专利名称：智能空调及其控制方法
技术领域：
本发明涉及智能空调，具体的讲是具有人体识别和语音识别的智能空调及其控制方法。
背景技术：
随着社会发展和人民生活水平的不断提升，空调需求将继续增长。对于空调的发展趋势，首先，要做到节能减排，其次，要做到安静舒适，然后，要做到智能化的控制。这样的空调，才是未来空调的发展方向，才是适应市场需要的空调。随着网络的普及和芯片技术的进步，许多场合和设备上都应用了语音控制功能。 通过语音控制，能够摆脱遥控器的束缚以实现设备的各种功能。目前的智能空调能够通过手机进行控制，还可以通过网络远程控制空调的工作，查看空调的状态，还能通过空调的摄像头，实时查看家里的画面。智能空调通过摄像头的影像采集进行人体识别，实现风随人动，智能送风。同时摄像头的人体识别还可以做到智能防盗。而目前还没有利用语音来进行智能空调的控制，这就使得智能空调在使用上还要借助遥控器、手机等控制终端，不能实现更简单的控制方式，使用户的操作变的复杂繁琐。
发明内容
本发明提供了一种智能空调及其控制方法，通过语音对智能空调进行控制，简化用户的操作，使智能空调更为人性化和智能化。本发明的智能空调，包括有控制系统以及和控制系统连接的温度传感器、风机、电机和驱动电路，在智能空调的正面设有至少一个人体检测传感器，控制系统还连接有SoC芯片，SoC芯片上的中断GPIO (公共输入/输出)脚与人体检测传感器的输出脚连接，SoC芯片的数据接口连接有麦克风矩阵，麦克风矩阵中设有至少两个麦克风。通过人体检测传感器检测人体的位置方向，然后SoC芯片根据人体的位置方向和麦克风矩阵中的麦克风采集的语音进行分析处理，提取出最符合人体位置方向的语音命令传输给智能空调的控制系统进行执行。SoC芯片(System-on-a-Chip)已经出现了多年,但至今没能有一个准确的解释对其进行定义，目前公认解释是SoC芯片是一种采用超深亚微米工艺技术，能够实现复杂系统功能的超大规模集成电路(VLSI)。SoC芯片使用了至少一个嵌入式CPU/数字信号处理器(DSP)，外部可以对芯片进行编程。麦克风矩阵在音频处理领域又叫“多路拾音系统”，这种系统多用在一些如教室、剧院、会议厅等场合，麦克风矩阵靠多个拾音点来收集声音信号，然后通过相应的算法过滤一部分外界噪音，提高采集质量和语音识别率。其中的算法包括了语音检测、特征提取、识别搜索和语义分析几个部分，并利用声学模型、字典/词典、识别语法等识别引擎将原始输入的语音流进行识别得到识别结果的语义信息。人体检测传感器是一个基于“红外释电原理”的人体运动检测传感器，可以检测运动中的人体，当人体静止不动的时候，是检测不到的。如图I所示，人体检测传感器没有检测到人体运动的时候，输出脚(output)输出低电平，当检测到人体运动时，输出脚(output)输出高低变化的电平。其中Twu阶段表示人体检测传感器接通电源后电路稳定的时间，大约需要25秒左右。进一步的，在智能空调的正面横向间隔设有两个人体检测传感器，两个人体检测传感器均通过输出脚与SoC芯片的GPIO脚连接。横向间隔设置的两个人体检测传感器对不同方向的人体有不同的感应，靠近人体运动的人体检测传感器更容易受到触发，当人体在两个人体检测传感器中间运动时会对两个人体检测传感器同时触发。这样根据不同人体检测传感器的触发情况和信号强度对人体的方位进行判断。优选的，所述的两个人体检测传感器分别设于智能空调正面横向靠近两端的位置。人体检测传感器的检测角度为90度左右，两个人体检测传感器安装在智能空调正面横向靠近两端的位置，这样可以覆盖空调正面150度左右的范围， 检测距离最远可以达到10米。本发明还提供了一种用于上述智能空调的控制方法，包括通过设于智能空调正面的人体检测传感器检测人体的位置方向，将检测到的人体位置方向送入SoC芯片进行处理，SoC芯片中的语音识别引擎根据所述的人体位置方向，对SoC芯片连接的麦克风矩阵中的各麦克风进行优先级排序，离人体位置方向越近的麦克风优先级越高，最后通过SoC芯片上的语音识别引擎按照麦克风优先级的顺序整合所有麦克风采集到的语音命令，并将解析后的语音命传递给智能空调的控制系统进行执行。优选的，在智能空调的正面横向靠近两端的位置各设有一个人体检测传感器，通过其中一个人体检测传感器被触发，或两个传感器同时被触发的不同情况，判断出人体位
置方向。具体的，SoC芯片中的语音识别引擎对所采集的语音的解析包括按照各麦克风的优先级顺序，对所有麦克风采集的语音进行特征提取，优先级越高的麦克风采集的语音权重越大，按照权重的大小将特征提取后的所有语音整合后进行识别搜索和语义分析，生成对应的命令信号。本发明的智能空调及其控制方法，通过语音对智能空调进行控制，明显的简化了用户的操作，使智能空调更为人性化和智能化，并且通过人体检测确定人体方位，让麦克风矩阵更有方向性的收集语音，有效地提高了语音识别率。以下结合实施例的具体实施方式
，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
图I为人体检测传感器的工作电平示意图。图2为本发明智能空调的结构示意图。图3为本发明智能空调的控制方法的流程图。
具体实施例方式如图2所示本发明智能空调，包括有控制系统5以及和控制系统5连接的温度传感器、风机、电机和驱动电路，在智能空调正面横向靠近两端的位置分别设有一个人体检测传感器2，人体检测传感器2的检测角度为90度左右，两个人体检测传感器2安装在智能空调正面横向靠近两端的位置，这样可以覆盖空调正面150度左右的范围，检测距离最远可以达到10米。当人体检测传感器2没有检测到人体运动的时候，输出脚(output)输出低电平，当检测到人体运动时，输出脚(output)输出高低变化的电平。控制系统5还连接有SoC(System-on-a-Chip)芯片1，SoC芯片I上的中断GPIO (公共输入/输出)脚与人体检测传感器2的输出脚(output)连接，SoC芯片I的数据接口连接有麦克风矩阵3，麦克风矩阵3中设有多个麦克风4。如图3所示，智能空调通过设于智能空调正面的两个人体检测传感器2检测人体的位置方向。当人体靠近其中一个人体检测传感器2时，该人体传感器被触发，如果人体位于两个传感器之间时，两个人体传感器同时被触发，根据人体传感器不同的触发情况，判断出人体位置方向。将检测到的人体位置方向送入SoC芯片I进行处理，SoC芯片I中的语音识别引擎根据所述的人体位置方向，对SoC芯片I连接的麦克风矩阵3中的各麦克风4进行优先级排序，离人体位置方向越近的麦克风4优先级越高。最后通过SoC芯片I上的语音识别引擎按照各麦克风4的优先级顺序，对所有麦克风4采集的语音进行特征提取，优先级越高的麦克风4采集的语音权重越大，按照权重的大小将特征提取后的所有语音整合后 进行识别搜索和语义分析，生成对应的命令信号，传递给智能空调的控制系统5进行执行。
权利要求
1.智能空调，包括有控制系统(5)以及和控制系统(5)连接的温度传感器、风机、电机和驱动电路，其特征为在智能空调的正面设有至少一个人体检测传感器(2)，控制系统(5)还连接有SoC芯片(1)，SoC芯片(I)上的中断GPIO脚与人体检测传感器(2)的输出脚连接，SoC芯片(I)的数据接口连接有麦克风矩阵(3)，麦克风矩阵(3)中设有至少两个麦克风(4)。
2.如权利要求I所述的智能空调，其特征为在智能空调的正面横向间隔设有两个人体检测传感器(2)，两个人体检测传感器(2)均通过输出脚与SoC芯片(I)的GPIO脚连接。
3.如权利要求2所述的智能空调，其特征为所述的两个人体检测传感器(2)分别设于智能空调正面横向靠近两端的位置。
4.用于权利要求I所述智能空调的控制方法，其特征包括通过设于智能空调正面的人体检测传感器检测人体的位置方向，将检测到的人体位置方向送入SoC芯片进行处理， SoC芯片中的语音识别引擎根据所述的人体位置方向，对SoC芯片连接的麦克风矩阵中的各麦克风进行优先级排序，离人体位置方向越近的麦克风优先级越高，最后通过SoC芯片上的语音识别引擎按照麦克风优先级的顺序整合所有麦克风采集到的语音命令，并将解析后的语音命传递给智能空调的控制系统进行执行。
5.如权利要求4所述的智能空调的控制方法，其特征为在智能空调的正面横向靠近两端的位置各设有一个人体检测传感器，通过其中一个人体检测传感器被触发，或两个传感器同时被触发的不同情况，判断出人体位置方向。
6.如权利要求4所述的智能空调的控制方法，其特征为SoC芯片中的语音识别引擎对所采集的语音的解析包括按照各麦克风的优先级顺序，对所有麦克风采集的语音进行特征提取，优先级越高的麦克风采集的语音权重越大，按照权重的大小将特征提取后的所有语音整合后进行识别搜索和语义分析，生成对应的命令信号。
全文摘要
本发明涉及智能空调，包括有控制系统以及和控制系统连接的温度传感器、风机、电机和驱动电路，在智能空调的正面设有至少一个人体检测传感器，控制系统还连接有SoC芯片，SoC芯片上的中断GPIO脚与人体检测传感器的输出脚连接，SoC 芯片的数据接口连接有麦克风矩阵，麦克风矩阵中设有至少两个麦克风。本发明的智能空调及其控制方法，通过语音对智能空调进行控制，明显的简化了用户的操作，使智能空调更为人性化和智能化，并且通过人体检测确定人体方位，让麦克风矩阵更有方向性的收集语音，有效地提高了语音识别率。
文档编号F24F11/00GK102967026SQ201210523928
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者黄斌 申请人:四川长虹电器股份有限公司