CN210200319U - 一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，包括用户状态感知模块，其用于感知到用户位于人为设定的位置时发送到位信号；语音识别模块，其用于采集和识别语音；其在接收到唤醒指令后将语音内容进行语义识别并发送语义信息；内容播放模块，其在接收播放内容之后将播放内容转换为声音进行播放；控制模块，其在接收到到位信号后向语音识别模块发送唤醒指令；其还在接收到语义信息后将语义信息与其预存的语音指令集进行比对，并向云服务器发送播放内容请求；其还接收由云服务器发送的播放内容，并转发给内容播放模块。该人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜能够解决现有技术中存在的需要通过监听唤醒词才能开启语音播报功能的问题。

Description

一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜

技术领域

本实用新型涉及智能镜柜技术领域，具体涉及一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜。

背景技术

智能语音设备已作为智能家居的入口进入人们的生活领域，通过简单的语言交互，可以方便地对智能设备进行控制或音乐、新闻等；具有智能播报语音功能的智能镜柜的使用，则在很大程度上提升了用户在淋浴房内的使用体验；但目前的具有语音播报功能的智能镜柜在语音播报设备处于待机状态时，由于需要先执行一次语音唤醒，并需要等待控制芯片进行语音信号处理和比对才能反馈唤醒指令，之后才能执行用户真正需要的指令，造成用户执行首次指令的过程较为繁琐且耗时过长；此外，为了避免出现误唤醒的情况，智能镜柜中对用户的唤醒词的要求较为严格，也就造成了用户的唤醒指令很容易失败，影响用户体验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，以解决现有技术中存在的需要通过监听唤醒词才能开启语音播报功能的问题。

为达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其用于与云服务器网络通信并播报用户所需获取的内容；包括：用户状态感知模块，其用于感知到用户位于人为设定的位置时发送到位信号；语音识别模块，其用于采集和识别语音；其在接收到唤醒指令后将语音内容进行语义识别并发送语义信息；内容播放模块，其在接收播放内容之后将播放内容转换为声音进行播放；控制模块，其在接收到到位信号后向语音识别模块发送唤醒指令；其还在接收到语义信息后将语义信息与其预存的语音指令集进行比对，并向云服务器发送播放内容请求；其还接收由云服务器发送的播放内容，并转发给内容播放模块。

进一步地，所述用户状态感知模块包括信号采集单元、信号放大单元、滤波单元和信号对比单元；所述信号采集单元采集人体信号并将其转化为电信号；所述信号放大单元用于将电信号的强度进行放大；所述滤波单元用于滤除干扰电信号和无用的电信号；所述信号对比单元用于将滤波后的电信号与基准信号进行对比，并判断是否是所需的人体感应信号，若是，则向控制模块发送到位信号。

进一步地，所述信号采集单元包括微波发射器和微波接收器；所述微波发射器沿特定方向朝智能镜柜外用户所在一侧发射微波信号；所述微波接收器用于接收微波信号的反射信号并据此判断用户是否位于人为设定的空间范围内，如判定用户位于人为设定的空间范围内则采集信号。

进一步地，所述信号采集单元为设置于智能镜柜柜门外表面的距离传感器；所述距离传感器朝向智能镜柜外的特定方向，并在判定遮挡物与智能镜柜的距离在人为设定的范围内时采集信号。

进一步地，所述信号采集单元为设置于智能镜柜柜门外表面的热释电传感器；所述热释电传感器用于感知用于是否靠近智能镜柜，并在感知到用户靠近智能镜柜时采集信号。

进一步地，所述信号采集单元为设置于智能镜柜柜门的镜面上的电容感应器；所述电容感应器用于感应由镜面上的介质的变化而导致的电容值的变化，并在电容值的变化大于或等于人为设定的阈值时判定用户靠近智能镜柜并据此采集信号。

进一步地，所述信号采集单元为设置于智能镜柜柜门的镜面上的压力传感器；所述压力传感器在感应到的压力值大于或等于人为设定的阈值时判定用户靠近智能镜柜并据此采集信号。

进一步地，所述语音识别模块包括唤醒单元、语音收集单元和语义识别单元；所述唤醒单元用于接收控制模块发送的唤醒指令；所述语音收集单元用于收集用户语音内容，并由语义识别单元进行语义识别；所述语义识别单元将识别之后的语义信息发送于控制模块。

进一步地，所述内容播放模块包括声音信号转换单元和声音播放单元；所述声音信号转换单元用于接收控制模块上发送的播放内容，并将该播放内容转换为声音；所述声音播放单元用于播放所述声音信号单元所转换后的声音。

由上述对本实用新型的描述可知，相对于现有技术，本实用新型具有的如下有益效果：

1、设置用户状态感知模块，实时感知用户是否位于预设位置，并在用户位于预设位置时发送到位信号，通过控制模块启动语音识别模块，从而使用户在使用智能镜柜上的语音播报设备时不需通过发出唤醒语音即可唤醒语音播报设备，使用时直接发出所需的语音指令即可，唤醒时间短，用户体验更佳。

2、用户状态感知模块中通过设置信号采集单元、信号放大单元、滤波单元和信号对比单元，可使用户状态感知模块能够准确提取有用信号，唤醒结果更准确且不易出现误唤醒现象。

3、设置可远程检测用户是否达到预设的空间位置的传感器，如微波传感器、距离传感器、热释电传感器，方便用户在靠近智能镜柜时即可唤醒语音播报设备，唤醒过程便捷、有效。

4、设置接触式传感器，如压力传感器、电容传感器，使用户在作出相应的触发动作之后即可自动开启唤醒语音播报设备，可以根据用户的实际需要决定是否需要唤醒语音播报设备。

5、语音识别模块中语义识别单元的设置，实现了将语音转换为语义并由控制模块上传至云服务器进行识别和检索。

6、内容播放模块中声音信号转换单元的设置，保证了其在接收到除声音格式以外的其他格式的内容时，依然能够可靠地对所接收的内容进行播放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，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的附图。

图1为本实用新型提供智能镜柜上用户状态感知模块、语音识别模块和内容播放模块布局的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中信号放大单元的电路图；

图3为本实用新型实施例中滤波单元和信号对比单元的电路图；

图4为本实用新型实施例中语音识别模块与控制模块的接口电路图；

图5为本实用新型实施例中控制模块的芯片的电路图；

图6为本实用新型实施例中WiFi单元的芯片的电路图；

图7为实用新型实施例中语音识别模块通过接口电路与控制模块电连接的示意图。

主要附图标记说明：

1、用户状态感知模块；2、语音识别模块；3、内容播放模块；4、控制模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本实用新型实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

参见图1至图7，图1至图7示出了本实用新型实施例所提供的一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜模块布局图及相应模块的电路图。如图1至图7所示，本实用新型实施例所提供的人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜用于与云服务器网络通信并播报用户所需获取的内容，其包括用户状态感知模块1、语音识别模块2、内容播放模块3和控制模块4。

其中，用户状态感知模块1在感知到用户位于人为设定的位置时向控制模块4发送到位信号，其具体包括信号采集单元、信号放大单元、滤波单元和信号对比单元。

信号采集单元用于采集人体信号并将其转化为电信号；信号放大单元用于将电信号的强度进行放大，以提高滤波单元滤波和信号对比单元进行信号对比的准确度；滤波单元用于滤除干扰电信号和无用的电信号；信号对比单元用于将滤波后的电信号与基准信号进行对比，并判断该电信号是否是所需的人体感应信号，若是，则向控制模块4发送到位信号。

具体地，本实用新型实施例中的信号采集单元可采用以下传感器来实现信号采集：

信号采集单元包括微波发射器和微波接收器；微波发射器沿特定方向朝智能镜柜外用户所在一侧发射微波信号；微波接收器用于接收微波信号的发射信号并据此判断用户是否位于人为设定的空间范围内，如判定用户位于人为设定的空间范围内则采集信号。具体到该实施例中，微波发射器和微波接收器根据智能镜柜实际装设的位置进行设置，微波发射器的设置位置以及其所发射的微波信号的方向应与能够检测到镜柜正前方以直指用户所在一侧的方向为准，以便信号采集单元能够可靠地检测到用户位于所检测的空间范围内并进行信号采集；人为设定的空间范围为预设值，可以设定为从微波传感器所在位置起算的某一距离值，当用户靠近智能镜柜到达这一距离值时，即可判定为用户已经位于所述的人为设定的位置，此时即可采集人体感应信号，并向信号放大单元输送这一信号。

信号采集单元还可采用距离传感器，距离传感器设置于智能镜柜柜门外表面，其朝向智能镜柜外的特定方向，并在判定遮挡物与智能镜柜的距离在人为设定的范围内时采集信号。具体到该实施例，距离传感器根据智能镜柜实际装设的位置进行设置，距离传感器的设置位置以及其所朝向的方向应与能够检测到镜柜正前方以直指用户所在一侧的方向为准，以便信号采集单元能够可靠地检测到用户位于所检测的空间范围内并进行信号采集。人为设定的空间范围为预设值，可以设定为从距离传感器所在位置起算的某一距离值，当距离传感器感应到其感应方向上存在有遮挡物且该遮挡物与距离传感器之间的距离小于该距离值时，即可判定为存在有遮挡物位于人为设定的位置范围内，此时即可进行信号采集。由于距离传感器无法判断与其靠近的遮挡物是否活体，因此，距离传感器无法判断进入人为设定的空间范围内的是否为用户，因此，在实际使用中，采用该种信号采集单元的智能镜柜应确保在距离传感器的感应方向上设定的触发距离值之内不存在遮挡物，以免出现到位信号的误发送。优选地，距离传感器可为可见光距离传感器或红外线距离传感器或其他类型的距离传感器，只要可以实现对遮挡物的距离检测功能即可。

信号采集单元还可采用热释电传感器，热释电传感器设置于智能镜柜柜门外表面，其用于感知用于是否靠近智能镜柜，并在感知到用户靠近智能镜柜时采集信号。具体到该实施例中，热释电传感器的设置位置与上述实施例中的微波传感器或距离传感器的位置设置类似，其以能够有效检测到用户动向为佳，同时设置一具体的感应触发值，当感知到用户靠近智能镜柜时，热释电传感器将用户与热释电传感器之间距离与设定的感应触发值进行比对，并在该数值到达或超过感应触发值时，判定用户已经到达该热释电传感器的预设位置范围，此时即可进行信号采集。

上述几种实施方式的信号采集单元均采用了未接触式传感器进行检测和信号采集，其可通过上述的远距离探测提前唤醒智能镜柜上的语音设备，以待用户使用，使用方便、唤醒效率和准确率高且用户使用体验更佳。以下还提供了两种接触式传感器作为信号采集单元，以期更好地满足用户根据实际需要来决定是否进行唤醒操作的需求。

信号采集单元采用电容感应器，电容感应器设置于智能镜柜柜门的镜面上，其用于感应由镜面上的介质的变化而导致的电容值的变化，并在电容值的变化大于或等于人为设定的阈值时判定用户靠近智能镜柜并据此采集信号。优选地，该电容感应器可为设置于柜门镜面上一触摸键构成；应当理解，电容感应器未被触摸状态和被人体触摸状态下其电容值存在不同，由此即可根据电容值的变化来判定是否是为用户触摸唤醒模式，实现信号地可靠采集。

信号采集单元还可采用压力传感器，压力传感器也设置于智能镜柜柜门的镜面上，其余电容感应器的原理类似，具体为用于感应压力变换，并在感应到的压力值大于或等于人为设定的阈值时判定用户靠近智能镜柜并据此采集信号。优选地，该电容感应器可为设置于柜门镜面上一触摸式按压键构成；应当理解，压力传感器未被触摸状态和被人体按压状态下其压力值存在不同，由此即可根据压力值的变化来判定是否是为用户触摸唤醒模式，实现信号地可靠采集。

如图2和图3所示，图2示出了信号放大单元的电路图；图3示出了与信号放大单元电连接的滤波单元和信号对比单元的电路图。其中，信号采集单元、信号放大单元、滤波单元和信号对比单元均集成于型号为LM385的芯片上。

语音识别模块2用于采集和识别语音；其在接收到唤醒指令后将语音内容进行语义识别并发送语义信息；具体地，语音识别模块2包括唤醒单元、语音收集单元和语义识别单元；唤醒单元用于接收控制模块4发送的唤醒指令；语音收集单元用于收集用户语音内容，并由语义识别单元进行语义识别；语义识别单元将识别之后的语义信息发送于控制模块4。

内容播放模块3在接收播放内容之后将播放内容转换为声音进行播放；具体地，内容播放模块3包括声音信号转换单元和声音播放单元；声音信号转换单元用于接收控制模块4上发送的播放内容，并将该播放内容转换为声音；声音播放单元用于播放所述声音信号单元所转换后的声音。

控制模块4在接收到到位信号后向语音识别模块2发送唤醒指令；其还在接收到语义信息后将语义信息与其预存的语音指令集进行比对，并向云服务器发送播放内容请求；其还接收由云服务器发送的播放内容，并转发给内容播放模块3，图5示出了本实施例中控制模块4的电路图，具体地，本实施例中控制模块4采用了型号为STM32F103C8t6-48pin的控制芯片。

具体地，本实施例中的控制模块4包括有无线通信单元，无线通信单元用于与服务器建立网络通信连接；优选地，该无线通信单元可为蓝牙模块或WiFi模块，图6示出了WiFi模块的电路图，优选地，本实施例的WiFi模块采用型号为EMW3290&3080的芯片。

图4示出了本实施例中语音识别模块2与控制模块4的接口电路图；图7示出了本实施例中语音识别模块2通过接口电路与控制模块4电连接的示意图；具体地，语音识别模块2的电路中设置有TX管脚和RX管脚，其中，RX管脚与语音识别模块3与控制模块4的接口电路中的TX1管脚相接，语音识别模块2与控制模块4的接口电路中的MCU-TX1与控制模块4芯片上的MCU-TX1管脚相接，从而实现了语音识别模块2电路中的RX管脚与控制模块4芯片上的MCU-TX1管脚相接的关系；语音识别模块2电路中的TX管脚与语音识别模块2与控制模块4的接口电路中的RX1管脚相接，语音识别模块2与控制模块4的接口电路中的MCU-RX1管脚与控制模块4芯片上的MCU-RX1管脚相接，从而实现了语音识别模块2电路中的TX管脚与控制模块4芯片上的MCU-RX1管脚相接，以上连接关系实现了语音识别模块2与控制模块4之间的信号传输功能；WiFi模块芯片上的RX管脚与控制模块4芯片上的MCU-TX2管脚相接，WiFi模块芯片上的TX管脚与控制模块4芯片上的MCU-RX2管脚相接，实现控制模块4与云服务器的通讯功能。

本实用新型提供的人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，通过设置用户状态感知模块1，实时感知用户是否位于预设位置，并在用户位于预设位置时发送到位信号，通过控制模块4启动语音识别模块2，从而使用户在使用智能镜柜上的语音播报设备时不需通过发出唤醒语音即可唤醒语音播报设备，使用时直接发出所需的语音指令即可，唤醒时间短，用户体验更佳。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本实用新型保护范围，但并不构成对本实用新型保护范围的限定。通过本实用新型或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本实用新型实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其用于与云服务器网络通信并播报用户所需获取的内容；其特征是，包括：

用户状态感知模块，其用于感知到用户位于人为设定的位置时发送到位信号；

语音识别模块，其用于采集和识别语音；其在接收到唤醒指令后将语音内容进行语义识别并发送语义信息；

内容播放模块，其在接收播放内容之后将播放内容转换为声音进行播放；

控制模块，其在接收到到位信号后向语音识别模块发送唤醒指令；其还在接收到语义信息后将语义信息与其预存的语音指令集进行比对，并向云服务器发送播放内容请求；其还接收由云服务器发送的播放内容，并转发给内容播放模块。

2.如权利要求1所述的一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其特征是，所述用户状态感知模块包括信号采集单元、信号放大单元、滤波单元和信号对比单元；所述信号采集单元采集人体信号并将其转化为电信号；所述信号放大单元用于将电信号的强度进行放大；所述滤波单元用于滤除干扰电信号和无用的电信号；所述信号对比单元用于将滤波后的电信号与基准信号进行对比，并判断是否是所需的人体感应信号，若是，则向控制模块发送到位信号。

3.如权利要求2所述的一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其特征是，所述信号采集单元包括微波发射器和微波接收器；所述微波发射器沿特定方向朝智能镜柜外用户所在一侧发射微波信号；所述微波接收器用于接收微波信号的反射信号并据此判断用户是否位于人为设定的空间范围内，如判定用户位于人为设定的空间范围内则采集信号。

4.如权利要求2所述的一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其特征是，所述信号采集单元为设置于智能镜柜柜门外表面的距离传感器；所述距离传感器朝向智能镜柜外的特定方向，并在判定遮挡物与智能镜柜的距离在人为设定的范围内时采集信号。

5.如权利要求2所述的一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其特征是，所述信号采集单元为设置于智能镜柜柜门外表面的热释电传感器；所述热释电传感器用于感知用于是否靠近智能镜柜，并在感知到用户靠近智能镜柜时采集信号。

6.如权利要求2所述的一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其特征是，所述信号采集单元为设置于智能镜柜柜门的镜面上的电容感应器；所述电容感应器用于感应由镜面上的介质的变化而导致的电容值的变化，并在电容值的变化大于或等于人为设定的阈值时判定用户靠近智能镜柜并据此采集信号。

7.如权利要求2所述的一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其特征是，所述信号采集单元为设置于智能镜柜柜门的镜面上的压力传感器；所述压力传感器在感应到的压力值大于或等于人为设定的阈值时判定用户靠近智能镜柜并据此采集信号。

8.如权利要求1所述的一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其特征是，所述语音识别模块包括唤醒单元、语音收集单元和语义识别单元；所述唤醒单元用于接收控制模块发送的唤醒指令；所述语音收集单元用于收集用户语音内容，并由语义识别单元进行语义识别；所述语义识别单元将识别之后的语义信息发送于控制模块。

9.如权利要求1所述的一种人体感应唤醒语音播报设备的智能镜柜，其特征是，所述内容播放模块包括声音信号转换单元和声音播放单元；所述声音信号转换单元用于接收控制模块上发送的播放内容，并将该播放内容转换为声音；所述声音播放单元用于播放所述声音信号单元所转换后的声音。

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