CN213781581U - 一种语音识别控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种语音识别控制系统，包括：麦克风，模组模块及音频播放器；所述模组模块包括：模数转换单元，所述模数转换单元连接所述麦克风；中央处理器，所述中央处理器连接所述模数转换单元；射频信号收发单元，所述射频信号收发单元连接所书中央处理器；闪存存储器，所述闪存存储器连接所述中央处理器；功率放大器，所述功率放大器连接所述中央处理器；其中，所述音频播放器连接所述功率放大器。与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：不需要单独外接wifi模组或者使用智能音箱方案，而是通过将联网模块，语音输入和输出模块都集成在一个电路板上。在大大缩小了系统尺寸的前提下实现了语音控制联网功能。

Description

一种语音识别控制系统

技术领域

本申请涉及智能家居领域，具体而言，涉及一种语音识别控制系统。

背景技术

现有应用在智能家电领域的语音模组如果需要实现连接互联网和其他智能设备进行联动语音控制或者远程操控，需要单独外接wifi模组，或者使用智能音箱方案，该方案体积大，不便于嵌入至各类设备中，音箱更多的是一种音乐娱乐设备，并且成本和开发复杂性都会变高。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种语音识别控制系统，包括：麦克风，模组模块及音频播放器；

所述模组模块包括：

模数转换单元，所述模数转换单元连接所述麦克风；

中央处理器，所述中央处理器连接所述模数转换单元；

射频信号收发单元，所述射频信号收发单元连接所书中央处理器；

闪存存储器，所述闪存存储器连接所述中央处理器；

功率放大器，所述功率放大器连接所述中央处理器；

其中，所述音频播放器连接所述功率放大器。

可选地，所述模组模块还包括：

时钟晶振器，所述始终晶振器连接所述中央处理器。

可选地，所述射频信号收发单元为WIFI射频信号收发单元。

可选地，所述所述WIFI射频信号收发单元为印制电路板天线。

可选地，所述语音识别控制系统还包括：

外部微控制单元，所述外部微控制单元连接所述中央处理器。

可选地，所述模组模块包括：电路板本体及第一至第三十九针脚；

其中，所述第一至第六针脚接收控制信号；

所述第七至第十针脚连接电源；

所述第十一针脚接收复位信号；

所述第十二至第十六针脚连接指示灯；

所述第十八至第十九针脚连接所述音频播放器；

所述第二十一至第二十四针脚连接所述麦克风；

所述第二十七至二十八针脚接收检测信号；

所述第三十至第三十一针脚与I2C串口设备信息交互；

所述第三十二至第三十三针脚收发红外数据；

所述第三十四至第三十五针脚连接调试机；

所述第三十八至三十九针脚连接外部微控制单元；

所述第七、第十、第十七、第二十、第二十五、第二十六、第二十九针脚接地。

可选地，所述第一至第十四针脚位于所述电路板本体上的一侧；所述第二十六至三十九针脚位于所述电路板本体上，且与所述第一至第十四针脚相对的第二侧；所述第十五至第二十五针脚位于所述电路板上，且与所述第一至第十四针脚及所述第二十六至三十九针脚不同侧的第三侧。

可选地，所述第一至第三十九针脚的宽度均为1毫米，长度均为2毫米；相邻的两个针脚的中线之间的距离为1.5毫米；所述第十五针脚的横向中线与所述第十四针脚的横向中线之间的距离、所述第十五针脚的纵向中线与所述第十四针脚的纵向中线之间的距离、所述第二十五针脚的横向中线与所述第二十六针脚的横向中线之间的距离以及所述第二十五针脚的纵向中线与所述第二十六针脚的纵向中线之间的距离均为2.5毫米。

可选地，所述第十五针脚至第二十五针脚的横向中线与所述电路板本体的第四侧边缘之间的距离为30毫米；其中所述第三侧与所述第四侧相对。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：

不需要单独外接wifi模组或者使用智能音箱方案，而是通过将联网模块，语音输入和输出模块都集成在一个电路板上。在大大缩小了系统尺寸的前提下实现了语音控制联网功能。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和有益效果变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一个实施例的语音识别控制系统的系统示意图；

图2是根据本申请一个实施例的语音识别控制系统的模组模块示意图；

图3是根据本申请一个实施例的语音识别控制系统的模组模块的尺寸示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参照图1，本申请一实施例提供了一种语音识别控制系统，包括：麦克风，模组模块及音频播放器；

所述模组模块包括：

模数转换单元，所述模数转换单元连接所述麦克风；

中央处理器，所述中央处理器连接所述模数转换单元；

射频信号收发单元，所述射频信号收发单元连接所书中央处理器；

闪存存储器，所述闪存存储器连接所述中央处理器；

功率放大器，所述功率放大器连接所述中央处理器；

其中，所述音频播放器连接所述功率放大器。

其中，射频单元在整个模组上可以是独立的一颗模组或者芯片，也可以与其他单元集成在一起。

基于soc芯片开发，整个模组上内置ADC、运算单元、存储单元、WIFI射频单元、音频解码单元、功率放大单元、供电单元。该模组正常运行时需要连接云端语音系统和云端IOT控制系统才能实现本实用新型的所有功能。

模组供电后供电单元给其他单元供电，运算单元读取存储单元里的固件运行软件逻辑，其中软件单元主要包括：唤醒算法、AEC回声消除、噪声抑制算法、VAD人声检测、以及连接云端语音服务系统和云端IOT服务系统的软件逻辑。而后该模组通过wifi射频单元连接上云端的语音系统和IOT控制系统；

用户通过说出唤醒词唤醒模组，模组上外接的MIC开始录音，用户说出语音指令，语音指令的声音信号通过模数转换单元转换为数字信号后传递给运算单元，运算单元将音频数字信号格式化以后，通过射频单元传递给云端语音系统，语音系统收到格式化的数字信号进行ASR(语音转文字)解析并进行NLU(语义理解)。

根据用户意图的不同，语音系统有选择性选择的决定是否调用IOT系统，如果是控制模组的意图，则调用IOT云端服务的标准数据使用MQTT协议通过射频单元传递数据给运算单元，实现对模组IO口和串口数据传输的控制(既可以通过云端下发的数据控制IO口，也可以通过串口将该数据传递给其他的MCU控制外部MCU上的外围器件)并且语音系统一定会同时下发TTS(文字转语音)数据给模块，模块上的解码单元收到TTS数据后进行解码，并将解码后的电信号通过功率放大单元放大后通过喇叭播放，从而提示用户语音操作的结果。

模组同时连接在线语音服务和以MQTT协议连接的IOT服务，其中在线语音服务完成语义理解和TTS下发，IOT服务完成控制指令下发；语音数据需要经过云端处理后再执行本地的IO口和串口数据传输。

IOT服务下发的语音控制数据可以不仅可以控制模组本身的外围，也可以通过串口传输给外部MCU，实现对外部MCU的控制。

本申请一实施例中，所述模组模块还包括：

时钟晶振器，所述始终晶振器连接所述中央处理器。

本申请一实施例中，所述射频信号收发单元为WIFI射频信号收发单元。

本申请一实施例中，所述所述WIFI射频信号收发单元为印制电路板天线。

本申请一实施例中，所述语音识别控制系统还包括：

外部微控制单元，所述外部微控制单元连接所述中央处理器。

请参照图2及下列表格，本申请一实施例中，所述模组模块包括：电路板本体及第一至第三十九针脚；

其中，所述第一至第六针脚接收控制信号；

所述第七至第十针脚连接电源；

所述第十一针脚接收复位信号；

所述第十二至第十六针脚连接指示灯；

所述第十八至第十九针脚连接所述音频播放器；

所述第二十一至第二十四针脚连接所述麦克风；

所述第二十七至二十八针脚接收检测信号；

所述第三十至第三十一针脚与I2C串口设备信息交互；

所述第三十二至第三十三针脚收发红外数据；

所述第三十四至第三十五针脚连接调试机；

所述第三十八至三十九针脚连接外部微控制单元；

所述第七、第十、第十七、第二十、第二十五、第二十六、第二十九针脚接地。

该模组具备一些必要的外设接口来保证模组正常运行和控制其他外围器件，其中包含：GPIO控制接口、PWM接口、供电接口、麦克风接口、喇叭接口、调试串口，具体的外设接口如下：

本申请一实施例中，所述第一至第十四针脚位于所述电路板本体上的一侧；所述第二十六至三十九针脚位于所述电路板本体上，且与所述第一至第十四针脚相对的第二侧；所述第十五至第二十五针脚位于所述电路板上，且与所述第一至第十四针脚及所述第二十六至三十九针脚不同侧的第三侧。

请参照图3，本申请一实施例中，所述第一至第三十九针脚的宽度均为1毫米，长度均为2毫米；相邻的两个针脚的中线之间的距离为1.5毫米；所述第十五针脚的横向中线与所述第十四针脚的横向中线之间的距离、所述第十五针脚的纵向中线与所述第十四针脚的纵向中线之间的距离、所述第二十五针脚的横向中线与所述第二十六针脚的横向中线之间的距离以及所述第二十五针脚的纵向中线与所述第二十六针脚的纵向中线之间的距离均为2.5毫米。

本申请一实施例中，所述第十五针脚至第二十五针脚的横向中线与所述电路板本体的第四侧边缘之间的距离为30毫米；其中所述第三侧与所述第四侧相对。

本实用新型通过将语音唤醒，降噪算法集成到soc类型的wifi芯片上，使其能连接云端服务的同时实现语音交互，并且小型化的封装使其能嵌入至各种家电设备中，只要是家用电子设备(插座，空调，电饭煲等)都可以嵌入语音模组，获得语音交互能力，解决了只有音箱才具备语音交互能力的单一性。

虽然本申请说明书中的技术方案既包括了软件算法，也包括了硬件的连接结构，但是只有硬件的连接结构，相对空间位置以及尺寸关系才是本实用新型所要求的保护的内容。因为正是由于这样的硬件连接结构，相对空间位置以及尺寸关系，才能集成模数转换、运算、存储、解码、功率放大、射频、电源单元集成在一颗芯片上，进而使得整个语音识别控制系统的体积大大的减少，避免了现有技术中需要外接WIFI模块或者语音音箱而造成的体积和成本偏大的问题。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种语音识别控制系统，其特征在于，包括：麦克风，模组模块及音频播放器；

所述模组模块包括：

模数转换单元，所述模数转换单元连接所述麦克风；

中央处理器，所述中央处理器连接所述模数转换单元；

射频信号收发单元，所述射频信号收发单元连接所书中央处理器；

闪存存储器，所述闪存存储器连接所述中央处理器；

功率放大器，所述功率放大器连接所述中央处理器；

其中，所述音频播放器连接所述功率放大器。

2.根据权利要求1所述的语音识别控制系统，其特征在于，所述模组模块还包括：

时钟晶振器，所述时钟晶振器连接所述中央处理器。

3.根据权利要求2所述的语音识别控制系统，其特征在于，所述射频信号收发单元为WIFI射频信号收发单元。

4.根据权利要求3所述的语音识别控制系统，其特征在于，所述WIFI射频信号收发单元为印制电路板天线。

5.根据权利要求4所述的语音识别控制系统，其特征在于，所述语音识别控制系统还包括：

外部微控制单元，所述外部微控制单元连接所述中央处理器。

6.根据权利要求5所述的语音识别控制系统，其特征在于，所述模组模块包括：电路板本体及第一至第三十九针脚；

其中，所述第一至第六针脚接收控制信号；

所述第七至第十针脚连接电源；

所述第十一针脚接收复位信号；

所述第十二至第十六针脚连接指示灯；

所述第十八至第十九针脚连接所述音频播放器；

所述第二十一至第二十四针脚连接所述麦克风；

所述第二十七至二十八针脚接收检测信号；

所述第三十至第三十一针脚与I2C串口设备信息交互；

所述第三十二至第三十三针脚收发红外数据；

所述第三十四至第三十五针脚连接调试机；

所述第三十八至三十九针脚连接外部微控制单元；

所述第七、第十、第十七、第二十、第二十五、第二十六、第二十九针脚接地。

7.根据权利要求6所述的语音识别控制系统，其特征在于，所述第一至第十四针脚位于所述电路板本体上的一侧；所述第二十六至三十九针脚位于所述电路板本体上，且与所述第一至第十四针脚相对的第二侧；所述第十五至第二十五针脚位于所述电路板上，且与所述第一至第十四针脚及所述第二十六至三十九针脚不同侧的第三侧。

8.根据权利要求7所述的语音识别控制系统，其特征在于，所述第一至第三十九针脚的宽度均为1毫米，长度均为2毫米；相邻的两个针脚的中线之间的距离为1.5毫米；所述第十五针脚的横向中线与所述第十四针脚的横向中线之间的距离、所述第十五针脚的纵向中线与所述第十四针脚的纵向中线之间的距离、所述第二十五针脚的横向中线与所述第二十六针脚的横向中线之间的距离以及所述第二十五针脚的纵向中线与所述第二十六针脚的纵向中线之间的距离均为2.5毫米。

9.根据权利要求8所述的语音识别控制系统，其特征在于，所述第十五针脚至第二十五针脚的横向中线与所述电路板本体的第四侧边缘之间的距离为30毫米；

其中所述第三侧与所述第四侧相对。

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