一种饮水机的语音控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种饮水机的语音控制电路，属于电子产品【技术领域】。本实用新型包括主控制电路、语音识别电路、温度测量电路、语音输入电路、语音输出电路、电加热执行电路；其中语音输入电路输出端与语音识别电路电性连接，语音输出电路输入端与语音识别电路电性连接，语音识别电路与主控制电路电性连接，温度测量电路输出端与主控制电路电性连接，电加热执行电路输入端与主控制电路电性连接。本实用新型结构简单、小巧，使用可靠，成本低廉。
【专利说明】一种饮水机的语音控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种饮水机的语音控制电路，属于电子产品【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，各种语音控制电器也开始走入人们的日常生活，这为人们的日常生活带来了极大的便利。然而现有饮水机不具有语音控制功能，饮水机的操作还是通过手动操作，也无法实时方便的在原地查询及控制饮水机内水温，现有饮水机操作麻烦，现有饮水机的工作方式已不能满足消费者对于饮水机更高层次的要求。然而语音信号的识别涉及众多学科知识体系，与计算机、语言学、通信、数理统计、信号处理和人工智能等学科都有着密切的关系，由于语音信号具有信息量大、不确定性、动态性和连续性的特点，在语音信号的预处理、特征提取等阶段处理数据量非常大，对硬件的处理能力都有较高的要求，传统使用PC机或者工控机等高处理性能的平台实现语音信号识别，但硬件开发造价无疑是阻碍普及的重要因素。随着人们对日常生活要求的提高及节能的要求，人们已经开始逐渐要求提供一种性价比高、电路结构简单、识别准确率高的饮水机的语音控制电路。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种饮水机的语音控制电路，以用于解决现有电路结构复杂、开发成本昂贵、成品体积大的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种饮水机的语音控制电路，包括主控制电路1、语音识别电路2、温度测量电路3、语音输入电路4、语音输出电路5、电加热执行电路6 ;其中语音输入电路4输出端与语音识别电路2电性连接，语音输出电路5输入端与语音识别电路2电性连接，语音识别电路2与主控制电路I电性连接，温度测量电路3输出端与主控制电路I电性连接，电加热执行电路6输入端与主控制电路I电性连接。
[0005]所述主控制电路I包括单片机U2、存储芯片U3、晶振XT1、电解电容C7、无极电容C8、无极电容C10、电阻R13、电阻R17、开关SI ;其中电解电容C7正极与开关SI —端电性连接至5V直流电源，开关SI另一端与电阻Rl3和单片机U2的9端电性连接，电阻R13另一端与电解电容C7负极及电阻R17 —端电性连接，电阻R17另一端与地连接，存储芯片U3的I端?7端分别与单片机U2的IO端口电性连接，存储芯片U3的8端与5V直流电源正极电性连接，存储芯片U3的4端与地连接，单片机U2的19端与18端分别与无极电容ClO和无极电容C8及晶振XTl两端电性连接，无极电容ClO和无极电容C8另一端均与地连接，单片机U2的31端和40端与5V直流电源正极电性连接，单片机U2的20端与地连接。
[0006]所述语音识别电路2包括语音识别芯片U1、电阻R11、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电解电容C2、无极电容C3、无极电容C5、无极电容C6、无极电容C9、无极电容C11、发光二极管D2、发光二极管D3 ;其中语音识别芯片Ul的34端?45端、47端、48端分别与单片机U2的IO端口电性连接，语音识别芯片Ul的31端与电阻R15 —端电性连接，电阻R15另一端与单片机U2的IO端口电性连接，语音识别芯片Ul的7端、I端、32端、19端、23端与3.3V直流电源正极电性连接，语音识别芯片Ul的8端、33端、17端、24端、10端与地连接，语音识别芯片Ul的12端与电解电容C2正极及无极电容C3 —端电性连接，电解电容C2负极及无极电容C3另一端与地连接，语音识别芯片Ul的20端与无极电容C6 —端电性连接，无极电容C6另一端与语音识别芯片Ul的21端及无极电容C5和电阻R12 —端电性连接，无极电容C5和电阻R12另一端与语音识别芯片的22端电性连接，语音识别芯片Ul的30端、29端分别与发光二极管D2、D3电性连接，并分别通过电阻R14、R16连接至5V直流电源正极，语音识别芯片Ul的18端与电解电容C9和无极电容Cll电性连接，电解电容C9和无极电容Cll及语音识别芯片Ul的25端与地连接。
[0007]所述温度测量电路3包括温度传感器U4 ;其中温度传感器U4的3端与5V直流电源正极电性连接，温度传感器U4的I端与地连接，温度传感器U4的2端与单片机U2的IO端口电性连接。
[0008]所述语音输入电路4包括麦克风Ml、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R7、无极电容Cl、三极管Q1、运算放大器ARl ;其中麦克风Ml的一端与电阻R2和无极电容Cl电性连接，电阻R2另一端与电阻R2、电阻R4、电阻R5 —端与12V直流电源正极电性连接，无极电容Cl与电阻R3的另一端与三极管Ql基极电性连接，三极管Ql集电极分别与电阻R4及运算放大器ARl反相输入端电性连接，电阻R5另一端与运算放大器ARl同相输入端及R7一端电性连接，麦克风Ml另一端与三极管Ql发射极及电阻R7另一端与地连接。
[0009]所述语音输出电路5包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、扬声器LS1、三极管Q2、无极电容C4 ;其中电阻R8 —端接5V直流电源正极电性连接，电阻R8另一端与扬声器LSl —端电性连接，扬声器LSl另一端与三极管Q2集电极电性连接，三极管Q2基极与无极电容C4及电阻R9、电阻RlO —端电性连接，电阻R9、电阻RlO及三极管Q2发射极与地连接，电阻R9另一端与语音识别芯片的26端电性连接。
[0010]所述电加热执行电路6包括电阻R1、电阻R6、光耦隔离器U5、交流继电器K1、二极管Dl、熔断器Fl ;其中电阻R6 —端与单片机U2的IO端口电性连接，电阻R6另一端与光耦隔离器U5正极输入端电性连接，光耦隔离器U5正极输出端与交流继电器Kl控制端一端及二极管Dl阳极电性连接，光耦隔离器U5输入和输出端共地，交流继电器Kl控制端另一端和二极管Dl阴极与12V直流电源正极连接，交流继电器Kl动作端两端与电阻Rl和熔断器Fl串联接入220V交流电网中。
[0011]所述单片机U2为Atmel公司生产推出的8位单片机AT89C52。
[0012]所述语音识别芯片Ul为ICRoute公司设计生产非特定人的语音识别芯片LD3320。
[0013]所述存储芯片U3为华邦公司SPI总线Flash W25Q32BV。
[0014]所述温度传感器U4为Maxim公司生产的DS18B20数字温度传感器。
[0015]本实用新型的工作原理是:
[0016]使用时，当饮水机上电后，温度传感器U4将水箱内测量温度并通过其2端口发送给单片机U2，单片机U2通过其与存储芯片U3电性连接的IO端口与存储芯片U3通信，并将温度信息发送给存储芯片U3，存储芯片U3接收单片机U2发送的温度信息并存储。当语音输入电路4中麦克风Ml接收到声音信号后，通过电阻R2、电阻R3、无极电容Cl组成的模拟滤波电路进行滤波，并将滤波后信号通过电阻R4、电阻R5、电阻R7、三极管Ql、运算放大器ARl组成的放大电路进行信号放大，并通过运算放大器ARl输出端将放大后信号将其发送至语音识别芯片Ul的26端口，语音识别电路2对声音信息进行A/D转换并将其转化数字信息通过语音识别芯片Ul与单片机U2相连接的IO端口发送给单片机U2，单片机U2通过其与存储芯片U3电性连接的IO端口与存储芯片U3通信并查询存储芯片U3内信息，单片机U2进行命令类型判断。
[0017]如果是开启饮水机命令，则单片机U2将开启饮水机加热信号送入电加热执行电路6，此时单片机U2的I端口由低电平变化为高电平，光耦隔离器U5输入端接收单片机U2的I端口的高电平，光耦隔离器U5输出端到由低电平变化为高电平，交流继电器Kl内电磁线圈有电流通过，交流继电器Kl内衔铁动作，电阻Rl (电阻丝)两端变为通路，饮水机执行加热操作；当温度传感器U4检测到水箱内温度高于95°C，则单片机U2传送停止加热信号至电加热执行电路6，此时单片机U2的I端口由高电平变化为低电平，光耦隔离器U5输入端接收单片机U2的I端口的低电平，光耦隔离器U5输出端到由高电平变化为低电平，交流继电器Kl内电磁线圈无电流通过，交流继电器Kl内衔铁动作，电阻Rl (电阻丝)两端变为断路，执行停止加热操作，单片机U2通过其与存储芯片U3电性连接的IO端口与存储芯片U3通信并读取存储芯片U3内加热完成有关语音提示数据，单片机U2将加热完成语音提示语音数据通过与其IO端口相连的语音识别芯片Ul的IO端口发送给语音识别芯片U1，语音识别芯片Ul对接收到信息进行D/A转换并通过与其26端口发送D/A转换后的语音数据至语音输出电路5，语音输出电路5通过电阻R9、电阻R10、无极电容C4构成的模拟滤波电路对语音识别芯片Ul通过与其26端口发送D/A转换后语音数据进行滤波，并将滤波后数据通过由电阻R8、三极管Q2构成的放大电路进行信号放大，并通过连接三极管Q2上的扬声器LSl进行加热完成提示语音播放操作。
[0018]如果单片机U2判断声音信号为设定饮水机加热上限温度命令，单片机U2通过与其IO端口连接存储芯片U3的IO端口与存储芯片U3进行通信，并存储用户设定饮水机加热上限温度数据至存储芯片U3存储的温度信息，温度传感器U4将水箱内测量温度数据并通过其2端口发送给单片机U2，单片机U2通过其与存储芯片U3电性连接的IO端口与存储芯片U3通信，并将温度信息发送给存储芯片U3，存储芯片U3接收单片机U2发送的温度信息并存储，单片机U2通过其与存储芯片U3电性连接的IO端口与存储芯片U3通信，并查询设定饮水机加热上限温度数据与当前温度数据则单片机U2将开启饮水机加热信号送入电加热执行电路6，此时单片机U2的I端口由低电平变化为高电平，光耦隔离器U5输入端接收单片机U2的I端口的高电平，光耦隔离器U5输出端到由低电平变化为高电平，交流继电器Kl内电磁线圈有电流通过，交流继电器Kl内衔铁动作，电阻Rl (电阻丝)两端变为通路，饮水机执行加热操作，若水箱水温达到温度上限值，单片机U2传送停止加热信号至电加热执行电路6，此时单片机U2的I端口由高电平变化为低电平，光耦隔离器U5输入端接收单片机U2的I端口的低电平，光耦隔离器U5输出端到由高电平变化为低电平，交流继电器Kl内电磁线圈无电流通过，交流继电器Kl内衔铁动作，电阻Rl (电阻丝)两端变为断路，执行停止加热操作，单片机U2通过其与存储芯片U3电性连接的IO端口与存储芯片U3通信并读取存储芯片U3内加热完成语音提示语音数据数据，单片机U2将加热完成语音提示语音数据通过与其IO端口相连的语音识别芯片Ul的IO端口发送给语音识别芯片Ul，语音识别芯片Ul对接收到信息进行D/A转换并通过与其26端口发送语音数据至语音输出电路5，语音输出电路5通过电阻R9、电阻R10、无极电容C4构成的模拟滤波电路对语音识别芯片Ul通过与其26端口发送语音数据进行滤波，并将滤波后数据通过由电阻R8、三极管Q2构成的放大电路进行信号放大，并通过连接三极管Q2上的扬声器LSl进行加热完成提示语音播放操作。
[0019]用户也可查询水箱内水温，如果是单片机U2判断声音信号为查询当前温度命令，单片机U2通过与其IO端口连接存储芯片U3的IO端口与存储芯片U3进行通信，并查询存储芯片U3存储的温度信息，单片机U2将温度数据通过与其IO端口相连的语音识别芯片Ul的IO端口发送给语音识别芯片U1，语音识别芯片Ul对接收到信息进行D/A转换并通过与其26端口发送语音数据至语音输出电路5，语音输出电路5通过电阻R9、电阻R10、无极电容C4构成的模拟滤波电路对语音识别芯片Ul通过与其26端口发送语音数据进行滤波，并将滤波后数据通过由电阻R8、三极管Q2构成的放大电路进行信号放大，并通过连接三极管Q2上的扬声器LSl进行温度播放操作。
[0020]本实用新型的有益效果是:结构简单、小巧，使用可靠，成本低廉；通过语音控制饮水机加热器的开关状态，使得操作更加方便、安全；通过语音设定加热上限温度，能满足用户在生活中需要不同水温的要求；通过语音查询当前温度，方便用户实时获知饮水机内水温状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的电路原理图；
[0022]图中各标号为:1为主控制电路、2为语音识别电路、3为温度测量电路、4为语音输入电路、5为语音输出电路、6为电加热执行电路。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。
[0024]实施例1:如图1所示，一种饮水机的语音控制电路，包括主控制电路1、语音识别电路2、温度测量电路3、语音输入电路4、语音输出电路5、电加热执行电路6 ;其中语音输入电路4输出端与语音识别电路2电性连接，语音输出电路5输入端与语音识别电路2电性连接，语音识别电路2与主控制电路I电性连接，温度测量电路3输出端与主控制电路I电性连接，电加热执行电路6输入端与主控制电路I电性连接。
[0025]所述主控制电路I包括单片机U2、存储芯片U3、晶振XT1、电解电容C7、无极电容C8、无极电容C10、电阻R13、电阻Rl7、开关SI ;其中电解电容C7正极与开关SI —端电性连接至5V直流电源，开关SI另一端与电阻R13和单片机U2的9端电性连接，电阻R13另一端与电解电容C7负极及电阻R17 —端电性连接，电阻R17另一端与地连接，存储芯片U3的I端?7端分别与单片机U2的IO端口电性连接，存储芯片U3的8端与5V直流电源正极电性连接，存储芯片U3的4端与地连接，单片机U2的19端与18端分别与无极电容ClO和无极电容C8及晶振XTl两端电性连接，无极电容ClO和无极电容C8另一端均与地连接，单片机U2的31端和40端与5V直流电源正极电性连接，单片机U2的20端与地连接。
[0026]所述语音识别电路2包括语音识别芯片U1、电阻R11、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电解电容C2、无极电容C3、无极电容C5、无极电容C6、无极电容C9、无极电容C11、发光二极管D2、发光二极管D3 ;其中语音识别芯片Ul的34端?45端、47端、48端分别与单片机U2的IO端口电性连接，语音识别芯片Ul的31端与电阻R15 —端电性连接，电阻R15另一端与单片机U2的IO端口电性连接，语音识别芯片Ul的7端、I端、32端、19端、23端与3.3V直流电源正极电性连接，语音识别芯片Ul的8端、33端、17端、24端、10端与地连接，语音识别芯片Ul的12端与电解电容C2正极及无极电容C3 —端电性连接，电解电容C2负极及无极电容C3另一端与地连接，语音识别芯片Ul的20端与无极电容C6 —端电性连接，无极电容C6另一端与语音识别芯片Ul的21端及无极电容C5和电阻R12 —端电性连接，无极电容C5和电阻R12另一端与语音识别芯片的22端电性连接，语音识别芯片Ul的30端、29端分别与发光二极管D2、D3电性连接，并分别通过电阻R14、R16连接至5V直流电源正极，语音识别芯片Ul的18端与电解电容C9和无极电容Cll电性连接，电解电容C9和无极电容Cll及语音识别芯片Ul的25端与地连接。
[0027]所述温度测量电路3包括温度传感器U4 ;其中温度传感器U4的3端与5V直流电源正极电性连接，温度传感器U4的I端与地连接，温度传感器U4的2端与单片机U2的IO端口电性连接。
[0028]所述语音输入电路4包括麦克风Ml、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R7、无极电容Cl、三极管Q1、运算放大器ARl ;其中麦克风Ml的一端与电阻R2和无极电容Cl电性连接，电阻R2另一端与电阻R2、电阻R4、电阻R5 —端与12V直流电源正极电性连接，无极电容Cl与电阻R3的另一端与三极管Ql基极电性连接，三极管Ql集电极分别与电阻R4及运算放大器ARl反相输入端电性连接，电阻R5另一端与运算放大器ARl同相输入端及R7一端电性连接，麦克风Ml另一端与三极管Ql发射极及电阻R7另一端与地连接。
[0029]所述语音输出电路5包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、扬声器LS1、三极管Q2、无极电容C4 ;其中电阻R8 —端接5V直流电源正极电性连接，电阻R8另一端与扬声器LSl —端电性连接，扬声器LSl另一端与三极管Q2集电极电性连接，三极管Q2基极与无极电容C4及电阻R9、电阻RlO —端电性连接，电阻R9、电阻RlO及三极管Q2发射极与地连接，电阻R9另一端与语音识别芯片的26端电性连接。
[0030]所述电加热执行电路6包括电阻R1、电阻R6、光耦隔离器U5、交流继电器K1、二极管Dl、熔断器Fl ;其中电阻R6 —端与单片机U2的IO端口电性连接，电阻R6另一端与光耦隔离器U5正极输入端电性连接，光耦隔离器U5正极输出端与交流继电器Kl控制端一端及二极管Dl阳极电性连接，光耦隔离器U5输入和输出端共地，交流继电器Kl控制端另一端和二极管Dl阴极与12V直流电源正极连接，交流继电器Kl动作端两端与电阻Rl和熔断器Fl串联接入220V交流电网中。
[0031]实施例2:如图1所示，一种饮水机的语音控制电路，包括主控制电路1、语音识别电路2、温度测量电路3、语音输入电路4、语音输出电路5、电加热执行电路6 ;其中语音输入电路4输出端与语音识别电路2电性连接，语音输出电路5输入端与语音识别电路2电性连接，语音识别电路2与主控制电路I电性连接，温度测量电路3输出端与主控制电路I电性连接，电加热执行电路6输入端与主控制电路I电性连接。
【权利要求】
1.一种饮水机的语音控制电路，其特征在于:包括主控制电路(I)、语音识别电路(2)、温度测量电路(3)、语音输入电路(4)、语音输出电路(5)、电加热执行电路(6);其中语音输入电路(4)输出端与语音识别电路(2)电性连接，语音输出电路(5)输入端与语音识别电路(2)电性连接，语音识别电路(2)与主控制电路(I)电性连接，温度测量电路(3)输出端与主控制电路(I)电性连接，电加热执行电路(6)输入端与主控制电路(I)电性连接。
2.根据权利要求1所述的饮水机的语音控制电路，其特征在于:所述主控制电路(I)包括单片机U2、存储芯片U3、晶振XT1、电解电容C7、无极电容C8、无极电容CIO、电阻R13、电阻R17、开关SI ;其中电解电容C7正极与开关SI —端电性连接至5V直流电源，开关SI另一端与电阻R13和单片机U2的9端电性连接，电阻R13另一端与电解电容C7负极及电阻R17 —端电性连接，电阻R17另一端与地连接，存储芯片U3的I端~7端分别与单片机U2的IO端口电性连接，存储芯片U3的8端与5V直流电源正极电性连接，存储芯片U3的4端与地连接，单片机U2的19端与18端分别与无极电容ClO和无极电容C8及晶振XTl两端电性连接，无极电容ClO和无极电容C8另一端均与地连接，单片机U2的31端和40端与5V直流电源正极电性连接，单片机U2的20端与地连接。
3.根据权利要求1所述的饮水机的语音控制电路，其特征在于:所述语音识别电路(2)包括语音识别芯片U1、电阻R11、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电解电容C2、无极电容C3、无极电容C5、无极电容C6、无极电容C9、无极电容Cl 1、发光二极管D2、发光二极管D3 ;其中语音识别芯片Ul的34端~45端、47端、48端分别与单片机U2的IO端口电性连接，语音识别芯片Ul的31端与电阻R15 —端电性连接，电阻R15另一端与单片机U2的IO端口电性连接，语音识别芯片Ul的7端、I端、32端、19端、23端与3.3V直流电源正极电性连接，语音识别芯片Ul的8端、33端、17端、24端、10端与地连接，语音识别芯片Ul的12端与电解电容C2正极及无极电容C3 —端电性连接，电解电容C2负极及无极电容C3另一端与地连接，语音识 别芯片Ul的20端与无极电容C6 —端电性连接，无极电容C6另一端与语音识别芯片Ul的21端及无极电容C5和电阻R12 —端电性连接，无极电容C5和电阻R12另一端与语音识别芯片的22端电性连接，语音识别芯片Ul的30端、29端分别与发光二极管D2、D3电性连接，并分别通过电阻R14、R16连接至5V直流电源正极，语音识别芯片Ul的18端与电解电容C9和无极电容Cll电性连接，电解电容C9和无极电容Cll及语音识别芯片Ul的25端与地连接。
4.根据权利要求1所述的饮水机的语音控制电路，其特征在于:所述温度测量电路(3)包括温度传感器U4 ;其中温度传感器U4的3端与5V直流电源正极电性连接，温度传感器U4的I端与地连接，温度传感器U4的2端与单片机U2的IO端口电性连接。
5.根据权利要求1所述的饮水机的语音控制电路，其特征在于:所述语音输入电路(4)包括麦克风Ml、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R7、无极电容Cl、三极管Q1、运算放大器ARl ;其中麦克风Ml的一端与电阻R2和无极电容Cl电性连接，电阻R2另一端与电阻R2、电阻R4、电阻R5 —端与12V直流电源正极电性连接，无极电容Cl与电阻R3的另一端与三极管Ql基极电性连接，三极管Ql集电极分别与电阻R4及运算放大器ARl反相输入端电性连接，电阻R5另一端与运算放大器ARl同相输入端及R7 —端电性连接，麦克风Ml另一端与三极管Ql发射极及电阻R7另一端与地连接。
6.根据权利要求1所述的饮水机的语音控制电路，其特征在于:所述语音输出电路(5)包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、扬声器LS1、三极管Q2、无极电容C4 ;其中电阻R8 —端接5V直流电源正极电性连接，电阻R8另一端与扬声器LSl —端电性连接,扬声器LSl另一端与三极管Q2集电极电性连接，三极管Q2基极与无极电容C4及电阻R9、电阻RlO —端电性连接，电阻R9、电阻RlO及三极管Q2发射极与地连接，电阻R9另一端与语音识别芯片的26端电性连接。
7.根据权利要求1所述的饮水机的语音控制电路，其特征在于:所述电加热执行电路(6)包括电阻R1、电阻R6、光耦隔离器U5、交流继电器K1、二极管D1、熔断器Fl ;其中电阻R6 一端与单片机U2的IO端口电性连接，电阻R6另一端与光耦隔离器U5正极输入端电性连接，光耦隔离器U5正极输出端与交流继电器Kl控制端一端及二极管Dl阳极电性连接，光耦隔离器U5输入和输出端共地，交流继电器Kl控制端另一端和二极管Dl阴极与12V直流电源正极 连接，交流继电器Kl动作端两端与电阻Rl和熔断器Fl串联接入220V交流电网中。
【文档编号】G05B19/042GK203812031SQ201420109390
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】黄国孟, 赖华, 赵润喆 申请人:昆明理工大学