CN210389219U - 一种家居机器人控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家居机器人控制装置，包括电源模块、微控制器、数据存储器和语音合成模块，所述微控制器的输入端接有噪音传感器、测温传感器、灰尘传感器、热释电检测模块和三轴加速度三轴陀螺仪，以及时钟电路和声源识别模块，所述微控制器的输出端接有驱动所述家居机器人本体转动与行走的电机模块，所述声源识别模块包括第一麦克风识别模块、第二麦克风识别模块、第三麦克风识别模块和第四麦克风识别模块。本实用新型结构简单，精度高，实现语音控制，提高语音识别的准确性，且辅助应用家居生活，通过语音播报提醒，方便及时，实用性强。

Description

一种家居机器人控制装置

技术领域

本实用新型属于家居机器人控制装置技术领域，具体涉及一种家居机器人控制装置。

背景技术

家居是人们生活的场所，一个干净整洁舒适的家居环境对于人们来说是非常重要的，但是随着生活节凑的加快，人们没有较多的时间去维护自己的家居，目前家居使用家居机器人进行辅助维护，但是目前的家居机器人主要采用传感器组进行检测并对家居机器人进行控制，从而使得家居机器人结构比较复杂，另外，即便是有的家居机器人搭载了语音识别控制模块，但是因为语音识别控制模块存在识别不准确，从而造成误动作；其次，室内灰尘不容易被及时发现清理，灰尘颗粒吸入人体呼吸道会引发呼吸疾病；再有，家具是人们生活的场所，如果人们长期所处的家具环境噪音较大，会影响家人和孩子的听力和身心健康。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理、精度高且使用操作简单的家居机器人控制装置，实现语音控制，提高语音识别的准确性，且辅助应用家居生活，通过语音播报提醒，方便及时。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种家居机器人控制装置，其结构简单，精度高，实现语音控制，提高语音识别的准确性，且辅助应用家居生活，通过语音播报提醒，方便及时，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种家居机器人控制装置，其特征在于：包括电源模块、对家居机器人本体进行控制的微控制器以及与微控制器相接的数据存储器和对语音控制命令进行识别的语音合成模块，所述微控制器的输入端接有噪音传感器、测温传感器、灰尘传感器、热释电检测模块和三轴加速度三轴陀螺仪，以及时钟电路和对语音控制命令进行识别定位的声源识别模块，所述微控制器的输出端接有驱动所述家居机器人本体转动与行走的电机模块，所述声源识别模块包括分别设置在所述家居机器人本体前后左右的第一麦克风识别模块、第二麦克风识别模块、第三麦克风识别模块和第四麦克风识别模块，所述第一麦克风识别模块、所述第二麦克风识别模块、所述第三麦克风识别模块和所述第四麦克风识别模块的输出端均与微控制器的输入端相接，所述微控制器为STM32F407ZGT6微控制器。

上述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述第一麦克风识别模块包括第一麦克风模块和与第一麦克风模块输出端相接的第一开关电路，所述第二麦克风识别模块包括第二麦克风模块和与第二麦克风模块输出端相接的第二开关电路，所述第三麦克风识别模块包括第三麦克风模块和与第三麦克风模块输出端相接的第三开关电路，所述第四麦克风识别模块包括第四麦克风模块和与第四麦克风模块输出端相接的第四开关电路，所述第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路和第四开关电路的输出端均与微控制器的输入端相接。

上述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述第一麦克风模块包括型号为3526的麦克风M1，所述第一开关电路包括三极管Q2，所述三极管Q2的基极经电阻R9与麦克风M1的信号输出端相接，所述麦克风M1的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M1的GND端接地，所述三极管Q2的集电极接地，所述三极管Q2的发射极分两路，一路经电阻R7与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器的PA4引脚相接；

所述第二麦克风模块包括型号为3526的麦克风M2，所述第二开关电路包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极经电阻R10与麦克风M2的信号输出端相接，所述麦克风M2的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M2的GND端接地，所述三极管Q3的集电极接地，所述三极管Q3的发射极分两路，一路经电阻R8与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器的PA5引脚相接；

所述第三麦克风模块包括型号为3526的麦克风M3，所述第三开关电路包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极经电阻R13与麦克风M3的信号输出端相接，所述麦克风M3的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M3的GND端接地，所述三极管Q4的集电极接地，所述三极管Q4的发射极分两路，一路经电阻R11与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器的PA6引脚相接；

所述第四麦克风模块包括型号为3526的麦克风M4，所述第四开关电路包括三极管Q5，所述三极管Q5的基极经电阻R14与麦克风M4的信号输出端相接，所述麦克风M4的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M4的GND端接地，所述三极管Q5的集电极接地，所述三极管Q5的发射极分两路，一路经电阻R12与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器的PA7引脚相接。

上述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述电源模块包括锂电池和与锂电池输出端相接的电压转换模块，所述电压转换模块包括依次相接的DC-DC升压模块、稳压模块和5V转3.3V电压模块。

上述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述DC-DC升压模块包括芯片B0305S-1WR2，所述芯片B0305S-1WR2的第1引脚接地，所述芯片B0305S-1WR2的第2引脚分两路，一路与锂电池的输出端相接，另一路经电容C15接地；所述芯片B0305S-1WR2的第3引脚分两路，一路接地，另一路与电容C16的一端相接；所述芯片B0305S-1WR2的第4引脚分三路，一路与电容C16的另一端相接，第二路为5V输出端，第三路与稳压管D1的阴极相接；所述稳压管D1的阳极接地；

所述稳压模块包括芯片RT9193-50，所述芯片RT9193-50的第1引脚分两路，一路与5V输出端相接，另一路经电容C17接地；所述芯片RT9193-50的第2引脚接地，所述芯片RT9193-50的第3引脚分两路，一路经电阻R24接地，另一路与微控制器的PE2引脚相接；所述芯片RT9193-50的第4引脚经电容C18接地，所述芯片RT9193-50的第5引脚分三路，一路经电容C19接地，另一路经电阻R23与发光二极管LED1的阳极相接，第三路为5V电源输出端；所述发光二极管LED1的阴极接地；

所述5V转3.3V电压模块包括芯片ASM1117-3.3V，所述芯片ASM1117-3.3V的第1引脚分三路，一路经电容C22接地，另一路经电容C21接地，第三路与5V电源输出端相接；所述芯片ASM1117-3.3V的第2引脚接地，所述芯片ASM1117-3.3V的第3引脚输出端分三路，第一路经并联的电容C23和电容C24接地，第二路经电阻R25与发光二极管LED2的阳极相接，第三路为3.3V电源输出端；所述发光二极管LED2的阴极接地。

上述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述热释电检测模块包括热释电传感器和与所述热释电传感器输出端相接的光电隔离电路，所述光电隔离电路的输出端与微控制器的输入端相接。

上述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述三轴加速度三轴陀螺仪包括芯片MPU6050，所述芯片MPU6050的第1引脚与电容C25的一端相接，所述芯片MPU6050的第8引脚分两路，一路与3.3V电源输出端相接，另一路与电容C25的另一端相接；所述芯片MPU6050的第10引脚与电容C26的一端相接，所述芯片MPU6050的第11引脚与电容C26的另一端相接，所述芯片MPU6050的第13引脚分两路，一路与3.3V电源输出端相接，另一路经电容C27接地；所述芯片MPU6050的第18引脚与电容C28的一端相接，所述芯片MPU6050的第20引脚与电容C28的另一端相接，所述芯片MPU6050的第23引脚分两路，一路经电阻R31与3.3V电源输出端相接，另一路与微控制器的PB11引脚相接；所述芯片MPU6050的第24引脚分两路，一路经电阻R30与3.3V电源输出端相接，另一路与微控制器的PB10引脚相接；

所述热释电传感器为PIR325热释电传感器，所述光电隔离电路包括光耦芯片PC817，所述PIR325热释电传感器的第1引脚接5V电源输出端，所述PIR325热释电传感器的第2引脚接电阻R4的一端，所述PIR325热释电传感器的第3引脚接地，所述光耦芯片PC817的阳极经电阻R2接5V电源输出端，所述光耦芯片PC817的阴极与三极管Q1的集电极相接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极与电阻R4的另一端相接，所述光耦芯片PC817的发射极经电阻R5接地，所述光耦芯片PC817的集电极分两路，一路经电阻R1接5V电源输出端，另一路与微控制器的PB3引脚相接。

上述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述电机模块包括电机驱动器和与电机驱动器输出端相接的电机，所述电机驱动器的输入端均与微控制器的输出端连接；

所述电机驱动器包括型号为ULN2003A的芯片U0，所述电机为电机M1，所述芯片U0的第1引脚、第2引脚、第3引脚和第4引脚分别与微控制器的PG0引脚、PG1引脚、PG2引脚和PG3引脚相接，所述芯片U0的第16引脚与电机M1第一绕组的一端相接，所述芯片U0的第13引脚与电机M1第一绕组的另一端相接，所述芯片U0的第14引脚与电机M1第二绕组的一端相接，所述芯片U0的第15引脚与电机M1第二绕组的另一端相接，所述芯片U0的第9引脚与5V电源输出端相接，所述电机M1第一绕组的公共端和电机M1第二绕组的公共端均与12V电源输出端相接。

上述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述语音合成模块为XFS5152CE语音合成模块，所述XFS5152CE语音合成模块的VCC引脚经电容C20接3.3V电源输出端，所述XFS5152CE语音合成模块的GND引脚接地，所述XFS5152CE语音合成模块的MIC引脚与麦克风MK1的一端相接，所述麦克风MK1的另一端接地；所述XFS5152CE语音合成模块的RXD引脚与微控制器的PD5引脚相接，所述XFS5152CE语音合成模块的TXD引脚与微控制器的PD6引脚相接，所述XFS5152CE语音合成模块的AO_P引脚与扬声器LS1的一端相接，所述XFS5152CE语音合成模块的AO_N引脚与扬声器LS1的另一端相接；

所述数据存储器包括芯片AT24C02，所述芯片AT24C02的第1引脚-第4引脚均接地，所述芯片AT24C02的第5引脚与微控制器的PB7引脚相接，所述芯片AT24C02的第6引脚与微控制器的PB6引脚相接，所述芯片AT24C02的第7引脚接地，所述芯片AT24C02的第8引脚分两路，一路经电容C11接地，另一路与3.3V电源输出端相接。

上述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述测温传感器为GCKR-01A非接触红外温度传感器，所述GCKR-01A非接触红外温度传感器的输出端与微控制器的PD4引脚相接；

所述噪音传感器为HB-NS520噪音传感器，所述HB-NS520噪音传感器的RS232信号输出端与微控制器的PA9引脚和PA10引脚相接；

所述灰尘传感器为DSM501灰尘传感器，所述DSM501灰尘传感器的输出端与微控制器的PD8引脚相接；

所述时钟电路包括芯片DS1302，所述芯片DS1302的第1引脚分两路，一路经电阻R15接5V电源输出端，另一路经电容C8接地；所述芯片DS1302的第6引脚分两路，一路与微控制器的PD9引脚相接，另一路经电阻R16与5V电源输出端相接；所述芯片DS1302的第4引脚接地，所述芯片DS1302的第2引脚与晶振Y1的一端相接，所述芯片DS1302的第3引脚与晶振Y1的另一端相接，所述芯片DS1302的第5引脚分两路，一路与微控制器的PD11引脚相接，另一路经电阻R17与5V电源输出端相接；所述芯片DS1302的第7引脚分两路，一路与微控制器的PD10引脚相接，另一路经电阻R18与5V电源输出端相接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，设计新颖合理，实现方便。

2、本实用新型通过设置第一麦克风识别模块、第二麦克风识别模块、第三麦克风识别模块和第四麦克风识别模块，分别对四个方位进行实时检测，从而定位到声源位置；之后，微控制器通过电机模块通过带动家居机器人本体转动使语音合成模块旋转至声源位置，从而保证语音合成模块能准确地接收到语音控制命令，并将语音控制命令识别后发送至微控制器，实现语音的准确控制。

3、本实用新型通过噪音传感器、测温传感器、灰尘传感器和时钟电路，是为了通过噪音传感器对噪音信号进行实时检测，避免噪音分贝过大，影响家人和孩子的听力和身心健康，通过测温传感器能对孩子的食物温度进行检测，能准确地检测到食物温度，避免食物温度较高造成孩子受伤；另外，通过灰尘传感器能对家居有无灰尘进行检测，避免灰尘引发家人和孩子的呼吸疾病，通过时钟电路，能获取孩子每天进食的时间和次数，很好地掌握孩子的进食情况，从而更好地辅助家居生活。

4、本实用新型设置热释电检测模块，是为了检测室内是否有人，便于室内无人时，切断供电电源，减少家居机器人待机消耗的电能，且可延长家居机器人的使用寿命，功能完善；通过语音合成模块，既能接收使用者的语音命令，又能提醒人们携带手机、钱包和钥匙，以避免生活中的窘迫或者困扰，更好地辅助家居生活。

综上所述，本实用新型结构简单，精度高，实现语音控制，提高语音识别的准确性，且辅助应用家居生活，通过语音播报提醒，方便及时，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型声源识别模块的电路原理框图。

图3为本实用新型电源模块的电路原理框图。

图4为本实用新型第一麦克风模块与第一开关电路的电路连接关系示意图。

图5为本实用新型第二麦克风模块与第二开关电路的电路连接关系示意图。

图6为本实用新型第三麦克风模块与第三开关电路的电路连接关系示意图。

图7为本实用新型第四麦克风模块与第四开关电路的电路连接关系示意图。

图8为本实用新型DC-DC升压模块的电路原理图。

图9为本实用新型稳压模块的电路原理图。

图10为本实用新型5V转3.3V电压模块的电路原理图。

图11为本实用新型三轴加速度三轴陀螺仪的电路原理图。

图12为本实用新型热释电检测模块与光电隔离电路的电路原理图。

图13为本实用新型电机驱动器与电机的电路原理图。

图14为本实用新型语音合成模块的电路原理图。

图15为本实用新型数据存储器的电路原理图。

图16为本实用新型时钟电路的电路原理图。

附图标记说明:

1—微控制器； 2—电源模块； 2-1—锂电池；

2-2—DC-DC升压模块； 2-3—稳压模块； 2-4—5V转3.3V电压模块；

3—噪音传感器； 4—测温传感器； 5—时钟电路；

6—灰尘传感器； 7—声源识别模块； 7-1—第一麦克风模块；

7-2—第一开关电路； 7-3—第二麦克风模块； 7-4—第二开关电路；

7-5—第三麦克风模块； 7-6—第三开关电路；

7-7—第四麦克风模块； 7-8—第四开关电路；

8—语音合成模块； 11—热释电传感器；

12—光电隔离电路； 13—电机驱动器；

14—电机； 15—数据存储器；

16—三轴加速度三轴陀螺仪。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括电源模块2、对家居机器人本体进行控制的微控制器1以及与微控制器1相接的数据存储器15和对语音控制命令进行识别的语音合成模块8，所述微控制器1的输入端接有噪音传感器3、测温传感器4、灰尘传感器6、热释电检测模块和三轴加速度三轴陀螺仪16，以及时钟电路5和对语音控制命令进行识别定位的声源识别模块7，所述微控制器1的输出端接有驱动所述家居机器人本体转动与行走的电机模块，所述声源识别模块7包括分别设置在所述家居机器人本体前后左右的第一麦克风识别模块、第二麦克风识别模块、第三麦克风识别模块和第四麦克风识别模块，所述第一麦克风识别模块、所述第二麦克风识别模块、所述第三麦克风识别模块和所述第四麦克风识别模块的输出端均与微控制器1的输入端相接，所述微控制器1为STM32F407ZGT6微控制器。

如图2所示，本实施例中，所述第一麦克风识别模块包括第一麦克风模块7-1和与第一麦克风模块7-1输出端相接的第一开关电路7-2，所述第二麦克风识别模块包括第二麦克风模块7-3和与第二麦克风模块7-3输出端相接的第二开关电路7-4，所述第三麦克风识别模块包括第三麦克风模块7-5和与第三麦克风模块7-5输出端相接的第三开关电路7-6，所述第四麦克风识别模块包括第四麦克风模块7-7和与第四麦克风模块7-7输出端相接的第四开关电路7-8，所述第一开关电路7-2、第二开关电路7-4、第三开关电路7-6和第四开关电路7-8的输出端均与微控制器1的输入端相接。

如图4、图5、图6和图7所示，本实施例中，所述第一麦克风模块7-1包括型号为3526的麦克风M1，所述第一开关电路7-2包括三极管Q2，所述三极管Q2的基极经电阻R9与麦克风M1的信号输出端相接，所述麦克风M1的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M1的GND端接地，所述三极管Q2的集电极接地，所述三极管Q2的发射极分两路，一路经电阻R7与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器1的PA4引脚相接；

所述第二麦克风模块7-3包括型号为3526的麦克风M2，所述第二开关电路7-4包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极经电阻R10与麦克风M2的信号输出端相接，所述麦克风M2的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M2的GND端接地，所述三极管Q3的集电极接地，所述三极管Q3的发射极分两路，一路经电阻R8与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器1的PA5引脚相接；

所述第三麦克风模块7-5包括型号为3526的麦克风M3，所述第三开关电路7-6包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极经电阻R13与麦克风M3的信号输出端相接，所述麦克风M3的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M3的GND端接地，所述三极管Q4的集电极接地，所述三极管Q4的发射极分两路，一路经电阻R11与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器1的PA6引脚相接；

所述第四麦克风模块7-7包括型号为3526的麦克风M4，所述第四开关电路7-8包括三极管Q5，所述三极管Q5的基极经电阻R14与麦克风M4的信号输出端相接，所述麦克风M4的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M4的GND端接地，所述三极管Q5的集电极接地，所述三极管Q5的发射极分两路，一路经电阻R12与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器1的PA7引脚相接。

如图3所示，本实施例中，所述电源模块2包括锂电池2-1和与锂电池2-1输出端相接的电压转换模块，所述电压转换模块包括依次相接的DC-DC升压模块2-2、稳压模块2-3和5V转3.3V电压模块2-4。

如图8、图9和图10所示，本实施例中，所述DC-DC升压模块2-2包括芯片B0305S-1WR2，所述芯片B0305S-1WR2的第1引脚接地，所述芯片B0305S-1WR2的第2引脚分两路，一路与锂电池2-1的输出端相接，另一路经电容C15接地；所述芯片B0305S-1WR2的第3引脚分两路，一路接地，另一路与电容C16的一端相接；所述芯片B0305S-1WR2的第4引脚分三路，一路与电容C16的另一端相接，第二路为5V输出端，第三路与稳压管D1的阴极相接；所述稳压管D1的阳极接地；

所述稳压模块2-3包括芯片RT9193-50，所述芯片RT9193-50的第1引脚分两路，一路与5V输出端相接，另一路经电容C17接地；所述芯片RT9193-50的第2引脚接地，所述芯片RT9193-50的第3引脚分两路，一路经电阻R24接地，另一路与微控制器1的PE2引脚相接；所述芯片RT9193-50的第4引脚经电容C18接地，所述芯片RT9193-50的第5引脚分三路，一路经电容C19接地，另一路经电阻R23与发光二极管LED1的阳极相接，第三路为5V电源输出端；所述发光二极管LED1的阴极接地；

所述5V转3.3V电压模块2-4包括芯片ASM1117-3.3V，所述芯片ASM1117-3.3V的第1引脚分三路，一路经电容C22接地，另一路经电容C21接地，第三路与5V电源输出端相接；所述芯片ASM1117-3.3V的第2引脚接地，所述芯片ASM1117-3.3V的第3引脚输出端分三路，第一路经并联的电容C23和电容C24接地，第二路经电阻R25与发光二极管LED2的阳极相接，第三路为3.3V电源输出端；所述发光二极管LED2的阴极接地。

本实施例中，所述热释电检测模块包括热释电传感器11和与所述热释电传感器11输出端相接的光电隔离电路12，所述光电隔离电路12的输出端与微控制器1的输入端相接。

如图11和图12所示，本实施例中，所述三轴加速度三轴陀螺仪16包括芯片MPU6050，所述芯片MPU6050的第1引脚与电容C25的一端相接，所述芯片MPU6050的第8引脚分两路，一路与3.3V电源输出端相接，另一路与电容C25的另一端相接；所述芯片MPU6050的第10引脚与电容C26的一端相接，所述芯片MPU6050的第11引脚与电容C26的另一端相接，所述芯片MPU6050的第13引脚分两路，一路与3.3V电源输出端相接，另一路经电容C27接地；所述芯片MPU6050的第18引脚与电容C28的一端相接，所述芯片MPU6050的第20引脚与电容C28的另一端相接，所述芯片MPU6050的第23引脚分两路，一路经电阻R31与3.3V电源输出端相接，另一路与微控制器1的PB11引脚相接；所述芯片MPU6050的第24引脚分两路，一路经电阻R30与3.3V电源输出端相接，另一路与微控制器1的PB10引脚相接；

所述热释电传感器11为PIR325热释电传感器，所述光电隔离电路12包括光耦芯片PC817，所述PIR325热释电传感器的第1引脚接5V电源输出端，所述PIR325热释电传感器的第2引脚接电阻R4的一端，所述PIR325热释电传感器的第3引脚接地，所述光耦芯片PC817的阳极经电阻R2接5V电源输出端，所述光耦芯片PC817的阴极与三极管Q1的集电极相接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极与电阻R4的另一端相接，所述光耦芯片PC817的发射极经电阻R5接地，所述光耦芯片PC817的集电极分两路，一路经电阻R1接5V电源输出端，另一路与微控制器1的PB3引脚相接。

如图13所示，本实施例中，所述电机模块包括电机驱动器13和与电机驱动器13输出端相接的电机14，所述电机驱动器13的输入端均与微控制器1的输出端连接；

所述电机驱动器13包括型号为ULN2003A的芯片U0，所述电机14为电机M1，所述芯片U0的第1引脚、第2引脚、第3引脚和第4引脚分别与微控制器1的PG0引脚、PG1引脚、PG2引脚和PG3引脚相接，所述芯片U0的第16引脚与电机M1第一绕组的一端相接，所述芯片U0的第13引脚与电机M1第一绕组的另一端相接，所述芯片U0的第14引脚与电机M1第二绕组的一端相接，所述芯片U0的第15引脚与电机M1第二绕组的另一端相接，所述芯片U0的第9引脚与5V电源输出端相接，所述电机M1第一绕组的公共端和电机M1第二绕组的公共端均与12V电源输出端相接。

如图14和图15所示，本实施例中，所述语音合成模块8为XFS5152CE语音合成模块，所述XFS5152CE语音合成模块的VCC引脚经电容C20接3.3V电源输出端，所述XFS5152CE语音合成模块的GND引脚接地，所述XFS5152CE语音合成模块的MIC引脚与麦克风MK1的一端相接，所述麦克风MK1的另一端接地；所述XFS5152CE语音合成模块的RXD引脚与微控制器1的PD5引脚相接，所述XFS5152CE语音合成模块的TXD引脚与微控制器1的PD6引脚相接，所述XFS5152CE语音合成模块的AO_P引脚与扬声器LS1的一端相接，所述XFS5152CE语音合成模块的AO_N引脚与扬声器LS1的另一端相接；

所述数据存储器15包括芯片AT24C02，所述芯片AT24C02的第1引脚-第4引脚均接地，所述芯片AT24C02的第5引脚与微控制器1的PB7引脚相接，所述芯片AT24C02的第6引脚与微控制器1的PB6引脚相接，所述芯片AT24C02的第7引脚接地，所述芯片AT24C02的第8引脚分两路，一路经电容C11接地，另一路与3.3V电源输出端相接。

如图16所示，本实施例中，所述测温传感器4为GCKR-01A非接触红外温度传感器，所述GCKR-01A非接触红外温度传感器的输出端与微控制器1的PD4引脚相接；其结构小巧，易安装，能够适应多种工作环境，测温效果出众，且准确。

所述噪音传感器3为HB-NS520噪音传感器，所述HB-NS520噪音传感器的RS232信号输出端与微控制器1的PA9引脚和PA10引脚相接；

所述灰尘传感器6为DSM501灰尘传感器，所述DSM501灰尘传感器的输出端与微控制器1的PD8引脚相接。

所述时钟电路5包括芯片DS1302，所述芯片DS1302的第1引脚分两路，一路经电阻R15接5V电源输出端，另一路经电容C8接地；所述芯片DS1302的第6引脚分两路，一路与微控制器1的PD9引脚相接，另一路经电阻R16与5V电源输出端相接；所述芯片DS1302的第4引脚接地，所述芯片DS1302的第2引脚与晶振Y1的一端相接，所述芯片DS1302的第3引脚与晶振Y1的另一端相接，所述芯片DS1302的第5引脚分两路，一路与微控制器1的PD11引脚相接，另一路经电阻R17与5V电源输出端相接；所述芯片DS1302的第7引脚分两路，一路与微控制器1的PD10引脚相接，另一路经电阻R18与5V电源输出端相接。

本实施例中，所述第一麦克风识别模块、所述第二麦克风识别模块、所述第三麦克风识别模块和所述第四麦克风识别模块分别设置在所述机器人前后左右的四个方向，从而实现所述家居机器人本体四个方向的语音识别与定位。

本实施例中，设置第一开关电路7-2、第二开关电路7-4、第三开关电路7-6和第四开关电路7-8，是为了分别与第一麦克风模块7-1、第二麦克风模块7-3、第三麦克风模块7-5和第四麦克风模块7-7匹配，从而保证正确地检测到第一麦克风模块7-1、第二麦克风模块7-3、第三麦克风模块7-5和第四麦克风模块7-7输出的语音信号，防止误识别，提高了识别的可靠性。

实际使用过程中，第一开关电路7-2、第二开关电路7-4、第三开关电路7-6和第四开关电路7-8分别与微控制器1连接，微控制器1根据接收到语音信号的时间差异，从而确定接收到的最先的语音信号所对应的麦克风模块所对应的方向即为声源位置。

本实施例中，所述锂电池2-1的电压为3.7V，经过DC-DC升压模块2-2将3.7V升到5V，经过DC-DC升压模块2-2的升压之后送入稳压模块2-3将DC-DC升压模块2-2输出的5V进行稳压处理，稳压后的5V经过5V转3.3V电压模块2-4转换为3.3V，为微控制器1和其他用电模块供电。

本实施例中，需要说明的是，各个模块电路参数可参考图中所示。

本实施例中，所述电源模块2既能输出5V电压又能输出3.3V电压，满足微控制器1和其他各个用电模块需求。

本实施例中，通过设置光电隔离电路12，是为了保证热释电传感器11检测到有无人体红外信号的准确性，避免误操作。

本实用新型使用时，电源模块2为微控制器1供电，微控制器1进入工作状态，当需要语音控制时，使用者发出语音控制命令，设置在所述家居机器人本体前后左右四个方向的第一麦克风识别模块、第二麦克风识别模块、第三麦克风识别模块和第四麦克风识别模块分别对语音控制命令进行识别，并将检测到语音信号送至微控制器1，微控制器1根据接收时间不同得到发出语音控制命令的声源，从而定位到声源位置，之后，根据声源位置微控制器1通过电机驱动器13控制电机14转动，电机14转动带动家居机器人本体转动，直至语音合成模块8旋转至声源位置，从而保证语音合成模块8能准确地接收到语音控制命令，语音合成模块8接收到语音控制命令并将语音控制命令识别后发送至微控制器1，微控制器1根据接收到的语音控制命令执行相应的移动动作，则微控制器1通过电机驱动器13控制电机14转动，电机14的转动带动所述家居机器人本体移动，在所述家居机器人本体移动的过程中，三轴加速度三轴陀螺仪16对所述家居机器人本体在XYZ轴方向的加速度和角速度进行检测，并将检测到的XYZ轴方向的加速度和角速度发送至微控制器1，实现所述家居机器人本体稳定平衡的直线运动，从而将所述家居机器人本体移动至所需区域；

噪音传感器3对室内的噪音分贝进行实时检测，并将检测到的噪音分贝发送至微控制器1，微控制器1将接收到噪音分贝与噪音分贝阈值进行比较，当噪音传感器3检测到的噪音分贝大于噪音分贝阈值时，微控制器1控制语音合成模块8语音播报：噪音分贝较大；在孩子的喂食过程中，通过测温传感器4对孩子的食物温度进行检测，并将检测到的食物温度发送至微控制器1，微控制器1将接收到的食物温度与食物温度阈值进行比较，当测温传感器4检测到的食物温度不符合食物温度阈值时，微控制器1控制语音合成模块8语音播报：食物温度偏高或者偏低，能准确地检测到食物温度，避免食物温度较高造成孩子受伤；另外，通过灰尘传感器6对室内是否有灰尘进行检测，当灰尘传感器6检测到室内有灰尘时，灰尘传感器6输出低电平信号至微控制器1，微控制器1控制语音合成模块8语音播报：室内有灰尘请打扫；通过时钟电路5能获取孩子每天进食的次数和时间，并存储至数据存储器15中，便于统计查询，较好地掌握孩子的进食情况，从而更好地辅助家居生活；通过时钟电路5达到预先设定的外出时间时，微控制器1控制语音合成模块8语音播报：请携带手机、钱包和钥匙，以避免生活中的窘迫或者困扰；热释电检测模块对室内人体红外信号进行实时检测，一旦未检测到人体红外信号时，热释电检测模块输出无人信号至微控制器1，微控制器1控制电源模块2断电，微控制器1和其他用电模块断电，减少家居机器人待机消耗的电能，且可延长家居机器人的使用寿命，功能完善，更好地辅助家居生活。该结构简单，精度高，实现语音控制，提高语音识别的准确性，且辅助应用家居生活，通过语音播报提醒，方便及时，实用性强。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种家居机器人控制装置，其特征在于：包括电源模块(2)、对家居机器人本体进行控制的微控制器(1)以及与微控制器(1)相接的数据存储器(15)和对语音控制命令进行识别的语音合成模块(8)，所述微控制器(1)的输入端接有噪音传感器(3)、测温传感器(4)、灰尘传感器(6)、热释电检测模块和三轴加速度三轴陀螺仪(16)，以及时钟电路(5)和对语音控制命令进行识别定位的声源识别模块(7)，所述微控制器(1)的输出端接有驱动所述家居机器人本体转动与行走的电机模块，所述声源识别模块(7)包括分别设置在所述家居机器人本体前后左右的第一麦克风识别模块、第二麦克风识别模块、第三麦克风识别模块和第四麦克风识别模块，所述第一麦克风识别模块、所述第二麦克风识别模块、所述第三麦克风识别模块和所述第四麦克风识别模块的输出端均与微控制器(1)的输入端相接，所述微控制器(1)为STM32F407ZGT6微控制器。

2.按照权利要求1所述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述第一麦克风识别模块包括第一麦克风模块(7-1)和与第一麦克风模块(7-1)输出端相接的第一开关电路(7-2)，所述第二麦克风识别模块包括第二麦克风模块(7-3)和与第二麦克风模块(7-3)输出端相接的第二开关电路(7-4)，所述第三麦克风识别模块包括第三麦克风模块(7-5)和与第三麦克风模块(7-5)输出端相接的第三开关电路(7-6)，所述第四麦克风识别模块包括第四麦克风模块(7-7)和与第四麦克风模块(7-7)输出端相接的第四开关电路(7-8)，所述第一开关电路(7-2)、第二开关电路(7-4)、第三开关电路(7-6)和第四开关电路(7-8)的输出端均与微控制器(1)的输入端相接。

3.按照权利要求2所述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述第一麦克风模块(7-1)包括型号为3526的麦克风M1，所述第一开关电路(7-2)包括三极管Q2，所述三极管Q2的基极经电阻R9与麦克风M1的信号输出端相接，所述麦克风M1的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M1的GND端接地，所述三极管Q2的集电极接地，所述三极管Q2的发射极分两路，一路经电阻R7与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器(1)的PA4引脚相接；

所述第二麦克风模块(7-3)包括型号为3526的麦克风M2，所述第二开关电路(7-4)包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极经电阻R10与麦克风M2的信号输出端相接，所述麦克风M2的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M2的GND端接地，所述三极管Q3的集电极接地，所述三极管Q3的发射极分两路，一路经电阻R8与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器(1)的PA5引脚相接；

所述第三麦克风模块(7-5)包括型号为3526的麦克风M3，所述第三开关电路(7-6)包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极经电阻R13与麦克风M3的信号输出端相接，所述麦克风M3的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M3的GND端接地，所述三极管Q4的集电极接地，所述三极管Q4的发射极分两路，一路经电阻R11与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器(1)的PA6引脚相接；

所述第四麦克风模块(7-7)包括型号为3526的麦克风M4，所述第四开关电路(7-8)包括三极管Q5，所述三极管Q5的基极经电阻R14与麦克风M4的信号输出端相接，所述麦克风M4的电源端接5V电源输出端，所述麦克风M4的GND端接地，所述三极管Q5的集电极接地，所述三极管Q5的发射极分两路，一路经电阻R12与3.3V电源输出端相接，另一端与微控制器(1)的PA7引脚相接。

4.按照权利要求1或2所述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述电源模块(2)包括锂电池(2-1)和与锂电池(2-1)输出端相接的电压转换模块，所述电压转换模块包括依次相接的DC-DC升压模块(2-2)、稳压模块(2-3)和5V转3.3V电压模块(2-4)。

5.按照权利要求4所述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述DC-DC升压模块(2-2)包括芯片B0305S-1WR2，所述芯片B0305S-1WR2的第1引脚接地，所述芯片B0305S-1WR2的第2引脚分两路，一路与锂电池(2-1)的输出端相接，另一路经电容C15接地；所述芯片B0305S-1WR2的第3引脚分两路，一路接地，另一路与电容C16的一端相接；所述芯片B0305S-1WR2的第4引脚分三路，一路与电容C16的另一端相接，第二路为5V输出端，第三路与稳压管D1的阴极相接；所述稳压管D1的阳极接地；

所述稳压模块(2-3)包括芯片RT9193-50，所述芯片RT9193-50的第1引脚分两路，一路与5V输出端相接，另一路经电容C17接地；所述芯片RT9193-50的第2引脚接地，所述芯片RT9193-50的第3引脚分两路，一路经电阻R24接地，另一路与微控制器(1)的PE2引脚相接；所述芯片RT9193-50的第4引脚经电容C18接地，所述芯片RT9193-50的第5引脚分三路，一路经电容C19接地，另一路经电阻R23与发光二极管LED1的阳极相接，第三路为5V电源输出端；所述发光二极管LED1的阴极接地；

所述5V转3.3V电压模块(2-4)包括芯片ASM1117-3.3V，所述芯片ASM1117-3.3V的第1引脚分三路，一路经电容C22接地，另一路经电容C21接地，第三路与5V电源输出端相接；所述芯片ASM1117-3.3V的第2引脚接地，所述芯片ASM1117-3.3V的第3引脚输出端分三路，第一路经并联的电容C23和电容C24接地，第二路经电阻R25与发光二极管LED2的阳极相接，第三路为3.3V电源输出端；所述发光二极管LED2的阴极接地。

6.按照权利要求1或2所述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述热释电检测模块包括热释电传感器(11)和与所述热释电传感器(11)输出端相接的光电隔离电路(12)，所述光电隔离电路(12)的输出端与微控制器(1)的输入端相接。

7.按照权利要求6所述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述三轴加速度三轴陀螺仪(16)包括芯片MPU6050，所述芯片MPU6050的第1引脚与电容C25的一端相接，所述芯片MPU6050的第8引脚分两路，一路与3.3V电源输出端相接，另一路与电容C25的另一端相接；所述芯片MPU6050的第10引脚与电容C26的一端相接，所述芯片MPU6050的第11引脚与电容C26的另一端相接，所述芯片MPU6050的第13引脚分两路，一路与3.3V电源输出端相接，另一路经电容C27接地；所述芯片MPU6050的第18引脚与电容C28的一端相接，所述芯片MPU6050的第20引脚与电容C28的另一端相接，所述芯片MPU6050的第23引脚分两路，一路经电阻R31与3.3V电源输出端相接，另一路与微控制器(1)的PB11引脚相接；所述芯片MPU6050的第24引脚分两路，一路经电阻R30与3.3V电源输出端相接，另一路与微控制器(1)的PB10引脚相接；

所述热释电传感器(11)为PIR325热释电传感器，所述光电隔离电路(12)包括光耦芯片PC817，所述PIR325热释电传感器的第1引脚接5V电源输出端，所述PIR325热释电传感器的第2引脚接电阻R4的一端，所述PIR325热释电传感器的第3引脚接地，所述光耦芯片PC817的阳极经电阻R2接5V电源输出端，所述光耦芯片PC817的阴极与三极管Q1的集电极相接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极与电阻R4的另一端相接，所述光耦芯片PC817的发射极经电阻R5接地，所述光耦芯片PC817的集电极分两路，一路经电阻R1接5V电源输出端，另一路与微控制器(1)的PB3引脚相接。

8.按照权利要求1或2所述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述电机模块包括电机驱动器(13)和与电机驱动器(13)输出端相接的电机(14)，所述电机驱动器(13)的输入端均与微控制器(1)的输出端连接；

所述电机驱动器(13)包括型号为ULN2003A的芯片U0，所述电机(14)为电机M1，所述芯片U0的第1引脚、第2引脚、第3引脚和第4引脚分别与微控制器(1)的PG0引脚、PG1引脚、PG2引脚和PG3引脚相接，所述芯片U0的第16引脚与电机M1第一绕组的一端相接，所述芯片U0的第13引脚与电机M1第一绕组的另一端相接，所述芯片U0的第14引脚与电机M1第二绕组的一端相接，所述芯片U0的第15引脚与电机M1第二绕组的另一端相接，所述芯片U0的第9引脚与5V电源输出端相接，所述电机M1第一绕组的公共端和电机M1第二绕组的公共端均与12V电源输出端相接。

9.按照权利要求1或2所述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述语音合成模块(8)为XFS5152CE语音合成模块，所述XFS5152CE语音合成模块的VCC引脚经电容C20接3.3V电源输出端，所述XFS5152CE语音合成模块的GND引脚接地，所述XFS5152CE语音合成模块的MIC引脚与麦克风MK1的一端相接，所述麦克风MK1的另一端接地；所述XFS5152CE语音合成模块的RXD引脚与微控制器(1)的PD5引脚相接，所述XFS5152CE语音合成模块的TXD引脚与微控制器(1)的PD6引脚相接，所述XFS5152CE语音合成模块的AO_P引脚与扬声器LS1的一端相接，所述XFS5152CE语音合成模块的AO_N引脚与扬声器LS1的另一端相接；

所述数据存储器(15)包括芯片AT24C02，所述芯片AT24C02的第1引脚-第4引脚均接地，所述芯片AT24C02的第5引脚与微控制器(1)的PB7引脚相接，所述芯片AT24C02的第6引脚与微控制器(1)的PB6引脚相接，所述芯片AT24C02的第7引脚接地，所述芯片AT24C02的第8引脚分两路，一路经电容C11接地，另一路与3.3V电源输出端相接。

10.按照权利要求1或2所述的一种家居机器人控制装置，其特征在于：所述测温传感器(4)为GCKR-01A非接触红外温度传感器，所述GCKR-01A非接触红外温度传感器的输出端与微控制器(1)的PD4引脚相接；

所述噪音传感器(3)为HB-NS520噪音传感器，所述HB-NS520噪音传感器的RS232信号输出端与微控制器(1)的PA9引脚和PA10引脚相接；

所述灰尘传感器(6)为DSM501灰尘传感器，所述DSM501灰尘传感器的输出端与微控制器(1)的PD8引脚相接；

所述时钟电路(5)包括芯片DS1302，所述芯片DS1302的第1引脚分两路，一路经电阻R15接5V电源输出端，另一路经电容C8接地；所述芯片DS1302的第6引脚分两路，一路与微控制器(1)的PD9引脚相接，另一路经电阻R16与5V电源输出端相接；所述芯片DS1302的第4引脚接地，所述芯片DS1302的第2引脚与晶振Y1的一端相接，所述芯片DS1302的第3引脚与晶振Y1的另一端相接，所述芯片DS1302的第5引脚分两路，一路与微控制器(1)的PD11引脚相接，另一路经电阻R17与5V电源输出端相接；所述芯片DS1302的第7引脚分两路，一路与微控制器(1)的PD10引脚相接，另一路经电阻R18与5V电源输出端相接。

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