CN215988096U

CN215988096U - 智慧蔬菜大棚的语音控制装置

Info

Publication number: CN215988096U
Application number: CN202122179065.5U
Authority: CN
Inventors: 王鹏亮; 周小宝; 夏永祥; 安国昊; 段淑萍; 张红卓
Original assignee: Gansu Institute of Mechanical and Electrical Engineering
Current assignee: Gansu Institute of Mechanical and Electrical Engineering
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2031-09-09

Abstract

本实用新型公开了一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，涉及智慧蔬菜大棚领域，包括依次连接的语音采集模块、语音判断模块、语音识别模块、通信模块、控制模块；其中，语音采集模块，用于采集用户输入的语音密码以及指令信息；语音判断模块，用于识别语音密码并判断语音密码与预设密码是否匹配；语音识别模块，用于根据指令信息生成语音特征，并将语音特征与标准语音矢量库进行比较，确定指令信息的内容；通信模块，用于在语音判断模块判断语音密码与预设密码相匹配时，接收指令信息的内容并发送给控制模块；控制模块，用于根据指令信息的内容执行相应操作。本实用新型在语音控制大棚的同时能够识别用户的使用权限，实现了大棚管理的智能化和信息化。

Description

智慧蔬菜大棚的语音控制装置

技术领域

本实用新型涉及智慧蔬菜大棚领域，更具体的说是涉及一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置。

背景技术

进入21世纪，科技创新高速发展逐步带动农业发展的信息化和智能化，我国在一直倡导农业可持续、智能化发展，“绿色产业、生态环保，智慧农业”一直是我国农业发展的口号。为了响应国家的号召，物联网技术的先进性和无污染性等优点，使其在农业应用发展中快速普及。传统物联网蔬菜大棚，只能对空气和土壤的温、湿度做出检测，根据温、湿度进行是否开启灌溉装置、是否打开保温层和是否开启通风装置等功能，现在智慧蔬菜还能使用语音进行控制，虽然语音控制极大的提高了用户操作上的便利，但由于蔬菜大棚具有经济价值以及生产价值，控制不当会造成损失，因此用户一般不希望儿童能够轻易控制蔬菜大棚，这就需要蔬菜大棚能够识别到用户的使用权限，但是目前语音控制蔬菜大棚的装置尚不具备此功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，可以语音控制蔬菜大棚的运作，并且能够识别用户的使用权限，方便管理者控制整个蔬菜大棚系统，实现了蔬菜大棚系统管理的智能化和信息化。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，包括语音采集模块、语音判断模块、语音识别模块、通信模块、控制模块，所述语音采集模块与所述语音判断模块相连，所述语音判断模块与所述语音识别模块相连，所述语音识别模块与所述通信模块相连，所述通信模块与所述控制模块相连；其中，

所述语音采集模块，用于采集用户输入的语音密码以及指令信息；

所述语音判断模块，用于识别所述语音密码并判断所述语音密码与预设密码是否匹配；

所述语音识别模块，用于根据所述指令信息生成语音特征，并将所述语音特征与标准语音矢量库进行比较，确定所述指令信息的内容；

所述通信模块，用于在所述语音判断模块判断所述语音密码与预设密码相匹配时，接收所述指令信息的内容并发送给所述控制模块；

所述控制模块，用于根据所述指令信息的内容执行相应操作。

通过采用上述技术方案，具有以下有益的技术效果：通过判断语音密码与预设密码是否相匹配，在匹配时再接收指令信息的内容，对蔬菜大棚进行语音控制，使得控制模块能够仅响应具有使用权限的用户发出的语音控制指令，避免了蔬菜大棚响应所有用户发出的语音控制指令而可能产生的安全和误操作问题。

可选的，所述语音采集模块包括麦克风、A/D转换电路、信号调频电路；所述麦克风与所述A/D转换电路相连，所述A/D转换电路与所述信号调频电路相连，所述麦克风用于采集声音信号，所述A/D转换电路用于将所述声音信号转换为电信号，所述信号调频电路用于对所述电信号进行调制。

可选的，所述语音识别模块的工作模式包括声纹模式和语音模式。

通过采用上述技术方案，具有以下有益的技术效果：不同的人具有不同的声纹，在声纹模式下，仅有录制个人声纹范本的用户发出的语音指令才能控制蔬菜大棚，其他非录制个人声纹范本的用户发出的语音信号不能对蔬菜大棚进行控制，进一步的避免了误操作问题，是保证控制安全的第二道防线。

可选的，还包括检测模块，用于检测人体与所述语音采集模块之间的距离，所述语音采集模块与人体之间的距离小于预设阈值，所述语音采集模块工作。

可选的，所述检测模块包括红外检测器、超声波检测器和摄像头中的至少一个。

可选的，还包括智能终端，所述智能终端与所述控制模块电性连接，所述智能终端包括手机、掌上电脑或平板电脑。

可选的，还包括降噪处理模块，与所述语音采集模块相连，用于通过滤波器去除语音数据中的杂波。

通过采用上述技术方案，具有以下有益的技术效果：通过滤波器去除语音数据中的杂波，可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，可以语音控制蔬菜大棚的运作，并且能够识别用户的使用权限，方便管理者控制整个蔬菜大棚系统，实现了蔬菜大棚系统管理的智能化和信息化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的装置结构示意图；

图2为本实用新型的语音采集模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，如图1所示，包括语音采集模块、语音判断模块、语音识别模块、通信模块、控制模块，语音采集模块与语音判断模块相连，语音判断模块与语音识别模块相连，语音识别模块与通信模块相连，通信模块与控制模块相连；其中，

语音采集模块，用于采集用户输入的语音密码以及指令信息；

语音判断模块，用于识别语音密码并判断语音密码与预设密码是否匹配；

语音识别模块，用于根据指令信息生成语音特征，并将语音特征与标准语音矢量库进行比较，确定指令信息的内容；

通信模块，用于在语音判断模块判断语音密码与预设密码相匹配时，接收指令信息的内容并发送给控制模块；

控制模块，用于根据指令信息的内容执行相应操作。

进一步的，如图2所示，语音采集模块包括麦克风、A/D转换电路、信号调频电路；麦克风与A/D转换电路相连，A/D转换电路与信号调频电路相连，麦克风用于采集声音信号，A/D转换电路用于将声音信号转换为电信号，信号调频电路用于对电信号进行调制。

进一步的，语音判断模块包括类比数位转换器(analog-to-digital converter，ADC)、人类语音侦测器(human voice detector)、数位信号处理器(digital signalprocessor，DSP)；类比数位转换器与信号调频电路相连，还与人类语音侦测器相连，人类语音侦测与数位信号处理器电性连接。

语音判断模块的工作原理为：在麦克风采集到用户输入的语音密码时，类比数位转换器则被唤醒将语音密码转换成为该数位形式的声音讯号，且人类语音侦测器被唤醒来判断该数位形式的声音讯号是否符合该人类语音，当该数位形式的声音讯号判断为符合该人类语音时，人类语音侦测器输出第二唤醒指令，以唤醒数位信号处理器；数位信号处理器判断该人类语音是否符合该预设的语音密码，若符合时，该数位信号处理器输出主机唤醒指令，将控制模块从休眠状态中唤醒。

通过判断语音密码与预设密码是否相匹配，在匹配时再接收指令信息的内容，对蔬菜大棚进行语音控制，使得控制模块能够仅响应具有使用权限的用户发出的语音控制指令，避免了蔬菜大棚响应所有用户发出的语音控制指令而可能产生的安全和误操作问题。

进一步的，语音识别模块包括输入端、输出端、控制器；麦克风通过输入端与控制器相连，控制器与输出端相连，在本实施例中，控制器选用型号为XFM10213的模块电路。

语音识别模块将指令信息的波形与内部存储的数据进行比对，找到与其波形一致的数据，确定指令信息的内容，确定指令信息的内容的具体过程为：将不同的语音波形存储在本地系统数据中，且每一个波形对应一个语音信息，或把语音转换成文本文档，与本地系统数据中存储的语音信息的关键字相对应，通过语音识别模块对比用户发出的语音的波形或文本文档与本地系统数据中对应存储信息，确定用户的语音信息。

进一步的，还包括降噪处理模块，与语音采集模块相连，用于通过滤波器去除语音数据中的杂波。通过滤波器去除语音数据中的杂波，可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。

更进一步的，语音识别模块的工作模式包括声纹模式和语音模式。

具体的，声纹模式就是确认某段语音是否是指定的某个人所说的识别过程，在声纹模式下，语音识别模块可对个人声纹模块进行识别，声纹识别只能识别出声纹录制本人的语音指令，其他人说出同样的语音指令是不起作用的，具有特殊语音命令权限，因为不同的人具有不同的声纹，在声纹模式下，仅有录制个人声纹范本的用户发出的语音指令才能控制蔬菜大棚，其他非录制个人声纹范本的用户发出的语音信号不能对蔬菜大棚进行控制，进一步的避免了误操作问题，是保证控制安全的第二道防线。而语音模式下，不管是谁发出的语音指令，语音识别模块都能对其进行识别。

进一步的，还包括检测模块，用于检测人体与语音采集模块之间的距离，语音采集模块与人体之间的距离小于预设阈值，语音采集模块工作。

具体的，检测模块包括红外检测器、超声波检测器和摄像头中的至少一个。在本实施例中，检测模块为红外检测器。

本实施例中，控制模块为单片机。除此之外，还包括智能终端，智能终端与控制模块电性连接，智能终端包括手机、掌上电脑或平板电脑。

例：在本实施例中，预设语音密码为“智慧大棚”，在蔬菜大棚需要打开排风系统时，用户可以对麦克风说“智慧大棚，打开排风系统”，这时语音采集模块采集到用户输入的语音密码以及指令信息，语音判断模块进行语音密码识别并判断语音密码与预设语音密码是否匹配；在语音判断模块工作的同时，语音识别模块根据指令信息生成语音特征，并将语音特征与标准语音矢量库进行比较，确定指令信息的内容；当语音判断模块判断语音密码与预设语音密码相匹配时，通信模块接收指令信息的内容并发送给控制模块；控制模块根据指令信息的内容执行相应的操作，即打开排风系统。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，其特征在于，包括语音采集模块、语音判断模块、语音识别模块、通信模块、控制模块，所述语音采集模块与所述语音判断模块相连，所述语音判断模块与所述语音识别模块相连，所述语音识别模块与所述通信模块相连，所述通信模块与所述控制模块相连；其中，

2.根据权利要求1所述的一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，其特征在于，所述语音采集模块包括麦克风、A/D转换电路、信号调频电路；所述麦克风与所述A/D转换电路相连，所述A/D转换电路与所述信号调频电路相连，所述麦克风用于采集声音信号，所述A/D转换电路用于将所述声音信号转换为电信号，所述信号调频电路用于对所述电信号进行调制。

3.根据权利要求1所述的一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，其特征在于，所述语音识别模块的工作模式包括声纹模式和语音模式。

4.根据权利要求1所述的一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，其特征在于，还包括检测模块，用于检测人体与所述语音采集模块之间的距离，所述语音采集模块与人体之间的距离小于预设阈值，所述语音采集模块工作。

5.根据权利要求4所述的一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，其特征在于，所述检测模块包括红外检测器、超声波检测器和摄像头中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，其特征在于，还包括智能终端，所述智能终端与所述控制模块电性连接，所述智能终端包括手机、掌上电脑或平板电脑。

7.根据权利要求2所述的一种智慧蔬菜大棚的语音控制装置，其特征在于，还包括降噪处理模块，与所述麦克风相连，用于通过滤波器去除语音数据中的杂波。