CN113938554B - 一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器 - Google Patents

一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器包括负载控制模块、显示及控制面板和蓝牙及语音交互模块；所述负载控制模块用于检测电热水器的电源输入端的地线接线状态，并根据地线接线状态控制电热水器的工作状态；所述显示及控制面板用于显示电热水器的工作状态，以及提供操作按键以供用户调节电热水器的工作状态；所述蓝牙及语音交互模块用于供用户通过语音操控电热水器，并与手机终端连接以播放音乐或拨打及接听电话；所述负载控制模块和显示及控制面板通过第一通讯电路连接，所述显示及控制面板和蓝牙及语音交互模块通过第二通讯电路连接。本发明在提高电热水器安全性的同时，增强了娱乐性和智能性。

Description

一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器
技术领域
本发明涉及电热水器领域，具体涉及一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器。
背景技术
随着生活水平的提高，电热水器已成为人们普遍使用的家用电器。目前市面上现有的储水式电热水器，虽然带有漏电检测功能，但不具备电源地线检测功能；若遇到某些用户的居所的插座地线没接或者接触不好，就会导致整机不接地，存在漏电的安全隐患。此外，当有人在洗澡时发生跌倒，有意识但身体无法动弹的情况下，无法对电热水器进行关闭等操作，电热水器持续出水容易对倒地的人造成二次伤害；特别是独居老人，在遇到上述情形时，存在严重的安全隐患。
同时，现有的电热水器中，虽然具有语音识别控制功能，但不具备拨打或者接听电话功能；当在洗澡时，手机放浴室外，有人打电话进来时，无法接听电话，存在不方便。
发明内容
有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，在提高电热水器安全性的同时，增强娱乐性和智能性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，包括负载控制模块、显示及控制面板和蓝牙及语音交互模块；
所述负载控制模块用于检测电热水器的电源输入端的地线接线状态，并根据地线接线状态控制电热水器的工作状态；
所述显示及控制面板用于显示电热水器的工作状态，以及提供操作按键以供用户调节电热水器的工作状态；
所述蓝牙及语音交互模块用于供用户通过语音操控电热水器，并与手机终端连接以播放音乐或拨打及接听电话；
所述负载控制模块和显示及控制面板通过第一通讯电路连接，所述显示及控制面板和蓝牙及语音交互模块通过第二通讯电路连接。
进一步地，蓝牙及语音交互模块包括语音交互主控MCU、蓝牙主控MCU、蓝牙天线、第三稳压电路、麦克风偏置电路、麦克风、音频功放电路和喇叭；
所述第二通讯电路与第三稳压电路连接，并经过第三稳压电路与语音交互主控MCU和蓝牙主控MCU供电连接；第二通讯电路还与语音交互主控MCU 通信连接；
所述语音交互主控MCU和蓝牙主控MCU通信连接，蓝牙主控MCU通过蓝牙天线与外部的手机终端通信连接；所述麦克风通过麦克风偏置电路连接到语音交互主控MCU，所述语音交互主控MCU和蓝牙主控MCU分别通过音频功放电路连接到喇叭。
进一步地，所述语音交互主控MCU包括依次连接的语音指令接收模块、语义分析模块和语音播报模块；
所述语音指令接收模块与麦克风偏置电路连接，用于从麦克风接收用户给出的语音指令；
所述语义分析模块与第二通讯电路和蓝牙主控MCU通信连接，用于对收到的语音指令进行解析，将其转换为可执行的电信号，并发送给负载控制模块或蓝牙主控MCU执行；
所述语音播报模块与音频功放电路连接，用于在用户给出语音指令后，以语音播报的形式进行反馈。
进一步地，所述蓝牙主控MCU包括音乐播放模块和通话模块；
所述音乐播放模块用于播放手机终端中的音乐；所述通话模块用于通过手机终端拨打或接听电话。
进一步地，所述负载控制模块包括火线接线端、零线接线端、地线接线端、地线检测电路、开关电源电路、第一稳压电路、第一MCU主控单元、发热管、继电器和继电器驱动电路；
所述开关电源电路的输入端与火线接线端和零线接线端连接，开关电源电路的输出端与第一稳压电路连接，并通过第一稳压电路分别与第一MCU主控单元、地线检测电路、继电器和继电器驱动电路供电连接；
所述地线检测电路的输入端与火线接线端、零线接线端和地线接线端连接，地线检测电路的输出端连接到第一MCU主控单元；所述第一MCU主控单元的控制输出端经过继电器驱动电路连接到继电器；
所述发热管的一端与零线接线端连接，另一端经过继电器连接到火线接线端。
进一步地，所述负载控制模块还包括出水温度传感器和进水温度传感器，所述出水温度传感器和进水温度传感器分别与第一MCU主控单元连接，用于检测电热水器的进水端和出水端温度。
进一步地，在负载控制模块中，所述第一通讯电路与第一MCU主控单元通信连接，且与第一稳压电路供电连接。
进一步地，所述显示及控制面板包括第二MCU主控单元、按键电路、第二稳压电路、显示驱动电路和显示屏；
所述第一通讯电路与第二稳压电路连接，并经过第二稳压电路分别与第二 MCU主控单元、显示驱动电路和显示屏供电连接；第一通讯电路还与第二MCU 主控单元通信连接；
所述按键电路连接于第二MCU主控单元的控制输入端，第二MCU主控单元的显示输出端经过显示驱动电路连接到显示屏。
进一步地，在显示及控制面板中，所述第二通讯电路与第二MCU主控单元通信连接。
进一步地，所述第一通讯电路为串口通讯电路、单线通讯电路或多线通讯电路的其中一种；所述第二通讯电路为串口通讯电路。
本发明提供的一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，一方面通过负载控制模块对外部供电源的地线连接进行检测，预防因地线接线错误时导致的漏电隐患，提高了电热水器的安全性；另一方面，还通过蓝牙及语音交互模块实现了语音交互功能和电话拨打接听功能，使用户能够在紧急遇险而行动不便时对电热水器进行控制或进行紧急呼救，为用户提供了充分的安全补救措施。同时，蓝牙及语音交互模块还可以播放手机终端中的音乐，大大增强了电热水器的娱乐性，使用户洗浴时更加轻松舒适。本发明兼具地线检测、语音交互、电话接打和音乐播放功能，在提高电热水器安全性的同时，增强了娱乐性和智能性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器的功能模块图。
图2是本发明实施例中的负载控制模块的电路结构图。
图3是本发明实施例中的显示及控制面板的电路结构图。
图4是本发明实施例中的蓝牙及语音交互模块的电路结构图。
图5是本发明实施例中的语音交互主控MCU的功能模块图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供的一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器包括负载控制模块、显示及控制面板和蓝牙及语音交互模块；所述负载控制模块和显示及控制面板通过第一通讯电路连接，所述显示及控制面板和蓝牙及语音交互模块通过第二通讯电路连接。
其中，所述负载控制模块用于检测电热水器的电源输入端的地线接线状态，并根据地线接线状态控制电热水器的工作状态；
所述显示及控制面板用于显示电热水器的工作状态，以及提供操作按键以供用户调节电热水器的工作状态；
所述蓝牙及语音交互模块用于供用户通过语音操控电热水器，并与手机终端连接以播放音乐或拨打及接听电话。
如图2所示，所述负载控制模块包括火线接线端、零线接线端、地线接线端、地线检测电路、开关电源电路、第一稳压电路、第一MCU主控单元、发热管、继电器和继电器驱动电路；
所述开关电源电路的输入端与火线接线端和零线接线端连接，开关电源电路的输出端与第一稳压电路连接，并通过第一稳压电路分别与第一MCU主控单元、地线检测电路、继电器和继电器驱动电路供电连接；
所述地线检测电路的输入端与火线接线端、零线接线端和地线接线端连接，地线检测电路的输出端连接到第一MCU主控单元；所述第一MCU主控单元的控制输出端经过继电器驱动电路连接到继电器；
所述发热管的一端与零线接线端连接，另一端经过继电器连接到火线接线端。
所述地线检测电路检测地线接线端GND与外部地线的连接状态；所述第一 MCU主控单元根据地线检测电路的检测结果，通过继电器驱动电路控制继电器，进而控制发热管的通断状态。
作为改进，所述负载控制模块还包括出水温度传感器和进水温度传感器，所述出水温度传感器和进水温度传感器分别与第一MCU主控单元连接，用于检测电热水器的进水端和出水端温度。出水温度传感器和进水温度传感器检测到的温度一方面可以通过显示及控制面板进行显示，另一方面还可以用于辅助对电热水器中水的温度进行自动化控制，比如温度低于某阈值时自动加热，达到某阈值时自动关闭电源等。
进一步地，所述发热管可以有多个，且各个发热管的功率各不相同，所述多个发热管分别与继电器连接。在本实施例中，有两个发热管，所述两个发热管的的功率分别为1000W和2000W，以应对不同的加热需求。
进一步地，在负载控制模块中，所述第一通讯电路与第一MCU主控单元通信连接，且与第一稳压电路供电连接。
如图3所示，所述显示及控制面板包括第二MCU主控单元、按键电路、第二稳压电路、显示驱动电路和显示屏；
所述第一通讯电路与第二稳压电路连接，并经过第二稳压电路分别与第二 MCU主控单元、显示驱动电路和显示屏供电连接；第一通讯电路还与第二MCU 主控单元通信连接；
所述按键电路连接于第二MCU主控单元的控制输入端，第二MCU主控单元的显示输出端经过显示驱动电路连接到显示屏。
进一步地，在显示及控制面板中，所述第二通讯电路与第二MCU主控单元通信连接。优选地，所述显示屏可以是数码屏、LCD屏或TFT屏。所述按键电路中的按键可以采用触弹簧按键、轻触式按键或直接采用触摸屏中的触控电路。在按键电路中，设置有用于开启或关闭地线检测功能的按键，该按键用于控制第一MCU主控单元是否根据地线检测电路检测到的接线信号来控制发热管的通断。
如图4所示，所述蓝牙及语音交互模块包括语音交互主控MCU、蓝牙主控 MCU、蓝牙天线、第三稳压电路、麦克风偏置电路、麦克风、音频功放电路和喇叭；
所述第二通讯电路与第三稳压电路连接，并经过第三稳压电路与语音交互主控MCU和蓝牙主控MCU供电连接；第二通讯电路还与语音交互主控MCU 通信连接；
所述语音交互主控MCU和蓝牙主控MCU通信连接，蓝牙主控MCU通过蓝牙天线与外部的手机终端通信连接；所述麦克风通过麦克风偏置电路连接到语音交互主控MCU，所述语音交互主控MCU和蓝牙主控MCU分别通过音频功放电路连接到喇叭。
如图5所示，所述语音交互主控MCU包括依次连接的语音指令接收模块、语义分析模块和语音播报模块；
所述语音指令接收模块与麦克风偏置电路连接，用于从麦克风接收用户给出的语音指令；
所述语义分析模块与第二通讯电路和蓝牙主控MCU通信连接，用于对收到的语音指令进行解析，将其转换为可执行的电信号，并发送给负载控制模块或蓝牙主控MCU执行；
所述语音播报模块与音频功放电路连接，用于在用户给出语音指令后，以语音播报的形式进行反馈。
进一步地，所述蓝牙主控MCU包括音乐播放模块和通话模块；
所述音乐播放模块用于播放手机终端中的音乐；所述通话模块用于通过手机终端拨打或接听电话。
在本实施例中，作为优选，所述第一通讯电路为串口通讯电路、单线通讯电路或多线通讯电路的其中一种；所述第二通讯电路为串口通讯电路。所述第一稳压电路、第二稳压电路和第三稳压电路均为LDO稳压电路。所述继电器驱动电路采用UL2003驱动电路。
本发明的工作过程如下：
当负载控制模块接入市电后，由开关电源电路提供电压，经过第一稳压电路稳压后，给各电路和部件供电，整个***启动工作：首先由地线检测电路检测零线、火线、地线接线是否正常，检测到不正常则不启动电热水器发热管工作。
具体地，由于火线和零线、地线之间存在电压差，因此可以在地线检测电路中将高压降压隔离后转换成电平信号。当接线正确，并检测到有地线接入时，地线检测电路输出的电平信号为高电平，当接线错误，并检测到没有地线接入时，地线检测电路输出的电平信号为低电平。第一MCU主控单元根据收到的高低电平信号发出不同的控制信号，如收到高电平则通过继电器控制发热管开启，如收到低电平则使继电器断开关闭，确保安全用电。用户还可以通过显示及控制面板上的对应按键选择开启或关闭地线检测功能。
在工作状态下，负载控制模块实时接收显示及控制面板的指令并开启相关的负载工作，并实时反馈发送温度信息，显示信息，故障信息等信息给显示及控制面板以做下一步处理。
在蓝牙及语音交互模块中，语音交互主控MCU的语音指令接收模块通过麦克风实时监听用户发出的语音控制指令，并利用语义分析模块将其转换为可执行的电信号，发送给负载控制模块或蓝牙主控MCU执行；在执行完成后，通过语音播报模块以语音播报的形式进行反馈。
同时，蓝牙及语音交互模块通过蓝牙连接的方式与手机终端蓝牙连接以进行数据交互，控制手机终端播放音乐或者拨打接听电话，同时手机终端的音频信息再反馈发送回蓝牙及语音交互模块通过喇叭播放。
本发明提供的一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，一方面通过负载控制模块对外部供电源的地线连接进行检测，预防因地线接线错误时导致的漏电隐患，提高了电热水器的安全性；另一方面，还通过蓝牙及语音交互模块实现了语音交互功能和电话拨打接听功能，使用户能够在紧急遇险而行动不便时对电热水器进行控制或进行紧急呼救，为用户提供了充分的安全补救措施。同时，蓝牙及语音交互模块还可以播放手机终端中的音乐，大大增强了电热水器的娱乐性，使用户洗浴时更加轻松舒适。本发明兼具地线检测、语音交互、电话接打和音乐播放功能，在提高电热水器安全性的同时，增强了娱乐性和智能性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，其特征在于，包括负载控制模块、显示及控制面板和蓝牙及语音交互模块；
所述负载控制模块用于检测电热水器的电源输入端的地线接线状态，并根据地线接线状态控制电热水器的工作状态；
所述显示及控制面板用于显示电热水器的工作状态，以及提供操作按键以供用户调节电热水器的工作状态；
所述蓝牙及语音交互模块用于供用户通过语音操控电热水器，并与手机终端连接以播放音乐或拨打及接听电话；
所述负载控制模块和显示及控制面板通过第一通讯电路连接，所述显示及控制面板和蓝牙及语音交互模块通过第二通讯电路连接；
所述负载控制模块包括火线接线端、零线接线端、地线接线端、地线检测电路、开关电源电路、第一稳压电路、第一MCU主控单元、发热管、继电器和继电器驱动电路；
所述开关电源电路的输入端与火线接线端和零线接线端连接，开关电源电路的输出端与第一稳压电路连接，并通过第一稳压电路分别与第一MCU主控单元、地线检测电路、继电器和继电器驱动电路供电连接；
所述地线检测电路的输入端与火线接线端、零线接线端和地线接线端连接，地线检测电路的输出端连接到第一MCU主控单元；所述第一MCU主控单元的控制输出端经过继电器驱动电路连接到继电器；
所述发热管的一端与零线接线端连接，另一端经过继电器连接到火线接线端；
当负载控制模块接入市电后，由地线检测电路检测零线、火线、地线接线是否正常，检测到不正常则不启动发热管工作；当接线正确，并检测到有地线接入时，地线检测电路输出的电平信号为高电平，当接线错误，并检测到没有地线接入时，地线检测电路输出的电平信号为低电平；第一MCU主控单元根据收到的高低电平信号发出不同的控制信号，如收到高电平则通过继电器控制发热管开启，如收到低电平则使继电器断开关闭。
2.根据权利要求1所述的具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，其特征在于，蓝牙及语音交互模块包括语音交互主控MCU、蓝牙主控MCU、蓝牙天线、第三稳压电路、麦克风偏置电路、麦克风、音频功放电路和喇叭；
所述第二通讯电路与第三稳压电路连接，并经过第三稳压电路与语音交互主控MCU和蓝牙主控MCU供电连接；第二通讯电路还与语音交互主控MCU通信连接；
所述语音交互主控MCU和蓝牙主控MCU通信连接，蓝牙主控MCU通过蓝牙天线与外部的手机终端通信连接；所述麦克风通过麦克风偏置电路连接到语音交互主控MCU，所述语音交互主控MCU和蓝牙主控MCU分别通过音频功放电路连接到喇叭。
3.根据权利要求2所述的具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，其特征在于，所述语音交互主控MCU包括依次连接的语音指令接收模块、语义分析模块和语音播报模块；
所述语音指令接收模块与麦克风偏置电路连接，用于从麦克风接收用户给出的语音指令；
所述语义分析模块与第二通讯电路和蓝牙主控MCU通信连接，用于对收到的语音指令进行解析，将其转换为可执行的电信号，并发送给负载控制模块或蓝牙主控MCU执行；
所述语音播报模块与音频功放电路连接，用于在用户给出语音指令后，以语音播报的形式进行反馈。
4.根据权利要求3所述的具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，其特征在于，所述蓝牙主控MCU包括音乐播放模块和通话模块；
所述音乐播放模块用于播放手机终端中的音乐；所述通话模块用于通过手机终端拨打或接听电话。
5.根据权利要求1所述的具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，其特征在于，所述负载控制模块还包括出水温度传感器和进水温度传感器，所述出水温度传感器和进水温度传感器分别与第一MCU主控单元连接，用于检测电热水器的进水端和出水端温度。
6.根据权利要求1所述的具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，其特征在于，在负载控制模块中，所述第一通讯电路与第一MCU主控单元通信连接，且与第一稳压电路供电连接。
7.根据权利要求1所述的具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，其特征在于，所述显示及控制面板包括第二MCU主控单元、按键电路、第二稳压电路、显示驱动电路和显示屏；
所述第一通讯电路与第二稳压电路连接，并经过第二稳压电路分别与第二MCU主控单元、显示驱动电路和显示屏供电连接；第一通讯电路还与第二MCU主控单元通信连接；
所述按键电路连接于第二MCU主控单元的控制输入端，第二MCU主控单元的显示输出端经过显示驱动电路连接到显示屏。
8.根据权利要求5所述的具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，其特征在于，在显示及控制面板中，所述第二通讯电路与第二MCU主控单元通信连接。
9.根据权利要求6或8所述的具有智能语音交互功能的高安全性电热水器，其特征在于，所述第一通讯电路为串口通讯电路、单线通讯电路或多线通讯电路的其中一种；所述第二通讯电路为串口通讯电路。
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