CN210807309U - 一种具有语音交互功能的便携式无线cpe装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置，包括电源单元以及控制单元，控制单元包括无线CPE单元以及语音交互单元，语音交互单元包括语音采集模块、语音处理模块、语音播放模块，语音采集模块用于采集语音信号，并将采集到的语音信号转换成PDM信号输出至语音处理模块，语音处理模块将接收到的PDM信号经过解调后输出音频信号至语音播放模块，无线CPE单元包括主控模块、存储模块、无线通信模块，语音处理模块与主控模块连接并且通过无线通信模块连接互联网建立通讯连接。本实用新型将语音控制功能与传统CPE相结合，用户可以通过语音便捷地对CPE进行设置和控制，使CPE的内容更加丰富，功能更加强大。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及通信技术领域，具体的，涉及一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置。
【背景技术】
客户终端设备(CustomerPremise Equipmen，CPE)是一款无线宽带接入设备：将高速长期演进(Long Term Evolution，LTE)信号转换成平板电脑、智能手机、笔记本等移动终端通用的WiFi信号的设备，可同时支持多部终端上网；也是一种数据回传设备，将用户视频、数据通过无线LTE信号回传到公网或者专网在传输到客户数据处理中心。它适用于家里或者户外的一种微基站，可以不需要有线进户即可享受到高速上网体验的一种设备。简单来说相当于概念上的中继器，原本我们上网的话是必须有线的，不管是同轴电缆、RJ45网线、光纤，它们都是前端都是采用有线传输信号，还必须要用对应的光/电调制、解调器才能正常工作。而CPE则不需要，它是直接与基站用无线电磁波连接，省略掉了线缆的束缚，可以直接为家庭一定范围内提供wifi、有线上网等功能。
目前，市面上相关的CPE产品，只能实现基本功能，即在不需要有线连接的情况下能提供高速上网体验；市面上移动便携的CPE在设置时，需要先用设备通过wifi与其相连接，然后连接设备通过浏览器打开CPE的管理界面，然后在管理界面对CPE进行相关设置。这种设置方法使用起来很麻烦，不能实现便捷地对路由器进行设置和控制。为了解决现在快节奏生活的大众的“拒绝复杂”的心理，和对于一些年长者来说使用起来存在一定的困难的问题，将语音控制功能结合到CPE上，可以解决设置复杂问题，可以通过语音进行相关设置和控制；另外，由于移动便携式的CPE，使用场景大部分是在室外使用，或者出国旅游办公使用；具有语音功能的CPE可以实现语音翻译功能，赋予CPE更多的使用价值。
然而，当前语音识别的巨大挑战仍在前端的语音降噪，为了解决噪声和有效语音分离问题，业内引入了麦克风阵列，利用空间信息进行降噪滤波。多个麦克风的引入首先对硬件上的接口就提出了要求，一些传统芯片没有这么多接口只能通过其它器件来扩展。同时多路信号的接入，也使得前端语音处理计算量大增，传统芯片中大家用CPU软解已是十分吃力。
【实用新型内容】
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置，该装置不仅具传统CPE的基本功能，还具有语音交互功能。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置，包括电源单元以及控制单元，所述电源单元为所述控制单元输出电能，所述控制单元包括：无线CPE单元以及与所述无线CPE单元电连接的语音交互单元，所述语音交互单元包括语音采集模块、语音处理模块、语音播放模块，所述语音采集模块用于采集语音信号，并将采集到的语音信号转换成PDM信号输出至所述语音处理模块，所述语音处理模块将接收到的PDM信号经过解调后输出音频信号至所述语音播放模块；所述无线CPE单元包括主控模块、存储模块、无线通信模块，所述主控模块分别与所述存储模块、所述无线通信模块电连接，所述语音处理模块与所述主控模块连接并且通过所述无线通信模块连接互联网建立通讯连接。
进一步的方案是，所述无线通信模块包括2.4G wifi模块、5.8G wifi模块、合路器、wifi天线、4G/5G模组、4G/5G天线，所述2.4G wifi模块分别与所述主控模块、所述合路器电连接，所述5.8G wifi模块分别与所述主控模块、所述合路器电连接，所述合路器与所述wifi天线电连接；所述4G/5G模组与所述主控模块通过USB接口进行通讯连接，并且所述4G/5G模组与所述4G/5G天线电连接。
更进一步的方案是，所述存储单元包括DDR存储器以及Flash存储器，所述DDR存储器、所述Flash存储器分别与所述主控模块电连接。
更进一步的方案是，所述电源单元包括电源模块以及稳压电路，所述电源模块通过所述稳压电路向所述控制单元的各个模块输出电能。
更进一步的方案是，所述语音采集模块为麦克风，所述语音播放模块为扬声器。
更进一步的方案是，所述语音处理模块包括GX8010芯片。
更进一步的方案是，所述主控模块包括RTL8197F芯片。
由此可见，本实用新型提供的无线CPE装置主要包括无线CPE单元以及语音交互单元，语音交互单元包括语音采集模块、语音处理模块和扬声器，其中，语音采集模块主要用于对用户语音的信号采集，语音处理模块主要用于对采集到的语音信号进行相应的信号处理，然后执行相应的指令操作，并且输出音频信号给扬声器，扬声器将音频信号转化为声音播放出来。
此外，语音处理模块与无线CPE主体相连接，使得语音交互单元和无线CPE主体之间可以相互通信，不仅使得无线CPE具有语音交互功能，也可以让语音交互单元与互联网建立连接，用户可以通过语音便捷地对CPE进行设置和控制。
所以，本发明将语音控制功能与传统CPE相结合，利用网络服务器较强的数据处理能力及丰富的内容服务，让CPE可以与用户语音交互，可以对CPE进行语音控制，通过语音来设置和控制路由器；还增加了语音翻译功能，提升价值使用率，使CPE的内容更加丰富，功能更加强大。
【附图说明】
图1是本实用新型一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置实施例的原理图。
图2是本实用新型一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置实施例中语音处理模块的电路原理图。
图3是本实用新型一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置实施例中主控模块的电路原理图。
图4是本实用新型一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置实施例中语音播放模块的电路原理图。
图5是本实用新型一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置实施例中语音采集模块的电路原理图。
【具体实施方式】
为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限用于本实用新型。
参见图1，本实用新型的无线CPE装置包括电源单元以及控制单元，电源单元为控制单元输出电能，控制单元包括无线CPE单元以及与无线CPE单元电连接的语音交互单元，语音交互单元包括语音采集模块11、语音处理模块12、语音播放模块13，语音采集模块11用于采集语音信号，并将采集到的语音信号转换成PDM信号输出至语音处理模块12，语音处理模块12将接收到的PDM信号经过解调后输出音频信号至语音播放模块13。
在本实施例中，无线CPE单元包括主控模块21、存储模块、无线通信模块，主控模块21分别与存储模块、无线通信模块电连接，语音处理模块12与主控模块21连接并且通过无线通信模块连接互联网建立通讯连接。
其中，无线通信模块包括2.4G wifi模块22、5.8G wifi模块23、合路器25、wifi天线24、4G/5G模组26、4G/5G天线27，2.4G wifi模块22分别与主控模块21、合路器25电连接，5.8Gwifi模块23分别与主控模块21、合路器25电连接，合路器25与wifi天线24电连接；4G/5G模组26与主控模块21通过USB接口进行通讯连接，并且4G/5G模组26与4G/5G天线27电连接。
其中，存储单元包括DDR存储器28以及Flash存储器29，DDR存储器28、Flash存储器29分别与主控模块21电连接。优选的，DDR存储器28可以是DDR3/DDR4存储器。
在实际应用中，2.4Gwifi模块的主要作用是通过接收2.4G无线信号并解调出可以跟主控模块21通讯的信号，然后进行通讯，也可以将主控模块21需要发送的数据通过2.4G无线信号发送出去；5.8G wifi模块23的主要作用是通过接收5.8G无线信号并解调出可以跟主控模块21通讯的信号，然后进行通讯，也可以将主控模块21需要发送的数据通过5.8G无线信号发送出去；4G/5G模组26的主要作用是通过4G信号接收数据然后通过USB信号与主控模块21通讯，主控模块21也可以通过USB信号与4G模块通讯，然后通过4G/5G天线27发射4G信号传送数据。
其中，Flash_DDR系统电路为设备的最小系统，可以实现操作系统和应用程序的存储还有操作系统和应用程序的数据暂存功能；语音采集模块11用于实现语音信号采集功能，语音采集模块11将采集到的语音信号调制成PDM信号，输出到语音处理单元进行处理；语音处理单元用于将接收到的PDM信号经过解调处理后，输出音频信号到扬声器；电源单元用于给整个设备各个模块提供对应的电源。
具体地，本实施例的无线CPE主体包含与普通CPE一样功能的完整设计，其中包含主控模块21、4G/5G模组26、电源单元、DDR3/DDR4存储器、Flash存储器29、2.4G wifi模块22、5.8G wifi模块23、合路器25、wifi天线24。
其中，主控模块21与DDR3/DDR4存储器、Flash存储器29组成最小控制系统，与Flash存储器29连接可以实现操作系统和应用程序存储功能，与DDR3/DDR4存储器连接可以实现操作系统和应用程序的数据暂存功能。
其中，4G/5G模组26与主控模块21通过USB接口进行通讯连接，可以通过4G信号使得设备与互联网连接；2.4G wifi模块22与主控模块21、合路器25相连接，合路器25与wifi天线24相连接，用于实现2.4G wifi无线收发数据功能；5.8G wifi模块23与主控模块21、合路器25连接，合路器25与wifi天线24相连接，用于实现5.8G wifi无线收发数据功能；wifi天线24是内置天线；4G/5G模组26与4G/5G天线27相连接，用于实现4G/5G模组26无线收发数据功能。
其中，电源单元包括电池模块1、电源模块2以及稳压电路，所述电池模块1与所述电源模块2电连接，电源模块2通过稳压电路向控制单元的各个模块输出电能。
参见图2，语音处理模块12包括GX8010芯片U1，其中，AI芯片GX8010将算法、软件、硬件深度整合，创新性地采用了NPU、DSP等多项最新技术，以本实施例的智能语音交互为例，GX8010集成了Cadence Tensilica最高阶的语音DSP Hifi-4，这款DSP专门为智能语音而设计，可以高效地进行各种语音信号处理计算。
此外，GX8010芯片U1充分利用多核异构的优势，合理安排每个模块的工作频率和启停时机，可以做到按需使用、用完即停的效果。采取逐级唤醒的机制，既保证了语音助手能实时响应指令，又能大幅延长设备的续航时间。
因此，本实施例可以让传统的设备保留其原先硬件的基础上，通过一个简单的USB口实现语音能力的升级。
参见图3，主控模块21包括RTL8197F芯片U1C，RTL8197F是高度集成且功能丰富的2T2R 802.11b/g/n WiSoC。它集成了高性能1GHz MIPS24Kc处理器，2T2R 802.11b/g/nMAC/BB/RF，PCI Express，具有RGMII，USB2.0控制器，DRAM和闪存控制器的五端口快速以太网交换机以及有用的外设接口。RTL8197F为11ac双频智能路由器，IoT网关，VPN网关，VoIP网关，网络存储，LTE路由器等应用提供高性能，低功耗。
参见图4与图5，语音采集模块11包括麦克风U5，语音播放模块13包括扬声器J8，可见，通过语音交互单元和基础输入输出子模块可以实现用户与无线CPE装置之间的人机交互。
由此可见，本实用新型提供的无线CPE装置主要包括无线CPE单元以及语音交互单元，语音交互单元包括语音采集模块11、语音处理模块12和扬声器，其中，语音采集模块11主要用于对用户语音的信号采集，语音处理模块12主要用于对采集到的语音信号进行相应的信号处理，然后执行相应的指令操作，并且输出音频信号给扬声器，扬声器将音频信号转化为声音播放出来。
此外，语音处理模块12与无线CPE主体相连接，使得语音交互单元和无线CPE主体之间可以相互通信，不仅使得无线CPE具有语音交互功能，也可以让语音交互单元与互联网建立连接，用户可以通过语音便捷地对CPE进行设置和控制。
所以，本发明将语音控制功能与传统CPE相结合，利用网络服务器较强的数据处理能力及丰富的内容服务，让CPE可以与用户语音交互，可以对CPE进行语音控制，通过语音来设置和控制路由器；还增加了语音翻译功能，提升价值使用率，使CPE的内容更加丰富，功能更加强大。
需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有语音交互功能的便携式无线CPE装置，包括电源单元以及控制单元，所述电源单元为所述控制单元输出电能，其特征在于，所述控制单元包括：
无线CPE单元以及与所述无线CPE单元电连接的语音交互单元，所述语音交互单元包括语音采集模块、语音处理模块、语音播放模块，所述语音采集模块用于采集语音信号，并将采集到的语音信号转换成PDM信号输出至所述语音处理模块，所述语音处理模块将接收到的PDM信号经过解调后输出音频信号至所述语音播放模块；
所述无线CPE单元包括主控模块、存储模块、无线通信模块，所述主控模块分别与所述存储模块、所述无线通信模块电连接，所述语音处理模块与所述主控模块连接并且通过所述无线通信模块连接互联网建立通讯连接。
2.根据权利要求1所述的便携式无线CPE装置，其特征在于：
所述无线通信模块包括2.4G wifi模块、5.8G wifi模块、合路器、wifi天线、4G/5G模组、4G/5G天线，所述2.4G wifi模块分别与所述主控模块、所述合路器电连接，所述5.8Gwifi模块分别与所述主控模块、所述合路器电连接，所述合路器与所述wifi天线电连接；所述4G/5G模组与所述主控模块通过USB接口进行通讯连接，并且所述4G/5G模组与所述4G/5G天线电连接。
3.根据权利要求1所述的便携式无线CPE装置，其特征在于：
所述存储模块包括DDR存储器以及Flash存储器，所述DDR存储器、所述Flash存储器分别与所述主控模块电连接。
4.根据权利要求1所述的便携式无线CPE装置，其特征在于：
所述电源单元包括电源模块以及稳压电路，所述电源模块通过所述稳压电路向所述控制单元的各个模块输出电能。
5.根据权利要求1至4任一项所述的便携式无线CPE装置，其特征在于：
所述语音采集模块为麦克风，所述语音播放模块为扬声器。
6.根据权利要求1至4任一项所述的便携式无线CPE装置，其特征在于：
所述语音处理模块包括GX8010芯片。
7.根据权利要求1至4任一项所述的便携式无线CPE装置，其特征在于：
所述主控模块包括RTL8197F芯片。
Priority Applications (1)
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| CN202020199312.0U CN210807309U (zh) | 2020-02-24 | 2020-02-24 | 一种具有语音交互功能的便携式无线cpe装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112311407A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-02 | 四川西南联盛通讯技术有限公司 | 一种cpe终端系统 |
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2020
- 2020-02-24 CN CN202020199312.0U patent/CN210807309U/zh active Active
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