CN107165846B - 一种语音控制智能风扇 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种语音控制智能风扇，包括：驱动风扇转动的马达、第一麦克风、第二麦克风、噪音消除模块、语音储存模块、语音识别模块、处理器。本发明通过第一麦克风获取智能风扇发出的噪音信号，通过第二麦克风获取用户发出的语音指令信号；然后，通过噪音消除模块中预存的非线性噪音消除算法和第一麦克风获取的噪音信号，模拟出需要过滤掉的噪音信号，并对第二麦克风获取的语音指令信号进行过滤；最后，通过语音识别模块来识别过滤掉噪音信号的语音指令信号，得到相应的语音指令信息，并通过处理器控制智能风扇执行这些语音指令，这样就能够实现语音控制智能风扇工作，进而使得该智能风扇使用简便，用户体验好。
Description
技术领域
本发明涉及智能家电技术领域，特别涉及一种语音控制智能风扇。
背景技术
近年来，随着互联网和物联网技术的高速发展，依赖这两项技术的智能家电也快速发展起来，在人们的日常生活中也开始得到广泛的应用，极大的丰富了人们的日常生活。
在快速发展的智能家电领域中，语音控制家用电器的工作，由于其操作上的便利而受到人们的欢迎。但是在家用电器中，风扇由于其工作过程中会产生大量的噪音，严重干扰了对用户语音的识别，进而使得受语音控制的智能风扇难以制备成型。
发明内容
为了解决风扇工作时产生大量噪音干扰语音识别而难以被制备成受语音控制的智能风扇的问题，本发明实施例提供了一种语音控制智能风扇。所述技术方案如下：
本发明提供了一种语音控制智能风扇，包括：驱动风扇转动的马达，所述语音控制智能风扇还包括：
第一麦克风，正对智能风扇设置，用于获取智能风扇工作时，发出的噪音信号；
第二麦克风，与所述第一麦克风异相设置，用于获取用户发出的语音指令信号；
噪音消除模块，分别与所述第一麦克风和所述第二麦克风电连接，用于根据所述第一麦克风拾取的噪音信号计算出预设的非线性噪音消除算法的参数，并通过已知参数的非线性噪音消除算法，计算出所述第二麦克风获取的语音指令信号中需要过滤掉的噪音信号；
语音储存模块，用于储存语音指令数据；
语音识别模块，分别与所述噪音消除模块和所述语音储存模块电连接，用于将经过所述噪音消除模块消除噪音的语音指令信号与预存的语音指令数据相匹配，识别出用户的语音指令信息；
处理器，分别与所述语音识别模块和所述马达电连接，用于根据识别出的语音指令信息，控制所述马达开启、关闭、或者变速。
在按照本发明提供的所述语音控制智能风扇中，所述语音控制智能风扇，还包括：
时钟模块，与所述处理器电连接，用于计时和定时；
所述处理器，还用于控制所述马达定时开启、定时关闭、定时变速、延时开启、延时关闭、或者延时变速。
在按照本发明提供的所述语音控制智能风扇中，所述语音储存模块还存储有应答语音数据，
所述语音控制智能风扇，还包括：
扬声器，与所述处理器电连接，用于被所述处理器控制，输出对用户语音指令的语音应答，以完成智能风扇与用户之间的语音交互。
在按照本发明提供的所述语音控制智能风扇中，所述语音控制智能风扇，还包括：
无线通信模块，用于连接上互联网，与其他智能家电组成智能家电物联网，所述无线通信模块为wifi模块或者蓝牙模块。
在按照本发明提供的所述语音控制智能风扇中，所述语音储存模块还存储有通过所述无线通信模块从互联网上获取的，同一智能家电物联网中各个智能家电的语音ID数据和其对应的通信地址；
所述处理器还用于控制所述无线通信模块，向通信地址对应的智能家电发出操作指令，或者，响应来自所述无线通信模块接收到的操作指令。
在按照本发明提供的所述语音控制智能风扇中，所述第二麦克风与所述第一麦克风相互正交设置。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过第一麦克风获取智能风扇发出的噪音信号，通过第二麦克风获取用户发出的语音指令信号；然后，通过噪音消除模块中预存的非线性噪音消除算法和第一麦克风获取的噪音信号，模拟出需要过滤掉的噪音信号，并对第二麦克风获取的语音指令信号进行过滤；最后，通过语音识别模块来识别过滤掉噪音信号的语音指令信号，得到相应的语音指令信息，并通过处理器控制智能风扇执行这些语音指令，这样就能够实现语音控制智能风扇工作，进而使得该智能风扇使用简便，用户体验好。此外，该智能风扇结构简单、制造成本低，具有较好的经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种语音控制智能风扇的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种语音控制智能风扇的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本发明实施例提供了一种语音控制智能风扇，参见图1，该语音控制智能风扇包括：
马达1，用于驱动语音控制智能风扇转动。在实际应用中，智能风扇的噪音主要来源于马达1的工作和智能风扇扇叶转动，由于马达1的转动并非一直为同一频率，智能风扇噪音主要为非线性噪音，这些非线性噪音对用户发出的语音指令会产生强烈的干扰。
第一麦克风2，正对智能风扇设置，用于获取智能风扇工作时，发出的噪音信号。在实际应用中，第一麦克风2可以采用单向麦克风，并正对噪音源设置，主要用于采集智能风扇发出的噪音信号，特别是非线性噪音。
第二麦克风3，可以为全向麦克风，与第一麦克风2异相设置，用于获取用户发出的语音指令信号。第二麦克风3主要是用来采集用户发出的语音指令信号的，为了在一定程度上减少风扇的噪音干扰，第二麦克风3不正对噪音源设置，即与第一麦克风2异相设置。第一麦克风2和第二麦克风3均设置在智能风扇上。
噪音消除模块4，分别与第一麦克风2和第二麦克风3电连接，用于根据第一麦克风2拾取的噪音信号计算出预设的非线性噪音消除算法的参数，并通过已知参数的非线性噪音消除算法，计算出第二麦克风3获取的语音指令信号中需要过滤掉的噪音信号。在实际应用中，第二麦克风3采集到的语音指令信号中是包含智能风扇产生的噪音信号的，为了消除这些噪音信号的干扰，在噪音消除模块4中预设一种非线性噪音消除算法，该算法的参数依据实时获取的噪音信号来设定，即可以根据第一麦克风2实时采集到的噪音信号计算得到。当非线性噪音消除算法的参数被确定后，噪音消除模块4可以依据该非线性噪音消除算法对第二麦克风3采集到的语音指令信号进行滤波，以消除智能风扇发出的噪音对用户发出的语音指令的干扰。在本实施例中，预设的非线性噪音消除算法可以参照非线性回音消除算法，有所不同的是，非线性回音消除算法是先人为模拟一个回声信号，然后在输入信号中减去这个回声信号；而噪音消除模块4中，是模拟智能风扇产生的噪音信号，然后在输入信号中减去这个噪音信号。
语音储存模块5，用于储存语音指令数据。在实际应用中，储存语音指令可以包括：开启风扇、关闭风扇、风扇变速等。
语音识别模块6，分别与噪音消除模块4和语音储存模块5电连接，用于将经过噪音消除模块4消除噪音的语音指令信号与预存的语音指令数据相匹配，识别出用户的语音指令信息。
处理器7，分别与语音识别模块6和马达1电连接，用于根据识别出的语音指令信息，控制马达1开启、关闭、或者变速。
在本实施例中，第一麦克风2实时采集智能风扇发出的噪音信号，主要为一些非线性的噪音信号；第二麦克风3主要是用于采集用户发出的语音指令信号的，不过由于第二麦克风3也是设置在智能风扇上，也会采集到智能风扇发出的噪音信号。噪音消除模块4中预设有带参数的非线性噪音消除算法，并根据第一麦克风2采集到的噪音信号计算出非线性噪音消除算法的参数，以模拟出智能风扇发出的噪音信号，然后，将第二麦克风3采集到的语音指令信号中，减去模拟出来的噪音信号，以达到减少噪音干扰，提高语音指令识别率的作用。语音识别模块6用于将经过噪音消除模块4消除噪音的语音指令信号与预存的语音指令数据相匹配，识别出用户的语音指令信息，并将识别出的语音指令信息发送给处理器7，处理器7根据识别出的语音指令信息控制马达1开启、关闭、或者变速。这样用户只需要要发出相应的语音指令就可以控制该智能风扇，例如：关闭风扇、开启风扇、降低风速、增大风速等，操作简单方便，实用性强。此外，该智能风扇结构简单、制造成本低，具有较好的经济性。
可选地，参见图2，该语音控制智能风扇，还包括：
时钟模块8，与处理器7电连接，用于计时和定时。
处理器7，还用于控制马达1定时开启、定时关闭、定时变速、延时开启、延时关闭、或者延时变速。
在本实施例中，语音储存模块5中存储的语音指令，还可以包括：定时开启风扇、定时关闭风扇、风扇定时变速、延时开启风扇、延时关闭风扇、或者风扇延时变速。在语音控制智能风扇中增设时钟模块8，可以为智能风扇带来定时或延时功能，例如：晚上12点关闭风扇、晚上12点降低风速、延迟2小时关闭风扇、延迟2小时降低风速等等。这样可以丰富智能风扇的功能，便于用户操作，增强用户体验。
可选地，语音储存模块5还可以存储有应答语音数据。参见图2，该语音控制智能风扇，还可以包括：扬声器9，与处理器7电连接，用于被处理器7控制，输出对用户语音指令的语音应答，以完成智能风扇与用户之间的语音交互。在实际应用中，智能风扇可以在完成用户发出的语音指令后，发出相应的语音应答，例如：已开启风扇、已关闭风扇、风扇速度已降低等等。该智能风扇可以与用户之间进行语音交互，使得用户能及时获知语音操控的效果，能够有效增强用户体验。
可选地，参见图2，该语音控制智能风扇，还可以包括：
无线通信模块10，用于连接上互联网，与其他智能家电组成智能家电物联网，无线通信模块10为wifi模块或者蓝牙模块。
在本实施例中，该智能风扇增加无线通信模块10，使得该智能风扇能够接入互联网，进而与其他智能家电组成智能家电物联网，这样可以增加该智能风扇的适用性。
进一步地，语音储存模块5还可以存储有通过无线通信模块10从互联网上获取的，同一智能家电物联网中各个智能家电的语音ID数据和其对应的通信地址。
处理器7还可以用于控制无线通信模块10，向通信地址对应的智能家电发出操作指令，或者，响应来自无线通信模块10接收到的操作指令。
例如：在一个由智能风扇、智能灯、智能空调、智能电视组成的智能家电物联网中，语音储存模块5可以从互联网中获取这些智能家电的语音ID数据和其对应的通信地址，其中隐含了“打开”“关闭”语音命令对应的信号编码，例如，“0”代表打开，“1”代表关闭：
当该智能风扇识别出用户发出的语音指令为“打开智能灯”时，处理器7控制无线通信模块10，将打开指令“0”发送到在线的智能灯的通信地址，即为A00003；当该智能风扇识别出用户发出的语音指令为“开启智能风扇”时，处理器7直接控制马达1开始工作。此外，如果无线通信模块10接收到来自智能家电物联网中其他智能家电(例如：智能电视)的操作指令“开启智能风扇”时，会将该操作指令“开启智能风扇”传输给处理器7，处理器7会控制马达1开始工作。
进一步地，第二麦克风3可以与第一麦克风2相互正交设置，以减少第二麦克风3拾取的噪音信号，也同时减少第一麦克风2拾取语音指令信号。
本发明实施例通过第一麦克风获取智能风扇发出的噪音信号，通过第二麦克风获取用户发出的语音指令信号；然后，通过噪音消除模块中预存的非线性噪音消除算法和第一麦克风获取的噪音信号，模拟出需要过滤掉的噪音信号，并对第二麦克风获取的语音指令信号进行过滤；最后，通过语音识别模块来识别过滤掉噪音信号的语音指令信号，得到相应的语音指令信息，并通过处理器控制智能风扇执行这些语音指令，这样就能够实现语音控制智能风扇工作，进而使得该智能风扇使用简便，用户体验好。此外，该智能风扇结构简单、制造成本低，具有较好的经济性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种语音控制智能风扇，包括：驱动风扇转动的马达(1)，其特征在于，所述语音控制智能风扇还包括：
第一麦克风(2)，正对智能风扇设置，用于获取智能风扇工作时，发出的噪音信号；
第二麦克风(3)，与所述第一麦克风(2)异相设置，用于获取用户发出的语音指令信号；
噪音消除模块(4)，分别与所述第一麦克风(2)和所述第二麦克风(3)电连接，用于根据所述第一麦克风(2)拾取的噪音信号计算出预设的非线性噪音消除算法的参数，并通过已知参数的非线性噪音消除算法，计算出所述第二麦克风(3)获取的语音指令信号中需要过滤掉的噪音信号；
语音储存模块(5)，用于储存语音指令数据；
语音识别模块(6)，分别与所述噪音消除模块(4)和所述语音储存模块(5)电连接，用于将经过所述噪音消除模块(4)消除噪音的语音指令信号与预存的语音指令数据相匹配，识别出用户的语音指令信息；
处理器(7)，分别与所述语音识别模块(6)和所述马达(1)电连接，用于根据识别出的语音指令信息，控制所述马达(1)开启、关闭、或者变速，
所述语音控制智能风扇，还包括：
无线通信模块(10)，用于连接上互联网，与其他智能家电组成智能家电物联网，所述无线通信模块(10)为wifi模块或者蓝牙模块，
所述语音储存模块(5)还存储有通过所述无线通信模块(10)从互联网上获取的，同一智能家电物联网中各个智能家电的语音ID数据和其对应的通信地址；
所述处理器(7)还用于控制所述无线通信模块(10)，向通信地址对应的智能家电发出操作指令，或者，响应来自所述无线通信模块(10)接收到的操作指令。
2.根据权利要求1所述的语音控制智能风扇，其特征在于，所述语音控制智能风扇，还包括：
时钟模块(8)，与所述处理器(7)电连接，用于计时和定时；
所述处理器(7)，还用于控制所述马达(1)定时开启、定时关闭、定时变速、延时开启、延时关闭、或者延时变速。
3.根据权利要求1所述的语音控制智能风扇，其特征在于，所述语音储存模块(5)还存储有应答语音数据，
所述语音控制智能风扇，还包括：
扬声器(9)，与所述处理器(7)电连接，用于被所述处理器(7)控制，输出对用户语音指令的语音应答，以完成智能风扇与用户之间的语音交互。
4.根据权利要求1-3任一项所述的语音控制智能风扇，其特征在于，所述第二麦克风(3)与所述第一麦克风(2)相互正交设置。
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