音传感器121与第一滤波器122连接，第一滤波器122与音频编码器123连接，音频编码器123与语音控制芯片124连接，语音控制芯片124与数据SDRAM125连接，最后数据SDRAM125通过数据输出总线与手环CPU处理模块11。其中，语音传感器121用于采集输入语音信号，然后将输送至第一滤波器122中进行处理语音信号的高频电磁波的滤出，消除部分干扰，减小语音的失真。第一滤波器122将滤波好的语音信号输送至音频编码器123，音频编码器123用于对语音信号进行处理，将语音信号转换成数字语音信号，音频编码器123可采用音频转换芯片TL320AIC23，转化效果更好。音频编码器123将数字语音信号输送至语音控制芯片124后，语音控制芯片124通过编写算法对数字语音信号进行运算与处理，可采用可采用音频转换芯片TL320AIC23，使得数字信号的特征参数计算方便具有高效的算法，更好地保证语音识别的实时实现。而后语音控制芯片124将语音信号存储在数据SDRAM125中，通过数据输出总线发送给手环CPU处理模块11。

进一步地，参照图4和图5示，ZigBee发送模块13与音响2中的ZigBee接收模块21无线连接。

ZigBee发送模块13包括控制器131和与控制器131相连的ZigBee射频收发器132。其中，ZigBee射频收发器132用于接收来自手环CPU处理模块11的数字语音信号，控制器131用于实现IEEE 892.15.4MAC层和ZigBee协议层及特定应用的逻辑，控制器131可采用PIC18LF4620芯片。ZigBee接收模块21包括ZigBee无线收发器211和与ZigBee无线收发器211相连的ZigBee网络协调器212。ZigBee无线收发器211用于接收来自ZigBee射频收发器132的数字语音信号，并将数字语音信号输送至ZigBee网络协调器212，ZigBee网络协调器212用于建立网络并管理网络，数字语音信号在ZigBee网络协调器212中通过网络传送至音响CPU处理模块22；ZigBee射频收发器132与ZigBee无线收发器211无线连接，用于进行数字语音信号的通信。

当ZigBee发送模块13接收来自手环CPU处理模块11的数字语音信号，数字语音信号的收发则通过以ZigBee射频收发器132中的无线收发芯片为核心的RF前端，外围附加放大与滤波电路。当无线收发芯片收到手环CPU处理模块11发送的跟数字语音信号相关的指令后，其通过信号增益、通信通道筛选、解扩和数据对应等的转化过程，指令经过上述处理后，ZigBee射频收发器132将开始指令的无线通信，最后将数字语音信号打包成数据帧，加上必要的帧头，射频收发器通过无线传输发送到音响2的ZigBee接收模块21中的ZigBee无线收发器211中，ZigBee无线收发器211将通过串口通信数据传送给音响CPU处理模块22处理和运算，ZigBee网络协调器212在整个无线的传送过程中建立ZigBee网络并管理ZigBee网络，更好的实现在无连接互联网的状态下传送数字语音信号。

进一步地，加速度传感器14检测运动状态，用于计步，可采用Analog DevicE公司的ADXL340芯片，芯片传感器可以测出三个坐标轴的加速度变化，通过算法来传感器来三个轴的加速度改变最大，从而进行计步。数据通过SPI总线或者I²C传给CPU处理，然后传输到LCD液晶触摸屏15显示。LCD液晶触摸屏15用于显示语音的信息、显示音乐详细情况和计步等相关信息。运动手环2还设有置有锂电池和具有Type-C充电口，Type-C充电口支持USB接口双面插入，正反面随便插,大大提高了使用的效率，同时与它配套使用的USB数据线也必须更细和更轻便。

音响CPU处理模块22用于将ZigBee接收模块得到的数字语音信号从IIS格式的数字音频信号中匹配出相应的音乐，还用于处理数字语音信号控制与处理各模块相关命令。数字语音信号包括关机、暂停、歌曲搜索、切换下一曲、收藏、循环播放和调节音量大小等信号。

进一步地，音源输入处理模块23用于把数据音频信号输送至音响CPU处理模块22，音源输入处理模块23对音乐进行处理，把音频输入转换成IIS格式的数据音频信号。音源输入处理模块23的音源接入设有TF卡插槽、AUX音频接口和USB，三种音源接入集于音响2中，非常方便地提供音源的输入。

蓝牙模块24芯片可采用杰里的AC4602，该芯片内部封装RF和FM为一体，利用单芯片搭建电路就可以实现蓝牙功能。

进一步地，参照图6示，音乐节奏感应灯模块25包括振动传感器251、第二滤波器252、MCU253和LED控制电路254。振动传感器251与分别音响CPU处理模块22和第二滤波器252连接，第二滤波器252与MCU253连接，最后MCU253与LED控制电路254连接。振动传感器251用于从音响CPU处理模块22采集音乐节奏频率信号的高低，然后输送第二滤波器252中进行高频电磁波的滤出，消除部分干扰，减小音乐节奏频率信号的失真。第二滤波器252输送滤波好的音乐节奏频率信号至MCU253中，MCU253根据音乐节奏频率信号控制与MCU253相连的LED控制电路254。通过振动传感器251采集到音乐节奏频率的高低，来控制高音LED灯、中音LED灯、低音LED灯的亮暗来给人视觉感受。

进一步地,参照图7示，数字音频处理模块26包括数字音频处理电路261和与数字音频处理电路261相连的第三滤波器262，数字音频处理电路261与音响CPU处理模块22连接，数字音频处理电路261用于对来自音响CPU处理模块22的数字音频信号进行调整，然后输送至第三滤波器262中滤波，数字音频处理电路261中可采用低功耗、立体声音频处理芯片ADAU1761，更好地处理不同的数字音频信号，并将其转化成数字格式信号后进入第三滤波器262滤波，保证信号不失真。

进一步地,参照图8示，音响设备模块27包括音频解码器271、功率放大器272和喇叭273，音频解码器271分别与第三滤波器262和功率放大器272连接，功率放大器272与喇叭273连接。音频解码器271用于解码来自第三滤波器262的数字音频信号，然后输送至功率放大器272，功率放大器272对解码后的数字音频信号放大，最后控制喇叭273；功率放大器272可采用LM4906音频功率放大器272，效果更优。喇叭273包括高音喇叭274和低音喇叭275，高低音混合，音质效果更好。

工作过程如下：

输入数字语音信号“播放小苹果”，语音识别模块12立即采集并识别，后传送至手环CPU处理模块11，手环CPU处理模块11通过“播放小苹果”信号对各个模块进行运算和处理，ZigBee发送模块13接收来自手环CPU处理模块11的“播放小苹果”信号，后通过与ZigBee接收模块21的无线连接传送至ZigBee接收模块21，ZigBee接收模块21通过网络将“播放小苹果”信号传送至音响CPU处理模块22，音响CPU处理模块22根据“播放小苹果”信号从IIS格式的数字音频信号中匹配出音乐“小苹果”，音响CPU处理模块22把“小苹果”的音乐节奏频率信号传送至音乐节奏感应灯模块25，音乐节奏感应灯模块25继而控制灯光。音响CPU处理模块22把“小苹果”的数字音频信号传送至数字音频处理模块26处理，数字音频处理模块26再把“小苹果”的数字音频信号传送至音响设备模块27，最后音响设备模块27播放音乐“小苹果”。音响CPU处理模块22还可根据“进行切换音乐、播放音乐、暂停音乐和调节音量”等的数字语音信号对音响2中各个模块进行相关命令。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：包括运动手环和音响，所述运动手环包括手环CPU处理模块、语音识别模块和ZigBee发送模块，所述音响包括ZigBee接收模块和音响CPU处理模块；

其中，所述语音识别模块用于采集语音信号，并将所述语音信号转化成数字语音信号，然后输送至所述手环CPU处理模块进行处理；所述手环CPU处理模块用于对来自所述语音识别模块的所述数字语音信号进行处理，并将处理后的所述数字语音信号输送至所述ZigBee发送模块；所述ZigBee发送模块与所述ZigBee接收模块无线连接，用于进行所述数字语音信号的通信，所述ZigBee接收模块将接收后的所述数字语音信号输送至所述音响CPU处理模块进行处理，所述音响CPU处理模块用于处理所述数字语音信号；

所述ZigBee发送模块包括控制器和与所述控制器相连的ZigBee射频收发器；其中，所述ZigBee射频收发器用于接收来自所述手环CPU处理模块的所述数字语音信号，所述控制器用于实现IEEE 892.15.4 MAC层和ZigBee协议层及特定应用的逻辑；

所述ZigBee接收模块包括ZigBee无线收发器和与所述ZigBee无线收发器相连的ZigBee网络协调器；所述ZigBee无线收发器用于接收来自所述ZigBee射频收发器的所述数字语音信号，并将所述数字语音信号输送至所述ZigBee网络协调器，所述ZigBee网络协调器用于建立网络并管理所述网络，所述数字语音信号在所述ZigBee网络协调器中通过所述网络传送至所述音响CPU处理模块；

所述Zigbee射频收发器与所述ZigBee无线收发器无线连接，用于进行所述数字语音信号的通信。

2.根据权利要求1所述的基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：所述语音识别模块包括语音传感器、第一滤波器、音频编码器、语音控制芯片和数据SDRAM；

其中，所述语音传感器用于采集输入所述语音信号，然后输送至所述第一滤波器中进行处理所述语音信号的高频电磁波的滤出，并将滤波好的所述语音信号输送至所述音频编码器，所述音频编码器用于将所述语音信号转换成所述数字语音信号后，并将所述数字语音信号输送至所述语音控制芯片；所述语音控制芯片用于对所述数字语音信号进行运算和处理，而后存储在所述数据SDRAM中，通过数据输出总线发送给所述手环CPU处理模块。

3.根据权利要求1所述的基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：所述音响还设有与所述音响CPU处理模块相连的音源输入处理模块，所述音源输入处理模块用于把数据音频信号输送至所述音响CPU处理模块。

4.根据权利要求1所述的基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：所述音响还设有与所述音响CPU处理模块相连的音乐节奏感应灯模块，所述音乐节奏感应灯模块包括振动传感器、第二滤波器、MCU和LED控制电路；

所述振动传感器从所述音响CPU处理模块采集音乐节奏频率信号，然后输送所述第二滤波器中进行高频电磁波的滤出，所述第二滤波器输送滤波好的所述音乐节奏频率信号至所述MCU中，所述MCU根据所述音乐节奏频率信号控制与所述MCU相连的所述LED控制电路。

5.根据权利要求1所述的基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：所述音响还设有与所述音响CPU处理模块相连的数字音频处理模块，所述数字音频处理模块包括数字音频处理电路和与所述数字音频处理电路相连的第三滤波器，所述数字音频处理电路对来自所述音响CPU处理模块的数字音频信号进行调整，然后输送至所述第三滤波器中滤波。

6.根据权利要求5所述的基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：所述音响还设有与所述数字音频处理模块相连的音响设备模块，所述音响设备模块包括音频解码器、功率放大器和喇叭，所述音频解码器与所述第三滤波器中连接，所述音频解码器用于解码来自所述第三滤波器的所述数字音频信号，然后输送至所述功率放大器，所述功率放大器对解码后的所述数字音频信号放大，最后控制所述喇叭。

7.根据权利要求1所述的基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：所述运动手环还设有速度传感器，用于检测运动情况。

8.根据权利要求1所述的基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：所述运动手环还设有LCD液晶显示触摸屏。

9.根据权利要求1所述的基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：所述运动手环还设有运动手环内置有锂电池和具有Type-C充电口。

10.根据权利要求3所述的基于语音识别的运动手环近距离控制音响装置，其特征在于：所述音源输入处理模块的音源接入设有有TF卡插槽、AUX音频接口和USB。