CN208969452U - 一种智能家居用语音信号增强唤醒装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能家居用语音信号增强唤醒装置，包括壳体、插头和置于壳体内部的电路板，所述电路板包括麦克风阵列、前置放大模块滤波模块、AD转换模块、DSP模块、片外存储单元SDRAM、FLASH闪存、无线传输模块和电源部分，麦克风阵列和前置放大模块输入端相连接，前置放大模块输出端和滤波模块输入端相连接，滤波模块输出端和AD转换模块输入端相连接，AD转换模块、片外存储单元SDRAM以及FLASH闪存均与DSP模块相连接，DSP模块与无线传输模块相连接。本实用新型能够准确接收用户的所发出的语音，并对语音信号进行处理后通过无线传输的方式传送给智能家居终端，用于唤醒智能家居终端，保证了智能家居终端可以稳定接收语音信号。

Description

一种智能家居用语音信号增强唤醒装置

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，特别是涉及一种智能家居用语音信号增强唤醒装置。

背景技术

随着科技的发展，智能家居逐渐被普及应用，在智能家居的实施过程中，语音交互是实现智能家居智能化的一项重要技术手段，目前智能家居终端通常具备语音功能，为了保证智能家居终端的低功耗性能，通常在用户发出声音时时，智能家居终端进入工作模式，然而受到用户所在位置与智能终端的距离影响，或者外界噪声或其它影响，使得智能终端无法很好地获取用户的语音信号。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种智能家居用语音信号增强唤醒装置，能够准确接收用户的语音指令，并将语音信号传送给智能终端，解决了智能家居终端语音信号接收不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案来解决：

一种智能家居用语音信号增强唤醒装置，包括包括壳体、插头和置于壳体内部的电路板，所述电路板包括麦克风阵列、前置放大模块滤波模块、AD转换模块、DSP模块、片外存储单元SDRAM、FLASH闪存、无线传输模块和电源部分，所述麦克风阵列和前置放大模块输入端相连接，前置放大模块输出端和滤波模块输入端相连接，滤波模块输出端和AD转换模块输入端相连接，AD转换模块、片外存储单元SDRAM以及FLASH闪存均与DSP模块相连接，DSP模块与无线传输模块相连接，所述插头和电源部分相连接，电源部分用于给电路板供电。

进一步地，所述麦克风阵列为由多个麦克均匀排列形成的圆形阵列。

进一步地，所述前置放大模块包括多个放大电路，各个放大电路输入端与各个麦克风输出端相连接，所述放大电路采用AN7312芯片及其外围电路，包括AN7312芯片、电阻R0、电阻R1、电容C0、电容C1和电容C2，单个麦克风的输出端与放大电路的输入端相连接，输入端与电容C1一端相连接，电容C1另一端与AN7312芯片“+”引脚相连接，且电容C1另一端与电容C2一端相连接，电容C2另一端接地，AN7312芯片“-”引脚与电阻R1一端相连接，电阻R1另一端接地，且AN7312芯片“-”引脚与电阻R0一端以及电容C0一端相连接，电阻R0另一端以及电容C0另一端相连接与AN7312芯片的输出端相连接，AN7312芯片的输出端与滤波模块的输入端相连接。

进一步地，所述滤波模块为多个带通滤波器，各个带通滤波器输入端连接于前置放大模块的各个放大电路输出端，各个带通滤波器的输出端与AD转换模块中各个AD转换芯片所对应的各个输入引脚相连接。

进一步地，所述AD转换模块包括多块AD73360芯片和一块74F74芯片，各个AD73360芯片级联与DSP模块相连接，所述DSP模块和74F74芯片对应引脚相连接，74F74芯片与AD73360芯片对应引脚相连接。

进一步地，所述无线传输模块为Zigbee模块。

进一步地，所述DSP模块采用ADSP-BF533芯片，用于对数字信号进行处理；所述FLASH闪存采用AM29LV800D芯片，用于存储程序代码，所述片外存储单元SDRAM采用MT48LC16M16芯片，用于各种二进制信息的临时或缓冲存储。

进一步地，所述壳体上嵌有指示灯，且该指示灯与DSP模块相连接。

本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果：本实用新型可对用户语音进行处理，并将用户的语音信号通过无线传输模块传输给智能终端，保证了智能家居系统能够稳定地接收语音信号；且本实用新型可设置于房间内的插座上，可以能够根据房间的大小，空间结构合理的布局，灵活的提高了拾音效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为一种智能家居用语音信号增强唤醒装置的结构示意图；

图2是本实用新型电路原理图；

图3是前置放大电路示意图；

图4是AD转换模块和DSP连接电路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型的具体实施过程如下：如图1和图2所示，一种智能家居用语音信号增强唤醒装置，包括壳体12、插头11和置于壳体内部的电路板，所述电路板包括麦克风阵列1、前置放大模块2、滤波模块3、AD转换模块4、DSP模块5、片外存储单元SDRAM6、FLASH闪存7、无线传输模块8和电源部分9，麦克风阵列1输出端和前置放大模块2输入端相连接，前置放大模块2输出端和滤波模块3输入端相连接，滤波模块3输出端和AD转换模块4输入端相连接，AD转换模块4、片外存储单元SDRAM6以及FLASH闪存7均与DSP模块5相连接，DSP模块5与无线传输模块9相连接，插头11和电源部分9相连接，电源部分9与前置放大模块2、滤波模块3、AD转换模块4、DSP模块5、片外存储单元SDRAM6、FLASH闪存7、无线传输模块8相连接，用于给电路板供电。电源部分包括整流电路和稳压电路，整流电路用于将家用220V交流电转换为220V直流电，稳压电路用于将220V直流电转换成不同电压的直流电，便于给各个模块中的芯片供电。

具体地，如图2和图3所示，整个系统的最前端是由16个麦克均匀排列组成的直径约30cm的圆形阵列，该麦克风阵列负责拾取16路语音信号并将其转化为16路微弱的电信号，传给后级处理系统。由麦克风阵列拾取得到的语音信号差分峰值电压约为2mV左右，不能直接进行AD转换，否则转换的精度会很差，还需要在AD转换模块4的前端对16路模拟信号进行预放大，前置放大模块2包括16个放大电路，各个放大电路与各个麦克风相连接，所述放大电路采用AN7312芯片及其外围电路，包括AN7312芯片、电阻R0、电阻R1、电容C0、电容C1和电容C2，单个麦克风的输出端与放大电路的输入端相连接，输入端与电容C1一端相连接，电容C1另一端与AN7312芯片“+”引脚相连接，且电容C1另一端与电容C2一端相连接，电容C2另一端接地，AN7312芯片“-”引脚与电阻R1一端相连接，电阻R1另一端接地，且AN7312芯片“-”引脚与电阻R0一端以及电容C0一端相连接，电阻R0另一端以及电容C0另一端相连接与AN7312芯片的输出端相连接，AN7312芯片的输出端与滤波模块3的输入端相连接。这里需要说明的是，麦克风阵列1采用16个麦克风仅为优选方案，实际使用时可适当增加或减少麦克风数量，相应地，需保证前置放大模块2中放大电路与各个单个麦克风相连接。

AD转换模块包括多块AD73360芯片和一块74F74芯片，AD73360芯片为AD转换芯片，每片可实现6路AD转换，片间采样完全同步，因此针对16路AD转换，需采用3片AD73360芯片，3片片AD73360芯片级联，不需要再考虑各路AD的同步问题。74F74芯片为D触发器，前置放大模块2中各个放大电路的输出端与AD73360芯片上的信号输入口对应连接，AD73360芯片与DSP的连接方式，如图4所示，各个AD73360芯片级联与DSP模块相连接，所述DSP模块和74F74芯片对应引脚相连接，74F74芯片与AD73360芯片对应引脚相连接。AD73360芯片在AD转换中已有诸多应用，属于现有技术，这里不做过多赘述。

所述滤波模块3为多个带通滤波器，本方案中由于麦克风阵列1采用16个麦克风，所述带通滤波器也为16个，各个带通滤波器连接于前置放大模块2的各个放大电路后级，各个带通滤波器的输出端与AD转换模块4中各个AD转换芯片所对应的各个输入引脚相连接。

优选地，DSP模块5采用ADSP-BF533芯片，用于对数字信号进行处理，FLASH闪存7采用AM29LV800D芯片，用于存储程序代码，片外存储单元SDRAM6采用MT48LC16M16芯片，主要用于各种二进制信息的临时或缓冲存储。无线传输模块8采用Zigbee模块。上述片外存储单元SDRAM6、FLASH闪存7、无线传输模块8均为现有技术，这里不做过多赘述。

特别地，如图1所示，本实用新型还设有指示灯10，指示灯10嵌于壳体上，且指示灯与电路板上的DSP模块5相连接。在上述Zigbee模块工作时，即本实用新型接收到语音信号，并将语音信号传送给智能家居终端时，指示灯10发亮，起到指示作用。

本实施例的工作原理如下：本实施例的麦克风阵列1接收语音信号，麦克风接收的语音信号经过前置放大模块2放大后，经过滤波模块3去除噪音，然后经AD转换模块将模拟信号转换为数字信号并传送至DSP模块5中，DSP模块5对数字信号进行解析和处理，经无线传送模块发送至智能家居的终端，保证了智能家居终端可以稳定地接收用户的语音信号，并在接收到语音信号后进入相应的模式。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能家居用语音信号增强唤醒装置，其特征在于：包括壳体、插头和置于壳体内部的电路板，所述电路板包括麦克风阵列、前置放大模块滤波模块、AD转换模块、DSP模块、片外存储单元SDRAM、FLASH闪存、无线传输模块和电源部分，所述麦克风阵列和前置放大模块输入端相连接，前置放大模块输出端和滤波模块输入端相连接，滤波模块输出端和AD转换模块输入端相连接，AD转换模块、片外存储单元SDRAM以及FLASH闪存均与DSP模块相连接，DSP模块与无线传输模块相连接，所述插头和电源部分相连接，电源部分用于给电路板供电。

2.根据权利要求1所述的智能家居用语音信号增强唤醒装置，其特征在于：所述麦克风阵列为由多个麦克均匀排列形成的圆形阵列。

3.根据权利要求2所述的智能家居用语音信号增强唤醒装置，其特征在于：所述前置放大模块包括多个放大电路，各个放大电路输入端与各个麦克风输出端相连接，所述放大电路采用AN7312芯片及其外围电路，包括AN7312芯片、电阻R0、电阻R1、电容C0、电容C1和电容C2，单个麦克风的输出端与放大电路的输入端相连接，输入端与电容C1一端相连接，电容C1另一端与AN7312芯片“+”引脚相连接，且电容C1另一端与电容C2一端相连接，电容C2另一端接地，AN7312芯片“-”引脚与电阻R1一端相连接，电阻R1另一端接地，且AN7312芯片“-”引脚与电阻R0一端以及电容C0一端相连接，电阻R0另一端以及电容C0另一端相连接与AN7312芯片的输出端相连接，AN7312芯片的输出端与滤波模块的输入端相连接。

4.根据权利要求3所述的智能家居用语音信号增强唤醒装置，其特征在于：所述滤波模块为多个带通滤波器，各个带通滤波器输入端连接于前置放大模块的各个放大电路输出端，各个带通滤波器的输出端与AD转换模块中各个AD转换芯片所对应的各个输入引脚相连接。

5.根据权利要求1所述的智能家居用语音信号增强唤醒装置，其特征在于：所述AD转换模块包括多块AD73360芯片和一块74F74芯片，各个AD73360芯片级联与DSP模块相连接，所述DSP模块和74F74芯片对应引脚相连接，74F74芯片与AD73360芯片对应引脚相连接。

6.根据权利要求1所述的智能家居用语音信号增强唤醒装置，其特征在于：所述无线传输模块为Zigbee模块。

7.根据权利要求1所述的智能家居用语音信号增强唤醒装置，其特征在于：所述DSP模块采用ADSP-BF533芯片，用于对数字信号进行处理；所述FLASH闪存采用AM29LV800D芯片，用于存储程序代码，所述片外存储单元SDRAM采用MT48LC16M16芯片，用于各种二进制信息的临时或缓冲存储。

8.根据权利要求1所述的智能家居用语音信号增强唤醒装置，其特征在于：所述壳体上嵌有指示灯，且该指示灯与DSP模块相连接。