一种行为声音识别优化装置及智能坐便器的制作方法

1.本实用新型涉及一种自动化控制优化结构，特别涉及一种行为声音识别优化装置及智能坐便器。


背景技术：

2.现有市场上的智能马桶都已集成了自动翻盖及自动冲刷功能。由于自动翻盖功能需要人为遥控操作或者是手动控制，自动冲刷功能亦是需要检测人的着座情况或是人为的其他控制方可实现冲刷。此类智能马桶的智能化程度不高，如果在使用马桶后忘记操控合盖，久而久之将有灰尘积累；如果是男士小便，马桶无法检测着座状态从而不启动自动冲刷功能，影响用户对智能马桶的体验。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有使用场景的智能化不足，提供一种行为声音识别脚步声与男士小便装置，麦克风采集语音信号，经过放大芯片将信号放大，接着通过微控制器识别语音信号，进而“告知”马桶当前的使用场景。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种行为声音识别优化装置，安装于智能马桶，该行为声音识别优化装置包括声音信号采集模组、声音信号放大模组和微控制器声音识别模组；所述声音信号采集模组包括麦克风，并通过该麦克风收集声音信号转化为电信号；所述声音放大模组包括信号放大电路，该信号放大电路的输入端与声音信号采集模组的输出端信号连接；所述微控制器声音识别模组设有信号比对电路、信号存储器和通讯端口，其中，信号存储器预存有参考声音信号，所述信号对比电路通过对比参考声音信号和声音放大模组输出的声音信号的波形特征，并在二者差值小于预设的差值阈值时，通过通讯端口向智能马桶的主控面板发出控制信号。
5.作为一种优选，所述微控制器为mini58fde芯片，所述信号比对电路的输入端口为1 号引脚，所述通讯端口为12、13号引脚。
6.作为一种优选，所述声音信号放大模组为lm358芯片，所述输入端口为3号引脚，所述输出端口为1号引脚。
7.作为一种优选，所述信号对比电路包括持续时间比较模块、间隔时间比较模块和振幅变化比较模块，每一个比较模块均设置有独立的差值阈值。
8.作为一种优选，所述信号对比电路包括持续时间比较模块、间隔时间比较模块和振幅变化比较模块。
9.作为一种优选，所述麦克风为阵列式麦克风，该麦克风通过多个声音采集点组成采集阵列。
10.本实用新型还公开了一种智能坐便器，包括主控面板，包括上述的一种行为声音识别优化装置，该行为声音识别优化装置的微控制器声音识别模组通过通讯端口与所述主控面板信号连接。
11.本实用新型的有益效果为：优化了声音信号的识别精准度，通过具有过滤功能和波形特征放大功能的声音放大电路对环境中声音的波形特征进行筛选和放大，最终保留声音信号的波形特征(具体包括持续时间、间隔时间和振幅变化)，与预存的声音信号进行比对(具体包括脚步声音、小恭声音、拍掌声音、跺脚声音，以及具有明显特征的其他自然声音组合)，实现精准的声控效果。本技术方案与语音(自然语言对话)相比，忽略了声纹等多项细节，仅对声音的波形特征进行识别控制，有效克服了自然语言控制时，因为口音、声纹、音调等个体差异造成的误判行为。且此类判断方式，无需集成全套的自然语言处理模块，相比于现行的语音控制单元通常要连接wifi，保证了检测的准确性。
12.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种行为声音识别脚步声与男士小便装置不局限于实施例。
附图说明
13.图1是本实用新型的原理框图；
14.图2是本实用新型的电路示意图。
具体实施方式
15.实施例：
16.参见图1至图2所示，本实用新型的一种行为声音识别优化装置，安装于智能马桶，该行为声音识别优化装置包括声音信号采集模组、声音信号放大模组和微控制器声音识别模组；所述声音信号采集模组包括麦克风，并通过该麦克风收集声音信号转化为电信号；所述声音放大模组包括信号放大电路，该信号放大电路的输入端与声音信号采集模组的输出端信号连接；所述微控制器声音识别模组设有信号比对电路、信号存储器和通讯端口，其中，信号存储器预存有参考声音信号，所述信号对比电路通过对比参考声音信号和声音放大模组输出的声音信号的波形特征，并在二者差值小于预设的差值阈值时，通过通讯端口向智能马桶的主控面板发出控制信号。
17.所述麦克风为阵列式麦克风，该麦克风通过多个声音采集点组成采集阵列，阵列麦克风通过对不同声音采集点获得的声音信号进行均值滤波，过滤环境噪音波动。且智能坐便器的使用场景通常为较为拥挤的卫生间环境。多方向采集声音，可保证控制结果准确。
18.所述微控制器为mini58fde芯片，所述信号比对电路的输入端口为1号引脚，所述通讯端口为12、13号引脚。mini58fde为32位单片机，内建内核，最高可运行至50mhz，具32k字节flash内存、4k字节内建sram、可配置的数据 flash(与程序flash内存共享)、2k独立flash字节作为在线系统程序设计(insystem programming)用途。mini58系列内嵌丰富通讯周边，如：i/o界面、定时器、 uart、spi、i2c、pwm、adc、看门狗和低电压复位和欠压检测、96位uid与128 位ucid，使mini58系列适用于广泛的应用。在本实施里中，微控制器通过将模拟信号输入转换为数字信号，进行数值比较计算，实现声音了波形特征的存储和比较。通过通讯端口将控制信号传出。
19.所述微控制器记录信号数值后，根据数值的变化情况，记录信号数值的持续时间、时间间隔、数值大小变化，从而实现持续时间比较模块、间隔时间比较模块和振幅变化比较模块的工作。
20.所述声音信号放大模组为lm358芯片，所述输入端口为3号引脚，所述输出端口为1 号引脚。lm358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
21.所述声音放大模组通过内源的直流电对输入信号进行放大，通过固定直流电的电压进行放大，可使输出的声音信号统一在预设的电压阈值内(
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5v～5v)。此种结构的声音放大模组，可将不同大小的声音信号进行归一化，保证不同强度的声音信号能被转化至同一强度范围，增加测量精度。
22.所述信号对比电路包括持续时间比较模块、间隔时间比较模块和振幅变化比较模块，每一个比较模块均设置有独立的差值阈值。
23.上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种具有声控功能的智能坐便器，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。