CN211089836U - 一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，包括CPU单元以及与所述CPU单元连接的WiFi单元、红外收发单元和语音采集单元，所述CPU单元设置有用于与传统机顶盒连接的USB0接口，还包括用于给CPU单元、WiFi单元、红外收发单元和语音采集单元提供工作电压的供电单元，所述供电单元通过USB0接口取电。本实用新型通过传统机顶盒增加助手设备，实现传统红外家电设备和传统机顶盒语音控制功能，拓展传统机顶盒的功能，实现传统机顶盒人工智能改造，延长了传统机顶盒的生命周期。
Description
技术领域
本实用新型涉及机顶盒技术领域，具体的说，是一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备。
背景技术
传统机顶盒产品主要用于电视直播功能，操控依赖于遥控器，存量市场超过5亿台。伴随人工智能技术和云服务的飞速发展，人工智能已经走进人们的生活。传统机顶盒产品仅能收看广电直播节目，操控依赖于遥控器，功能单一，操控繁琐；传统红外家电设备，协议各异，相互独立，不能实现万物互联目标。如何在传统机顶盒的基础上，增加人工智能功能，以及通过传统机顶盒实现对传统家电(红外电扇，红外电视机，空调等设备)的控制，现有技术中尚没有解决方案。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，用于解决现有技术中传统机顶盒无法实现人工智能功能以及无法对传统家电进行控制的问题。
本实用新型通过下述技术方案解决上述问题：
一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，包括CPU单元以及与所述CPU单元连接的WiFi单元、红外收发单元和语音采集单元，所述CPU单元设置有用于与传统机顶盒连接的USB0接口，还包括用于给CPU单元、WiFi单元、红外收发单元和语音采集单元提供工作电压的供电单元，所述供电单元通过USB0接口取电。
采用该设备实施布署现网传统机顶盒时，通过传统机顶盒软件升级方式，在传统机顶盒中预置各类交互命令。助手设备通过语音采集单元，完成用户语音采集；通过CPU单元将采集到的语音信息进行处理后，再通过WiFi单元将处理后的语音信息上传云平台；云平台将语音信息进行语义检查和处理，提取关键字，准确获取用户意图，再将意图回传给助手设备CPU单元；助手设备CPU单元根据获取的有效信息分类，如果为机顶盒操作指令，则透传给传统机顶盒；如果为家居控制指令，则通过IO口控制红外发射模块，实现智能家居控制；在执行操作的同时通过USB0接口将应答信息透传给传统机顶盒，传统机顶盒进行语音应答。
进一步地，所述CPU单元包括主芯片，所述主芯片内置多通道音频输入输出接口、USB1接口和GPIO接口，所述多通道音频输入输出接口与所述语音采集单元连接，所述USB1接口与所述WiFi单元连接，所述GPIO接口与所述红外收发单元连接。
主芯片采用Hi3561MV100，集成4核64位高性能Cortex A53处理器；内置HiSEA语音、HiSten音效解决方案；支持丰富的语音解决方案；支持高性能的音频编解码，Dolby和DTS音频处理；多通道音频输入输出接口包括TDM/I2S、I2C等。主芯片通过I2S和I2C接口与语音采集单元连接，通过USB1接口与WiFi单元连接，通过GPIO口控制红外收发单元。
进一步地，所述红外收发单元包括红外接收电路和红外发射电路，所述红外接收电路通过所述GPIO接口与主芯片连接，用于将接收到的红外码值解码并存储在CPU单元中。红外接收电路主要有红外接收头和电容电阻构成，红外接收头选用
进一步地，所述红外发射电路包括大电流PMOS管，大电流PMOS管的漏极通过电阻R4连接发射头D1，发射头D1并联电阻R5后接地，大电流PMOS管的门极连接电阻R2后了解三极管Q1的集电极，大电流PMOS管的源极连接工作电压，大电流PMOS管的源极与三极管Q1的集电极之间连接电阻R3，三极管Q1的基极通过电阻R1连接主芯片的GPIO接口，三极管Q1的发射极接地。大电流PMOS管的最大电流支持1A；二极管D1选择宽角度(最大支持120度)及长距离(最远达15米)红外发射管；电阻R5为泄放电阻，保证高速开关时，大电流PMOS管中电流快速泄放。
进一步地，所述语音采集单元包括模拟麦克风，所述模拟麦克风连接有ADC芯片，所述ADC芯片与所述CPU单元连接。
语音采集单元由4通道模数转换芯片即ADC芯片和4颗模拟麦克风组成；麦克风选用高灵敏度全向模拟硅麦，灵敏度-38dB(94dBSPL@1KHz)，SNR 65dB(94dB SPL@1KHz)，可实现多角度的远场拾音。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本实用新型通过传统机顶盒增加助手设备，实现传统红外家电设备和传统机顶盒语音控制功能，拓展传统机顶盒的功能，实现传统机顶盒人工智能改造，延长了传统机顶盒的生命周期。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为CPU单元的原理框图；
图3为WiFi单元的原理图；
图4为红外接收电路的原理图；
图5为红外发射电路的原理图；
其中，J65-红外接收头。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1：
结合附图1所示，一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，包括CPU单元以及与所述CPU单元连接的WiFi单元、红外收发单元和语音采集单元，所述CPU单元设置有用于与传统机顶盒连接的USB0接口，还包括用于给CPU单元、WiFi单元、红外收发单元和语音采集单元提供工作电压的供电单元，所述供电单元通过USB0接口取电。传统机顶盒通过USB线与助手设备进行连接；助手设备通过USB0接口从机顶盒取电，并将USB0接口虚拟成网口，使用UDP、MQTT等协议通过网络与传统机顶盒交互数据。
如图2所示，助手设备CPU单元是产品核心部件，采用Hi3561MV100主芯片方案，128MB DDR3，128MB Nand Flash配置。Hi3561MV100是用于智能语音市场的支持前端语音增强处理和后端音效增强处理的高性能SOC芯片。集成4核64位高性能Cortex A53处理器；内置HiSEA语音、HiSten音效解决方案；支持丰富的语音解决方案；支持高性能的音频编解码，Dolby和DTS音频处理；内置TDM/I2S等多通道音频输入输出接口。通过I2S和I2C接口与语音采集单元连接，通过USB1接口与WiFi单元连接，通过GPIO口控制红外收发单元。
如图3所示，WiFi单元是产品网络部件，采用RTL8188FTV芯片方案，支持802.11b/gWiFi标准，数据速率高达150Mbps，实现助手设备通过2.4G WiFi上网功能。
红外收发单元由红外接收电路和红外发射电路组成，如图4所示，红外接收电路为内置1颗红外接收头J65，该红外接收头J65具有宽角度(最大支持60度)及长距离(最远达8米)接收，支持NEC&TOshiha、RC5/RC6、Sony 12bit等常用遥控协议；红外接收头J65通过GPIO与主芯片连接，将接收到的红外码值解码并存在在CPU单元中，实现遥控器学习功能。
如图5所示，红外发射电路为电阻R1、电阻R2、电阻R3电、电阻R4、电阻R5、三极管Q1、MOS管Q2和红外发射头(二极管D1)组成；其中MOSQ2选择大电流PMOS管，最大电流支持1A；二极管D1选择宽角度(最大支持120度)及长距离(最远达15米)红外发射管；电阻R5为泄放电阻，保证高速开关时，MOS管Q2中电流快速泄放。
语音采集单元由4通道模数转换芯片(ADC)和4颗模拟麦克风组成；麦克风选用高灵敏度全向模拟硅麦，灵敏度-38dB(94dB SPL@1KHz)，SNR 65dB(94dB SPL@1KHz)，可实现多角度的远场拾音。理想状态下，可达到3-5米距离的唤醒，关键字唤醒率90％以上。
尽管这里参照本实用新型的解释性实施例对本实用新型进行了描述，上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (6)
1.一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，其特征在于，包括CPU单元以及与所述CPU单元连接的WiFi单元、红外收发单元和语音采集单元，所述CPU单元设置有用于与传统机顶盒连接的USB0接口，还包括用于给CPU单元、WiFi单元、红外收发单元和语音采集单元提供工作电压的供电单元，所述供电单元通过USB0接口取电。
2.根据权利要求1所述的一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，其特征在于，所述CPU单元包括主芯片，所述主芯片内置多通道音频输入输出接口、USB1接口和GPIO接口，所述多通道音频输入输出接口与所述语音采集单元连接，所述USB1接口与所述WiFi单元连接，所述GPIO接口与所述红外收发单元连接。
3.根据权利要求2所述的一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，其特征在于，所述红外收发单元包括红外接收电路和红外发射电路，所述红外接收电路通过所述GPIO接口与主芯片连接，用于将接收到的红外码值解码并存储在CPU单元中。
4.根据权利要求3所述的一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，其特征在于，所述红外发射电路包括大电流PMOS管，大电流PMOS管的漏极通过电阻R4连接发射头D1，发射头D1并联电阻R5后接地，大电流PMOS管的门极连接电阻R2后连接三极管Q1的集电极，大电流PMOS管的源极连接工作电压，大电流PMOS管的源极与三极管Q1的集电极之间连接电阻R3，三极管Q1的基极通过电阻R1连接主芯片的GPIO接口，三极管Q1的发射极接地。
5.根据权利要求2所述的一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，其特征在于，所述主芯片采用Hi3561MV100。
6.根据权利要求1所述的一种使传统机顶盒具有人工智能功能的助手设备，其特征在于，所述语音采集单元包括模拟麦克风，所述模拟麦克风连接有ADC芯片，所述ADC芯片与所述CPU单元连接。
Priority Applications (1)
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