语音控制风扇及使用方法

空调遥控器的智能语音控制功能使用方法 #生活技巧# #居家生活技巧# #电器使用技巧# #智能家居控制技巧#

专利名称：语音控制风扇及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种风扇，尤其涉及一种语音控制风扇及使用方法。
背景技术：
电风扇是一种纳凉避暑、排气通风的重要电器，具有价格低廉，使用方便的特点， 在家居生活和工业生产中广泛使用。目前，虽然在广大城市以及部分农村地区空调等降温制冷设备日益普及，但电风扇因使用的便利性、良好的环境适应能力以及日益优越的性能仍然备受青睐。随着生活水平的日益提高，人们对电风扇等家电产品的新颖性、趣味新和智能化的要求越来越高。目前，电风扇的机械构造和控制技术种类繁多，至于采用声音或语音控制电风扇也屡见不鲜。例如某专利利用风扇对人声音来源方位的判断，能够自动调整朝着用户所在的方向吹风。又如美国通用电气公司研制出的一种声控电风扇配有微型电子接收器，用户只需连续拍手两次风扇就会自动转动；若再连续拍手三次，风扇又会自动停转。调查发现， 与声音控制相关的风扇基本上都是在手动或遥控的基础上附加了一点声控的元素，还未出现一款对用户而言，无需任何语音训练、完全由语音控制的、富含传统风扇配套功能的以及实现人机对话的风扇。随着语音识别和控制技术的不断发展，单一功能的语音处理芯片或者含有语音处理模块的中央处理器的出现，给语音控制风扇的发明提供的可能。本发明在研发团队数次开发有关语音控制技术项目的基础上，结合当前风扇的主流功能需求，应运而生。

发明内容
本发明的目的是提供一种完全由语音控制的电风扇及其操作方法，该风扇基本具备传统风扇的所有功能，操作方便，娱乐性强。该方案如下语音控制风扇，包括电扇主体和与之相连接的含有调速模块的控制系统，所述控制系统包括一语音控制模块，所述语音控制模块包括—语音输入单元，同中央处理器相连，以输入外部语音信息；一含语音处理单元的中央处理器，该语音处理单元处理外部语音信息转化为语音矢量序列指令，该中央处理器同风扇操作模块相连接以控制电扇主体运行；一存储语音矢量序列指令的存储器，该存储器同中央处理器相连以传输并存储语首{曰息。风扇主体在传统结构的基础上，装有可多维转动的电机，该电机可以带动电扇主体上下摆、左右摆和8子吹风。语音输入单元可选用MIC4^6YMM传感器。存储模块具体可用来储存系统出厂前预知的男女生普通话语音数据模型，以及用户想要个性化语音控制时，训练后生成的语音模型数据。进一步，所述风扇操作模块包括调速模块、和/或摇头模块、和/或定时模块、和/
3或显示模块、和/或温度检测模块、和/或语音报播模块同中央处理器相连接，以受该处理器控制进行相应动作。温度检测模块可选用Smartec温度传感器。显示模块可选用LED数显，风扇工作时可以实时显示风速、定时剩余时间以及环境温度，非常便利地给用户提供当前状态参数。语音播报模块，能够在系统对用户命令识别成功后作出声音反馈，如用户发出 “一档”指令，系统不仅要改变档位状态，而且也可发出“一档”的反馈语音，也可以通过“静音” “解除”等命令关闭或开启。若用户感到该声音反馈影响休息，只需发出“静音”的语音控制命令即可，此后，语音控制指令依旧能够识别，只是不再有声音反馈。一种前述语音控制风扇的控制方法，包括以下步骤步骤1语音输入单元接收用户发出的语音指令，传输至中央处理器内含的语音处理单元，语音处理单元将其转换为语音矢量序列指令；步骤2中央处理器将步骤1中所获得的语音矢量序列指令同存储器内存储的语音矢量序列指令进行比对，并按该语音矢量序列输出所对应指令至同中央处理器所连接的对应风扇操作模块；步骤3风扇操作模块执行指令，风扇主体按该指令运行。进一步，所述风扇操作模块包括调速模块、和/或摇头模块、和/或定时模块、和/ 或显示模块、和/或温度检测模块、和/或语音报播模块，其对应指令信息包括风速信息、和 /或摇头信息、和/或定时信息、和/或显示信息、和/或温度检测信息、和/或语音播报信息。调速信息可包括开机、关机、1档、2档、3档、4档、5档、6档等，摇头信息可包括正常风、 左右摇、上下摇、8字、摇头关等，定时信息可包括1-7小时定时(7个命令)、定时加0. 5小时、定时减0. 5小时、定时关，以及包括组合摇头、风速等条件的自然风、睡眠风。进一步，所述语音输入信息语义含义同所对应指令执行内容不一致，比如语音“小黑”可以作为对应关闭风扇的指令，以增加趣味。一种如前述语音控制风扇的控制方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1启动训练程序；步骤2语音输入单元接收用户发出的语音指令，传输至中央处理器内含的语音处理单元，语音处理单元将其转换为语音矢量序列指令，存入存储器。进一步，在步骤1后还包括以下步骤，中央处理器判断存储器中语音矢量序列指令是否有足够存储空间如没有存储空间，则删除存储器内一条语音信息；如有存储空间， 则继续。由此可见，本发明实现了语音对风扇各功能的控制，设计了良好的风扇主体、控制功能、控制系统和使用方法，并且解决了以下问题1)通过中央处理器内部的语音处理单元，根据不同语音模块的识别算法，如采集数百人语音特征、预处理、特征值提取、建立语音模型、训练和模式匹配等，高效地实现了系统对非特定人模糊识别这一核心问题。2)结合市场上主流智能风扇特性要求，开发了能够针对数十条语音控制功能和后围驱动的程序代码，实现了语音多方面输入和控制输出。3)各传感器和中央处理器之间的数据传输，采用I2C总线同时满足了众多种类的数据输入和输出，使各模块实现良好的兼容工作。4)设法改善本发明，以使语音控制模块能通过GB4706. 1等家电标准测试(主要是电磁兼容)；此外还包括高低温交变测试、3个月寿命测试、烟雾测试等。

图1为本发明实施例的风扇主体示意图。图2为本发明实施例的控制系统模块组成框图。图3为本发明实施例控制方法和语音功能解析图。图4为本发明实施例的用户训练程序算法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以介绍本发明，并不限定本发明。参见图1，为本发明实施例设有风扇主体。所述风扇主体设有电源开关1、MI C传感器2、温度数显3、风速数显4、定时数显5、扬声器6、复位按键7、训练按键8、初始化按键 9、上下电机10、扇叶电机11、连杆12、支架13、底座14、升降螺旋15、插头16等。其装配结构及位置连接关系如图所示。其中风扇主体中的扇叶电机11、连杆12、支架13、底座14、升降螺旋15、插头16等与普通风扇雷同。电源开关1、MIC传感器2、温度数显3、风速数显4、定时数显5、扬声器6、 复位按键7、训练按键8、初始化按键9、上下电机10的功能说明如下电源开关1 接通交流电后，按下此键实现控制系统和电机供电。MIC传感器2 语音通过此连接ADC，数字化后输入中央处理器。温度数显3 =LED显示当前环境温度，输出范围为0 60°C。风速数显4 =LED显示当前风扇档位，即风速大小，范围1 7档位。定时数显5 :LED显示当前定时剩余时间。比如显示数字为6. 3，表示6小时30分钟。扬声器6 实现语音控制播报反馈。可以通过“静音” “解除”等命令关闭或开启。复位按键7 不确因素导致风扇无法响应时，按下此键可排除故障。训练按键8:当用户想实现用非普通话的方言对风扇语音控制时，按单击此键后跟随语音提示进行1 观条指令的语音输入，每次指令要输入两遍，若某条指令前后两遍不一致，系统会提示重新输入。双击此键，也是进行语音训练，但不会覆盖前一次自己或他人训练生成的语音模型；总共可以存储5个人的语音模型数据，当第六次双击训练时则会覆盖第一次的训练数据，往后依次类推。训练完成后，用户可以使用训练时的说话方式和命令字对其进行个性化控制。初始化按键9 切换到出厂设置状态，但不会删除用户训练的结果；再按一次会再次切换到。当使用个性化语音控制时，此键中心的LED灯点亮，依次判断到底处于何种控制状态。上下电机10 实现风扇头部上下摆动，与左右摆动同时作用可实现立体送风。参见图2，为本发明实施例的控制系统模块组成框图，该控制系统设有一含语音处理单元的中央处理器20，该语音处理单元处理外部语音信息转化为语音矢量序列指令，该中央处理器20的输入端口同语音输入单元18、温度检测模块19的输出端口连接以接收语音、温度信息，该中央处理器20的输出端口同风扇操作模块相连接以通过向操作模块输出指令控制电扇主体运行，如图所示，操作模块包括调速模块22、摇头模块23 (上下、左右)、 定时模块M、显示模块25以及语音播报模块沈等。中央处理器20还同一存储语音矢量序列指令的存储器21相连接，该存储器21同中央处理器20相连以传输语音信息。其中各模块的能量供应由电源模块17提供。其中，存储器21预存多组语音指令信息，其中可设定多组语音指令信息构成一语音模型，以供使用比对，并可进一步存储修改新的语音指令信息及语音模型。本实施例所采用的语音模型为普通话男女声模型，是采集数百名人员的语音特征所实现，使用时无需训练便可直接语音控制，能够实现高效的语音识别，在不覆盖出厂语音命令数据的条件下训练学习，并能够进一步同时保存五组用户语音模型，该语音可以是方言或其他语种；在下次使用时能快速匹配出该用户的语音型号，进行准确识别。如之后不想使用个性化控制，还能通过按钮切换到出厂设置。具体实施为例，中央处理器可采用SPCE061A微处理器，语音输入单元18可选用 MIC4^6YMM传感器，即为前述MIC传感器2，温度检测模块19可选用Smartec温度传感器， 存储器21可采用HM6^126，显示模块可采用LED数码管。前述指令信息包括风速信息、和/或摇头信息、和/或定时信息、和/或显示信息、 和/或温度检测信息、和/或语音播报信息。调速信息可包括开机、关机、1档、2档、3档、4 档、5档、6档等，摇头信息可包括正常风、左右摇、上下摇、8字、摇头关等，定时信息可包括 1-7小时定时(7个命令)、定时加0. 5小时、定时减0. 5小时、定时关，以及包括组合摇头、 风速等条件的自然风、睡眠风。举例而言相应的控制功能所对应的命令文字如下表所示表1控制功能-—命令文字对应表
权利要求
1.语音控制风扇，包括电扇主体和与之相连接的含有调速模块的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括一语音控制模块，所述语音控制模块包括一语音输入单元，以输入外部语音信息；一含语音处理单元的中央处理器，同语音输入单元相连，该语音处理单元将外部语音信息转化为语音矢量序列指令，该中央处理器同风扇操作模块相连接以控制电扇主体运行；一存储语音矢量序列指令的存储器，该存储器同中央处理器相连以传输并存储语音信肩、O
2.如权利要求1所述的语音控制风扇，其特征在于，所述风扇操作模块包括调速模块、 和/或摇头模块、和/或定时模块、和/或显示模块、和/或温度检测模块、和/或语音报播模块同中央处理器相连接，以受该处理器控制进行相应动作。
3.—种如权利要求1所述语音控制风扇的控制方法，其特征在于，无需用户语音训练直接可以语音控制，包括以下步骤步骤1语音输入单元接收用户发出的语音指令，传输至中央处理器内含的语音处理单元，语音处理单元将其转换为语音矢量序列指令；步骤2中央处理器将步骤1中所获得的语音矢量序列指令同存储器内存储的语音矢量序列指令进行比对，并按该语音矢量序列输出所对应指令至同中央处理器所连接的对应风扇操作模块；步骤3风扇操作模块执行指令，风扇主体按该指令运行。
4.如权利要求3的控制方法，其特征在于，所述风扇操作模块包括调速模块、和/或摇头模块、和/或定时模块、和/或显示模块、和/或温度检测模块、和/或语音报播模块，其对应指令信息包括风速信息、和/或摇头信息、和/或定时信息、和/或显示信息、和/或温度检测信息、和/或语音播报信息。
5.如权利要求3或权利要求4的控制方法，其特征在于，所述语音输入信息语义含义同所对应指令执行内容不一致。
6.如权利要求3或权利要求4的控制方法，其特征在于，所述多组语音矢量序列指令组成一语音模板，语音矢量序列按语音模板存储。
7.—种如权利要求1所述语音控制风扇的控制方法，其特征在于，也可以进行个性化控制，具体包括以下步骤步骤1启动训练程序；步骤2语音输入单元接收用户发出的语音指令，传输至中央处理器内含的语音处理单元，语音处理单元将其转换为语音矢量序列指令，存入存储器。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在步骤1后还包括以下步骤，中央处理器判断存储器中语音矢量序列指令是否有足够存储空间如没有存储空间，则删除存储器内一条语音信息；如有存储空间，则继续。
9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述多组语音矢量序列指令组成一语音模板，语音矢量序列按语音模板存储。
全文摘要
本发明涉及一种风扇，尤其涉及一种语音控制风扇及使用方法，该语音控制风扇，包括电扇主体和与之相连接的含有调速模块的控制系统，所述控制系统包括一语音控制模块，所述语音控制模块包括一语音输入单元，以输入外部语音信息；一含语音处理单元的中央处理器，同语音输入单元相连，该语音处理单元将外部语音信息转化为语音矢量序列指令，该中央处理器同风扇操作模块相连接以控制电扇主体运行；一存储语音矢量序列指令的存储器，该存储器同中央处理器相连以传输并存储语音信息。该种风扇通过接收用户语音指令，通过中央处理器的语音处理单元生成语音矢量序列指令以同存储器中指令比对，以操控风扇实行相关动作。
文档编号F04D27/00GK102506026SQ20111038834
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者刘志强, 张璐芳 申请人:上海交通大学

网址：语音控制风扇及使用方法 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/242213

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