CN107204188A - 电脑语音助手装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电脑语音助手装置，包括：用于采集语音信号的语音采集部件；与所述语音采集部件相连接，用于对所述语音信号进行识别的语音识别模块；与电脑相连接的USB接口模块；以及与所述语音识别模块、USB接口模块相连接的主控模块；所述主控模块用于接收所述语音识别模块传输过来的语音识别结果，并根据该语音识别结果生成相应的控制命令并通过所述USB接口模块传输给电脑；本发明可替代鼠标和键盘的现有操控方式，能够完成电脑语音助手的功能。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术，具体为一种电脑语音助手装置及其工作方法。
背景技术
通过语音控制电脑的操作方式，相对于传统的按键或鼠标控制电脑的操作方式更加方便，用户体验度也更高。现有技术中的电脑语音控制方式主要为利用电脑自身带有的语音软件，或者下载语音软件并安装在电脑中，这些电脑语音控制方式存在如下问题：语音软件安装后需要一系列的复杂设置，语音识别效果不好，准确率不高，实际应用不多。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种电脑语音助手装置及其工作方法。
本发明的技术手段如下：
一种电脑语音助手装置，包括：
用于采集语音信号的语音采集部件；
与所述语音采集部件相连接，用于对所述语音信号进行识别的语音识别模块；
与电脑相连接的USB接口模块；
以及与所述语音识别模块、USB接口模块相连接的主控模块；所述主控模块用于接收所述语音识别模块传输过来的语音识别结果，并根据该语音识别结果生成相应的控制命令并通过所述USB接口模块传输给电脑；
进一步地，所述装置还包括与所述主控模块相连接的多个驱动模块；每一驱动模块连接一被控部件；
进一步地，所述主控模块根据接收到的语音识别结果对应控制所述被控部件的工作状态；
进一步地，多个所述被控部件为相同部件或不同部件。
一种电脑语音助手装置的工作方法，包括如下步骤：
步骤1：语音采集部件采集语音信号；
步骤2：语音识别模块对所述语音信号进行识别；
步骤3：主控模块接收所述语音识别模块传输过来的语音识别结果并生成相应的控制命令；
步骤4：若所述语音识别结果针对的被控对象是电脑，则通过所述主控模块将相应的控制命令经由所述USB接口模块传输给电脑；若所述语音识别结果针对的被控对象是某一被控部件，则所述主控模块将相应的控制命令经由该被控部件所连接的驱动模块传输给该被控部件；
进一步地，所述控制命令至少包括电脑鼠标控制信息；
进一步地，所述被控部件为台灯或风扇；所述控制命令至少包括台灯的开关信息或风扇的开关信息。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的电脑语音助手装置及其工作方法，利用语音采集部件和语音识别模块直接对用户语音信号进行识别，并将识别后的信息经由主控模块和USB接口模块传输给电脑，进而实现语音控制电脑，可替代鼠标和键盘的现有操控方式，能够完成电脑语音助手的功能；进一步地，还可以实现对主控模块所连接的被控部件的控制功能，比如对布设在办公桌上的台灯、风扇等进行控制；通过本发明所述装置可以简单方便的使用电脑，特别是对老年人和伤残人士用户意义重大，相对于现有技术中借助安装的语音软件来控制电脑的方式，性能更稳定，也避免了复杂的软件预先设置操作。
附图说明
图1是本发明所述装置的结构框图；
图2是本发明所述主控模块的电路原理图；
图3是本发明所述USB接口模块的电路原理图；
图4是本发明所述电源模块的电路原理图；
图5是本发明所述第一驱动模块的电路原理图；
图6是本发明所述第二驱动模块的电路原理图；
图7是本发明所述语音识别模块的电路原理图；
图8是本发明所述工作方法的流程图。
具体实施方式
如图1的一种电脑语音助手装置，包括：用于采集语音信号的语音采集部件；与所述语音采集部件相连接，用于对所述语音信号进行识别的语音识别模块；与电脑相连接的USB接口模块；以及与所述语音识别模块、USB接口模块相连接的主控模块；所述主控模块用于接收所述语音识别模块传输过来的语音识别结果，并根据该语音识别结果生成相应的控制命令并通过所述USB接口模块传输给电脑；进一步地，所述装置还包括与所述主控模块相连接的多个驱动模块；每一驱动模块连接一被控部件；进一步地，所述主控模块根据接收到的语音识别结果对应控制所述被控部件的工作状态；进一步地，多个所述被控部件为相同部件或不同部件。
如图8所示的一种电脑语音助手装置的工作方法，包括如下步骤：
步骤1：语音采集部件采集语音信号；
步骤2：语音识别模块对所述语音信号进行识别；
步骤3：主控模块接收所述语音识别模块传输过来的语音识别结果并生成相应的控制命令；
步骤4：若所述语音识别结果针对的被控对象是电脑，则通过所述主控模块将相应的控制命令经由所述USB接口模块传输给电脑；若所述语音识别结果针对的被控对象是某一被控部件，则所述主控模块将相应的控制命令经由该被控部件所连接的驱动模块传输给该被控部件；
进一步地，所述控制命令至少包括电脑鼠标控制信息；进一步地，所述被控部件为台灯或风扇；所述控制命令至少包括台灯的开关信息或风扇的开关信息。
本发明所述装置还包括用于给所述装置供电的电源模块，该电源模块具有5V输出端、3.3V输出端和接地端，图4是本发明所述电源模块的电路原理图；所述被控部件可以为2个，分别为第一被控部件和第二被控部件，相应地，所述驱动模块为2个，具体地，与第一被控部件相连接的驱动模块为第一驱动模块，与第二被控部件相连接的驱动模块为第二驱动模块，图5是本发明所述第一驱动模块的电路原理图，图6是本发明所述第二驱动模块的电路原理图；所述语音采集部件为麦克风；所述语音识别模块包括型号为LD3320的语音识别芯片；所述主控模块包括型号为STM32F103ZET6的单片机，图2示出了本发明所述主控模块的电路原理图；图3是本发明所述USB接口模块的电路原理图，所述USB接口模块包括USB接口USB1和电阻R16；所述USB接口USB1的第2引脚连接单片机U3的引脚PA11；所述USB接口USB1的第3引脚连接单片机U3的引脚PA12；所述第一驱动模块包括三极管Q1、电阻R8、继电器K2、二极管D2、电阻R1、发光二极管D1和接口P1；所述三极管Q1基极连接单片机U3的引脚PB6，并经由电阻R8连接所述电源模块的5V输出端；所述三极管Q1集电极与所述继电器K2线圈一端相连接，所述继电器K2线圈另一端连接所述电源模块的5V输出端；所述三极管Q1发射极接地；所述二极管D2并联接在所述继电器K2线圈两端；所述继电器K2的常开触点一端连接所述电源模块的5V输出端；所述继电器K2的常开触点另一端与所述接口P1的第二接线端相连接，并经由电阻R1和发光二极管D1串联构成的指示支路与所述电源模块的接地端相连接；所述接口P1的第一接线端与所述电源模块的接地端相连接；所述第二驱动模块包括三极管Q2、电阻R14、继电器K3、二极管D4、电阻R12、发光二极管D3和接口P3；所述三极管Q2基极连接单片机U3的引脚PB7，并经由电阻R14连接所述电源模块的5V输出端；所述三极管Q2集电极与所述继电器K3线圈一端相连接，所述继电器K3线圈另一端连接所述电源模块的5V输出端；所述三极管Q2发射极接地；所述二极管D4并联接在所述继电器K3线圈两端；所述继电器K3的常开触点一端连接所述电源模块的5V输出端；所述继电器K3的常开触点另一端与所述接口P3的第二接线端相连接，并经由电阻R12和发光二极管D3串联构成的指示支路与所述电源模块的接地端相连接；所述接口P3的第一接线端与所述电源模块的接地端相连接；实际应用时，所述第一被控部件可以为台灯，所述第二被控部件可以为风扇。
本发明所述接口P1与第一被控部件相连接，具体地，所述接口P1的第一接线端连接所述第一被控部件的电源输入负端，所述接口P1的第二接线端连接所述第一被控部件的电源输入正端；所述接口P3与第二被控部件相连接，具体地，所述接口P3的第一接线端连接所述第二被控部件的电源输入负端，所述接口P3的第二接线端连接所述第二被控部件的电源输入正端；图2示出了本发明所述主控模块的电路原理图，如图2所示，单片机U3的引脚VBAT采用CR1220纽扣电池和VCC3.3混合供电的方式，在有外部电源(VCC3.3)时，电池CR1220不给引脚VBAT供电，在外部电源断开时，则由电池CR1220给VBAT供电，以保证时钟以及后备寄存器的内容不丢失；语音识别芯片经SPI总线与单片机U3相连接。
图7示出了本发明所述语音识别模块的电路原理图，如图7所示，语音识别模块集成有语音采集部件，且包括型号为LD3320的语音识别芯片，图7中的MK1表示语音采集部件(麦克风)，芯片U1表示型号为LD3320的语音识别芯片，该语音采集部件两端分别经过包括电阻R1和电容C1的信号处理电路、以及包括电阻R3和电容C2的信号处理电路对应连接芯片U1的引脚MICP、以及芯片U1的引脚MICN；LD3320芯片上集成了精度非常高的A/D和D/A接口，不需要外接辅助的Flash和RAM，便可以实现对非特定的语音识别、声控、人机对话等功能。
本发明提供的电脑语音助手装置，利用语音采集部件和语音识别模块直接对用户语音信号进行识别，并将识别后的信息经由主控模块和USB接口模块传输给电脑，进而实现语音控制电脑，可替代鼠标和键盘的现有操控方式，能够完成电脑语音助手的功能；进一步地，还可以实现对主控模块所连接的被控部件的控制功能，比如对布设在办公桌上的台灯、风扇等进行控制；通过本发明所述装置可以简单方便的使用电脑，特别是对老年人和伤残人士用户意义重大，相对于现有技术中借助安装的语音软件来控制电脑的方式，性能更稳定，也避免了复杂的软件预先设置操作。
在本发明电脑语音助手装置启动后，首先进行***各硬件初始化，然后判断是否有用户语音信号；当用户需要控制电脑或被控部件如台灯、电扇等时，只需对语音采集部件发出语音信号，语音识别模块对语音信号进行处理和识别，并将识别结果传回至主控模块，主控模块根据接收到的识别结果对电脑或各被控部件进行控制；主控模块根据语音识别结果生成的控制命令至少包括电脑鼠标控制信息，比如鼠标位置移动信息、鼠标双击信息等；所述控制命令至少包括台灯的开关信息或风扇的开关信息，进而实现对台灯或电扇的开关控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电脑语音助手装置，其特征在于所述装置包括：
用于采集语音信号的语音采集部件；
与所述语音采集部件相连接，用于对所述语音信号进行识别的语音识别模块；
与电脑相连接的USB接口模块；
以及与所述语音识别模块、USB接口模块相连接的主控模块；所述主控模块用于接收所述语音识别模块传输过来的语音识别结果，并根据该语音识别结果生成相应的控制命令并通过所述USB接口模块传输给电脑。
2.根据权利要求1所述的电脑语音助手装置，其特征在于所述装置还包括与所述主控模块相连接的多个驱动模块；每一驱动模块连接一被控部件。
3.根据权利要求2所述的电脑语音助手装置，其特征在于所述主控模块根据接收到的语音识别结果对应控制所述被控部件的工作状态。
4.根据权利要求2所述的电脑语音助手装置，其特征在于多个所述被控部件为相同部件或不同部件。
5.一种电脑语音助手装置的工作方法，其特征在于所述工作方法包括如下步骤：
步骤1：语音采集部件采集语音信号；
步骤2：语音识别模块对所述语音信号进行识别；
步骤3：主控模块接收所述语音识别模块传输过来的语音识别结果并生成相应的控制命令；
步骤4：若所述语音识别结果针对的被控对象是电脑，则通过所述主控模块将相应的控制命令经由所述USB接口模块传输给电脑；若所述语音识别结果针对的被控对象是某一被控部件，则所述主控模块将相应的控制命令经由该被控部件所连接的驱动模块传输给该被控部件。
6.根据权利要求5所述的一种电脑语音助手装置的工作方法，其特征在于所述控制命令至少包括电脑鼠标控制信息。
7.根据权利要求5所述的一种电脑语音助手装置的工作方法，其特征在于所述被控部件为台灯或风扇；所述控制命令至少包括台灯的开关信息或风扇的开关信息。
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