语音交互式电动车窗控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车电动车窗控制装置，尤其是涉及一种通过语音控制汽车车窗的装置。
【背景技术】
[0002]汽车的普及给人们的日常出行和交往带来了很大的便利。目前汽车车窗的控制是通过手动开关实现的。仅司机可以对四个车窗进行控制，但任意位置的乘客只能对临近的车窗进行控制，任意位置的乘客要想控制远离自己的车窗必须通过司机或车窗附近的任意位置的乘客才能实现。且司机在操作车窗控制开关时，一只手脱离了方向盘，特别是在天气、路况不佳的情况下，给行车安全带来了一定的隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种通过语音控制汽车电动车窗的装置及方法。
[0004]本发明的语音交互式电动车窗控制装置设有语音识别模块、单片机控制模块、锁止开关、电流传感器模块、电机驱动模块、玻璃托架上的磁钢和霍尔传感器。
[0005]所述语音识别模块以LD3320为核心，能实现非特定司机或任意位置的乘客的语音识别，不需要司机或任意位置的乘客的事先训练和录音，并且有口令模式和循环模式可供选择，在口令模式下语音识别模块在给出相应的输出信号的同时还会发出语音，以回应司机或任意位置的乘客发出的控制命令，在循环模式下语音识别模块仅给出相应的输出信号。
[0006]所述语音识别模块能将司机或任意位置的乘客发出的控制车窗玻璃升、降、停止的语音命令转换为单片机模块可以识别的信号输出给单片机模块。
[0007]电流传感器模块用来防止车窗电机过载而烧坏，同时配合玻璃托架上的磁钢和霍尔传感器来实现防夹功能。
[0008]玻璃托架上的磁钢和霍尔传感器来实现车窗玻璃升到顶或降到底时自动停止功會K。
[0009]所述单片机模块以AVR的MEGA8为核心。单片机控制模块能根据语音识别模块输出的控制信号、电流传感器模块输出的信号、玻璃托架上的磁钢和霍尔传感器输出的车窗玻璃升到顶或降到底的信号，控制电机驱动模块驱动车窗电机完成司机或任意位置的乘客对车窗玻璃的控制意图，并实现防夹功能、防止车窗电机过载而烧坏、车窗玻璃升到顶或降到底时自动停止功能。
[0010]所述电机驱动模块采用BTN7971为核心。
[0011 ] 单片机控制模块采用PffM方式控制电机的转速。
[0012]采用PffM方式控制实现电机的软启动，有效地减小了车窗电机的启动电流。
[0013]采用PffM方式控制实现电机的软停止，有效地减小了车窗电机停转时产生的自感电动势对电机驱动模块的危害。
[0014]当司机或任意位置的乘客发出“升起右前窗”语音命令或“升起车窗”语音命令时，右前车窗玻璃会上升，当右前车窗玻璃上升到顶部时会自动停止上升。当司机或任意位置的乘客发出“升起左前窗”语音命令或“升起车窗”语音命令时，左前车窗玻璃会上升，当左前车窗玻璃上升到顶部时会自动停止上升。当司机或任意位置的乘客发出“升起右后窗”语音命令或“升起车窗”语音命令时，右后车窗玻璃会上升，当右后车窗玻璃上升到顶部时会自动停止上升。当司机或任意位置的乘客发出“升起左后窗”语音命令或“升起车窗”语音命令时，左后车窗玻璃会上升，当左后车窗玻璃上升到顶部时会自动停止上升。当司机或任意位置的乘客发出“降下右前窗”语音命令或“降下车窗”语音命令时，右前车窗玻璃会降下，当右前车窗玻璃下降到底部时会自动停止下降。当司机或任意位置的乘客发出“降下左前窗”语音命令或“降下车窗”语音命令时，左前车窗玻璃会降下，当左前车窗玻璃下降到底部时会自动停止下降。当司机或任意位置的乘客发出“降下右后窗”语音命令或“降下车窗”语音命令时，右后车窗玻璃会降下，当右后车窗玻璃下降到底部时会自动停止下降。当司机或任意位置的乘客发出“降下左后窗”语音命令或“降下车窗”语音命令时，左后车窗玻璃会降下，当左后车窗玻璃下降到底部时会自动停止下降。当司机或任意位置的乘客发出“停止右前窗”语音命令或“停止车窗”语音命令时，右前车窗玻璃会停在此刻的位置。当司机或任意位置的乘客发出“停止左前窗”语音命令或“停止车窗”语音命令时，左前车窗玻璃会停在此刻的位置。当司机或任意位置的乘客发出“停止右后窗”语音命令或“停止车窗”语音命令时，右后车窗玻璃会停在此刻的位置。当司机或任意位置的乘客发出“停止左后窗”语音命令或“停止车窗”语音命令时，左后车窗玻璃会停在此刻的位置。
[0015]当锁止开关处于锁止状态时车窗玻璃将不受车内任何人的语音控制，当锁止开关处于开启状态时司机或任意位置的乘客才能通过语音对车窗玻璃进行控制。
[0016]本发明突出的优点是:实现了司机在双手不脱离方向盘的情况下可以通过语音命令对四个车窗玻璃进行升、降、停止控制操作，提高了驾驶的安全性。坐在任何位置的任意位置的乘客可以通过语音命令对四个车窗玻璃进行升、降、停止控制操作。由于采用软启动，减小了启动电流，通过电流传感器模块用来实现防止车窗电机过载，从而延长了车窗电机的使用寿命。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例的结构组成框图。
[0018]图2、图3、图4、图5为本发明实施例的电路组成原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面以左前车窗玻璃为例，介绍车窗玻璃的升、降、停止控制的实现的【具体实施方式】。左后车窗玻璃、右前车窗玻璃、右后车窗玻璃的升、降、停止控制的实现的【具体实施方式】同左前车窗玻璃的升、降、停止控制的实现的【具体实施方式】完全相同。
[0020]如图1和图2所示，本发明的实施方式一包括语音识别模块12、单片机控制模块13、锁止开关14、电流传感器模块15、电机驱动模块16、玻璃托架上的磁钢20和霍尔传感器
21ο
[0021]所述的车窗电机17经过传动机构18带动玻璃托架19在其轨道上上下移动。玻璃托架19上固定有磁钢20，当车窗玻璃上升到顶时，磁钢20和霍尔传感器21的位置垂直正对，当车窗玻璃下降到底时，磁钢20和霍尔传感器22的位置垂直正对，磁钢20和霍尔传感器21、霍尔传感器22之间的间隙保持在2毫米到3毫米之间。当车窗玻璃上升到顶时霍尔传感器21输出低电平，否则输出高电平。当车窗玻璃下降到底时霍尔传感器22输出低电平，否则输出高电平。霍尔传感器21、霍尔传感器22的输出信号将传递给单片机控制模块13。
[0022]所述语音识别模块12能实现非特定司机或任意位置的乘客的语音识别，不需要司机或任意位置的乘客的事先训练和录音，并且有口令模式和循环模式可供选择，在口令模式下语音识别模块在给出相应的输出信号的同时还会发出语音回应司机或任意位置的乘客发出的控制命令，在循环模式下语音识别模块仅给出相应的输出信号。口令模式和循环模式的选择是通过语音识别模块12上的自锁开关实现。
[0023]单片机控制模块13对车窗电机17采用PffM方式控制。通过将PffM的占空比从0%开始逐步增加到需要的占空比的方式实现车窗电机17的软启动，有效地减小了车窗电机17的启动电流。通过将PffM的占空比逐步减小到0%的方式实现车窗电机17的软停止，有效地减小了车窗电机17停转时产生的自感电动势对电机驱动模块16的危害。
[0024]当司机或任意位置的乘客11发出“升起左前窗”命令或“升起车窗”命令时，语音识别模块12将识别此语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P15引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PC5引脚将接收到语音识别模块12的P15引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块16，电机驱动模块16使车窗电机17转动带动左前车窗玻璃上升。在上升过程中电流传感器模块15监控左前车窗电机17的电流，当此电流超过设定阈值时，且霍尔传感器21输出高电平，则说明车窗玻璃在上升过程中受到阻碍或者夹到异物，此时单片机控制模块13将控制电机驱