CN215298855U - 一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动窗帘技术领域，为了解决现有电动窗帘需要借助网络才能实现语音控制导致成本高及用户体验低的技术问题，本实用新型提供了一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机，包括控制模块、驱动模块、窗帘电机、麦克风、反馈模块和语音模块，语音模块分别与麦克风、反馈模块、控制模块连接，麦克风用于采集语音信号，反馈模块用于反馈语音识别结果，语音模块用于将语音信号转化为控制命令，并将控制命令发送给控制模块，控制模块通过驱动模块控制窗帘电机执行相应动作，语音模块为离网式语音模块，不需要网络即可识别出语音命令，直接控制窗帘电机，免除了另购智能音箱的成本，对普通话没有要求，提升了用户体验。

Description

一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机

技术领域

本实用新型涉及电动窗帘技术领域，具体涉及一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机。

背景技术

目前，市场上比较常用的语音控制智能窗帘系统，需要借助第三方设备来实现，如图1所示，需要配一个智能音箱，智能音箱用于采集语音信号，智能音箱通过无线路由器连接外网后，与云服务器对接交互，在云服务器后台对接收到的语音进行识别，并通过云服务器下发控制命令给窗帘电机，窗帘电机接收控制命令，响应相关动作。

现有的技术方案存在如下问题：

1.需要借助网络环境，进行网络配置后才能使用；

2.需要另购一个智能音箱；

3.需要通过APP对窗帘电机和音箱进行匹配设置，才能控制；

4.需要较为标准的普通话才能被有效识别进行控制。

上述问题在实际使用过程中就带来了诸多不便，较为复杂的网络配置造成用户体验差，也给售后咨询增加了不必要的负担，尤其是没有网络无法正常使用；增加了额外购买智能音箱的成本，也占用室内空间；适老化程度低，对于年长者来说，使用APP设置面临较大挑战；对普通话要求较高，语音识别度低，造成人机交互体验差，使用受限。

鉴于此，需要一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机来解决此问题。

实用新型内容

为了解决现有电动窗帘需要借助网络才能实现语音控制导致成本高及用户体验低的技术问题，本实用新型提供了一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机，包括控制模块、驱动模块和窗帘电机，所述驱动模块分别与控制模块、窗帘电机连接，还包括麦克风、反馈模块和语音模块，所述语音模块分别与麦克风、反馈模块、控制模块连接，所述麦克风用于采集语音信号，所述反馈模块用于通过灯光或音频方式反馈语音识别结果，所述语音模块用于将语音信号转化为数字信号的控制命令，并将所述控制命令发送给控制模块，所述控制模块通过驱动模块控制所述窗帘电机执行相应动作，所述语音模块为离网式语音模块。不需要网络即可识别出语音命令，直接控制窗帘电机，免除了另购智能音箱的成本，对普通话没有要求，提高了用户体验。

优选的，所述反馈模块包括扬声器，所述扬声器通过自然语音反馈语音识别结果。自然语音指人声，直接被用户所理解。

进一步的，所述语音模块与控制模块通过UART通信线路连接。UART只需要两根电线进行通信，不需要时钟信号线，相比并行通信容易布线，更加简单和方便。

进一步的，还包括音频放大模块，所述音频放大模块分别与麦克风、语音模块连接，所述音频放大模块用于音频增益和保证信号完整性。不仅可以放大信号，还可以进行自动增益控制，防止削波失真，提高了语音识别率。

实施本实用新型带来的有益效果是：

不需要网络即可识别出语音命令，直接控制窗帘电机，免除了另购智能音箱的成本，对普通话没有要求，提高了用户体验。另外，扬声器通过自然语音反馈语音识别结果，直接被用户所理解；UART只需要两根电线进行通信，不需要时钟信号线，相比并行通信容易布线，更加简单和方便；音频放大模块不仅可以放大信号，还可以进行自动增益控制，防止削波失真，提高了语音识别率。

附图说明

图1为现有技术的窗帘电机的控制原理框图；

图2为本实用新型实施例提供的内置离网式学习型的语音控制窗帘电机控制原理框图一；

图3为本实用新型实施例提供的内置离网式学习型的语音控制窗帘电机控制原理框图二；

图4为本实用新型实施例提供的音频放大模块电路图；

图5为本实用新型实施例提供的语音学习流程图；

图6为本实用新型实施例提供的语音匹配识别流程图。

图中：麦克风1；反馈模块2；语音模块3；控制模块4；驱动模块5；窗帘电机6；音频放大模块7。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、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，并不用于限定本实用新型。

参阅图2，一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机，包括麦克风1、反馈模块2、语音模块3、控制模块4、驱动模块5和窗帘电机6，驱动模块5分别与控制模块4、窗帘电机6连接，语音模块3分别与麦克风1、反馈模块2、控制模块4连接。

麦克风1用于采集语音信号，将声波转化为电信号输出到语音模块3；语音模块3用于将语音信号转化为数字信号的控制命令，并将控制命令发送给控制模块4，控制模块4通过驱动模块5控制窗帘电机6执行相应动作。

进一步的，语音模块3与控制模块4通过UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，简称UART，俗称串口)通信方式实现控制命令传输连接。UART只需要两根电线进行通信，不需要时钟信号线，相比并行通信容易布线，更加简单和方便。

反馈模块2用于通过灯光或音频方式反馈信息：

在本实用新型的一个实施例中，反馈模块2为扬声器，根据不同的反馈信息播放相关语音信息，扬声器通过自然语音反馈语音识别结果。自然语音指人声，直接被用户所理解。

在本实用新型的一个实施例中，反馈模块2包括蜂鸣器，反馈模块2将语音数据转化为高低电平脉冲，根据不同的反馈信息控制蜂鸣器发出不同时间长度或不同频次的鸣叫声。

在本实用新型的一个实施例中，反馈模块2包括若干LED，反馈模块2将语音数据转化为高低电平脉冲，根据不同的反馈信息点亮不同数量或颜色的LED。

进一步的，为确保不了现声音失真，参阅图3，麦克风1与语音模块3之间连接有自动增益控制功能的音频放大模块7，防止增益过大时，出现削波导致声音失真。

在本实用新型的一个实施例中，参阅图4，图中的M代表麦克风，音频放大模块7的主芯片U2的可选用MAX9814，其第1端通过定时电容C6接地，用于设置自动增益控制的启动时间和释放时间；其第3端通过电容C7接地，用于放大器直流失调调节，确保输出端零失调；其第8端为麦克风的放大器同相输入端，通过电容C9与麦克风的正极连接；其第12端为偏置端，通过旁路电容C8接地；其第13端为偏置输出端，通过电阻R7与麦克风第1端连接，麦克风第2端接地；其第14端为自动增益控制的门限控制端，用于设置增益控制门限，通过电阻R8接地，且通过电阻R5连接至其偏置的第13端；其第6端为音频输出端A_OUT，音频输出端A_OUT与扬声器连接。

电阻R5与电阻R8组成电阻分压电路，电阻R5与电阻R8之间的连接点输出电压到自动增益控制的门限控制端，用于设置增益控制门限电压；偏置输出端通过电阻R7给麦克风提供偏置电流。

为了提供低噪声偏压，偏置端通过电容C8接地；电容C9为输入交流耦合电容，它和输入阻抗组成了一个高通滤波器，可滤除输入信号中的所有直流偏置。麦克风第1端通过电容C10接地。

可以理解，由于该音频放大模块7不仅对音频信号进行了放大，而且音频信号增益又不出现失真，保证了所音频信号的完整性，提高了语音的识别率。

为了保证良好的语音传输，音频信号采用差分电路传输，差分电路包括串接于电路中的磁珠和电阻，相比单端输出，克服共模干扰，避免了自激或串入噪音等情况。

语音模块3设置有存储单元，存储单元用于存储固定音频据和用户的个性化语音数据。

语音模块3预先烧录一些固定的音频段内容，根据采集到的外部语音内容，选择不同的音频段进行播放。完成与操作者固定内容的交互沟通。

通过对语音模块3的编程处理，可以做到语音模块3具有简单的学习功能。比如学习唤醒词和学习命令词。可以让操作者自主定制这些命令词。这些命令词可以带有个性化的普通话命令词，也可以是普通话以外任何一种语言的短语。

为解决对普通话要求较高，语音识别度低，造成人机交互体验差，使用受限的问题，本实用新型提供了语音控制命令学习的方法。

参阅图5，图5为本实用新型实施例提供的语音学习流程图，通过学习，将用户的个性化语音数据保存至语音模块3的存储单元中，与语音指令相对应，解决了因用户普通话不标准而不能被正确识别的问题。

第一步，进入命令词学习模式；

第二步，等待接收下一个命令词的声音内容

第三步，进行语音确认，判断两次读音是否一样，若一样，则保存在第N个命令的地址；若不一样，则退出学习模式；

还包括第四步，保存在第N个命令的地址后，再判断是否达到预定命令词数量，若未达到预定命令词数量，则等待接收下一个命令词的声音内容；若达到预定命令词数量，则退出学习模式。

判断是否达到预定命令词数量，达到预定命令词数量则退出学习模式，未达到预定命令词数量则继续等待接收下一个命令词的声音内容。

参阅图6，图6为本实用新型实施例提供的语音匹配识别流程图，个性化语音数据的命令词学习以后，当接收到外部的语音控制命令词时，系统会将这个命令词，依次与存储在不同地址的语音命令词作对比。如果相同，就向控制模块4发送该地址对应的控制命令数据。控制模块4收到控制命令后就通过驱动模块5对窗帘电机6做出相应的控制动作。

语音模块3通过麦克风1接收到外部的语音命令；

与下一个地址所保存的命令作对比；

判断内容是否一样，若一样，则向控制模块4发送该地址对应的命令数据，若不一样，继续与下一个地址所保存的命令作对比，依次遍历所有地址，直到找到一样的命令内容，若无任何一样内容，则不执行任何命令。

可以理解，该语音模块不需要连接网络，离线处理语音进行识别，且识别度高，不需要另购音箱，采取对比识别，对普通话没要求。

实施本实用新型带来的有益效果是：

不需要网络即可识别出语音命令，直接控制窗帘电机，免除了另购智能音箱的成本，对普通话没有要求，提高了用户体验。另外，扬声器通过自然语音反馈语音识别结果，直接被用户所理解；UART只需要两根电线进行通信，不需要时钟信号线，相比并行通信容易布线，更加简单和方便；音频放大模块不仅可以放大信号，还可以进行自动增益控制，防止削波失真，提高了语音识别率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机，包括控制模块、驱动模块和窗帘电机，所述驱动模块分别与控制模块、窗帘电机连接，其特征在于，还包括麦克风、反馈模块和语音模块，所述语音模块分别与麦克风、反馈模块、控制模块连接，所述麦克风用于采集语音信号，所述反馈模块用于通过灯光或音频方式反馈语音识别结果，所述语音模块用于将语音信号转化为数字信号的控制命令，并将所述控制命令发送给控制模块，所述控制模块通过驱动模块控制所述窗帘电机执行相应动作，所述语音模块为离网式语音模块。

2.根据权利要求1所述的一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机，其特征在于，所述反馈模块包括扬声器，所述扬声器通过自然语音反馈语音识别结果。

3.根据权利要求2所述的一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机，其特征在于，所述语音模块与控制模块通过UART通信线路连接。

4.根据权利要求3所述的一种内置离网式学习型的语音控制窗帘电机，其特征在于，还包括音频放大模块，所述音频放大模块分别与麦克风、语音模块连接，所述音频放大模块用于音频增益和保证信号完整性。

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