一种护眼书写灯的制作方法

本发明涉及家电领域，尤其涉及一种护眼书写灯。

背景技术：

现有的家用书写灯大多数使用的采用led光源，蓝光对led光源而言是最基本的一部分，也是不可缺少的一部分，蓝光芯片的波光一般为450-470nm，该波光辐射照射后引起的光化学作用，会导致视网膜发生损伤的危害。如果照射时间超过10s，这种损害机理起主要作用，而且是热损害机理的数倍之多。

另外，现有的书写灯，功能单一，仅提供灯光功能，而且控制方式也单一，基本上就是按键操作。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种护眼书写灯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种护眼书写灯，包括主控模块和受控于所述主控模块的发光模块，所述发光模块包括两种不同色温的可独立控制的发光单元，每个所述发光单元采用rg0无蓝光led灯珠作为光源，两种发光单元的灯珠按照数量交错布置；

其中，发光模块包括开灯和关灯两种状态，且在开灯状态时包括以下三种灯光模式：学习模式、休闲模式、睡前模式，每种灯光模式开启不同数量的灯珠，且学习模式、休闲模式、睡前模式下开启的色温较高的发光单元的灯珠数量依次降低。

在本发明所述的护眼书写灯中，两种发光单元包括白光灯单元和暖光灯单元；所述暖光灯单元的所有灯珠在学习模式、休闲模式、睡前模式下全部开启；所述白光灯单元的灯珠仅在学习模式、休闲模式下开启，且学习模式下开启的白光灯单元的灯珠数量大于休闲模式下开启的白光灯单元的灯珠数量。

在本发明所述的护眼书写灯中，所述书写灯还包括一个按键触发模块，所述按键触发模块具有不同的触发方式，所述按键触发模块在第一种触发方式下可触发所述主控模块控制发光模块从当前的开灯/关灯状态切换到关灯/开灯状态，所述按键触发模块在第二种触发模式下可触发所述主控模块改变各个已经开启的灯珠的亮度，所述主控模块可存储发光模块最近一次切换至关灯状态前的灯光模式和灯珠亮度。

在本发明所述的护眼书写灯中，所述书写灯还包括用于进行语音交互的语音交互模块，所述语音交互模块用于采集识别语音指令以及根据识别结果播放回应语音；所述主控模块用于在语音交互模块识别出符合要求的语音后执行相应的控制。

在本发明所述的护眼书写灯中，所述语音交互模块包括待唤醒状态和听令状态，当所述语音交互模块处于待唤醒状态时，识别采集的语音指令是否为唤醒指令，并在识别出唤醒指令时切换至听令状态；当所述语音交互模块进入听令状态后维持第一预设时间再进入待唤醒状态，且语音交互模块在听令状态时还可识别采集的语音指令是否为控制指令，并在识别出控制指令时通知主控模块进行相应的控制，包括：调整灯珠亮度、进入开灯或者关灯状态、进入某个灯光模式、启动护眼提醒功能、启动眼保健操功能、调节音量。

在本发明所述的护眼书写灯中，所述的在识别出控制指令时通知主控模块进行相应的控制，包括：如果语音交互模块在听令状态识别出控制指令为某种灯光模式的控制指令，则所述主控模块控制调整开启的灯珠数量以进入该某种灯光模式。

在本发明所述的护眼书写灯中，还包括受控于所述主控模块的计时单元，所述的在识别出控制指令时通知主控模块进行相应的控制，包括：如果语音交互模块在听令状态识别出控制指令为护眼提醒的控制指令，则所述主控模块控制计时单元启动，并在计时单元计满时控制语音交互模块播放护眼提醒语音。

在本发明所述的护眼书写灯中，所述的在识别出控制指令时通知主控模块进行相应的控制，包括：如果语音交互模块在听令状态识别出控制指令为做眼保健操的控制指令，则所述主控模块控制语音交互模块播放眼保健操相关的音乐或者语音。

在本发明所述的护眼书写灯中，所述的在识别出控制指令时通知主控模块进行相应的控制，包括：如果语音交互模块在听令状态识别出控制指令为休息相关的控制指令，则所述主控模块控制调整开启的灯珠数量进入睡前模式，并在第二预设时间后控制所述发光模块进入关灯状态，且在进入关灯状态之前控制灯珠亮度逐渐降低。

在本发明所述的护眼书写灯中，所述书写灯还包括语音交互模块、计时单元、按键触发模块，其中，所述语音交互模块包括：用于采集输入的语音指令的麦克风、用于对麦克风采集的语音指令进行降噪处理的降噪处理单元、用于存储语音指令模型的语音模型库、用于将降噪后的语音指令与语音模型库中的模型进行匹配以识别语音的语音识别单元、用于播放回应语音的喇叭、用于存储回应语音的音频资料库、用于从音频资料库中选择具体的回应语音送往喇叭输出的音频控制单元；所述按键触发模块包括：用于检测按键触摸信号的触控传感器和用于对触控传感器检测的信号进行处理的触控信号处理单元；所述主控模块包括：用于对整个书写灯进行协调控制的主控mcu、用于对发光模块进行控制的灯光控制单元以及用于对整个书写灯的供电进行管理的电源管理单元。

所述麦克风连接至降噪处理单元，降噪处理单元、语音模型库连接语音识别单元，音频资料库分别连接喇叭和音频控制单元，触控传感器连接触控信号处理单元，触控信号处理单元和发光模块连接灯光控制单元，语音识别单元、计时单元、音频控制单元、灯光控制单元以及电源管理单元分别连接主控mcu。

实施本发明的护眼书写灯，具有以下有益效果：本发明采用rg0无蓝光led灯珠作为光源，不会有蓝光视网膜危害和热损伤，使用更加健康安全，更适合长时间使用的照明环境，特别是学习和办公，给用户提供了一个良好的照明体验，且采用两种不同色温的可独立控制的发光单元，两种发光单元的灯珠按照数量交错布置，使得光线均匀，通过开启不同数量的发光单元可以实现学习模式、休闲模式、睡前模式的多种灯光模式，提高用户体验；进一步的，本发明还可以进行语音交互控制，控制内容包括调整灯珠亮度、进入开灯或者关灯状态、进入某个灯光模式、启动护眼提醒功能、启动眼保健操功能，因此可以提供非常丰富的功能，另外，为了减少日常生活中一些跟语音指令相同的或非常相近的声音被误识别而产生误动作，语音交互功能中，语音交互模块包括待唤醒状态和听令状态，在待唤醒状态时识别采集的语音指令是否为唤醒指令，而只有在听令状态时才识别采集的语音指令是否为控制指令，提高了语音识别的可靠性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本发明护眼书写灯的原理框图；

图2是本发明护眼书写灯的较佳实施例中的灯珠排布示意图；

图3是本发明护眼书写灯的较佳实施例的原理框图；

图4是集成了图3中的虚框内的结构的芯片及其外围电路图；

图5是图3中的电源管理单元的电路图；

图6是图3中的降噪处理单元的电路图；

图7是图3中的灯光控制单元控制暖光灯部分的电路图；

图8是图3中的灯光控制单元控制白光灯部分的电路图；

图9是图3中的音频资料库的电路图；

图10是图3中的按键触发模块的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

需要说明的是，词语“相等”或者其他类似的用语，不限于数学术语中的绝对相等或相同，在实施本专利所述权利时，可以是工程意义上的相近或者在可接受的误差范围内。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参考图1，本发明的书写灯包括主控模块、发光模块，优选的，还包括语音交互模块以及按键触发模块，按键触发模块参与灯光的相关控制，语音交互模块除了参与灯光的相关控制外还参与护眼提醒功能控制、启动眼保健操功能控制。下面结合具体的实例对本发明进行详细说明。

本发明中，所述发光模块包括两种不同色温的可独立控制的发光单元，分别为白光灯单元和暖光灯单元。本实施例中，每个所述发光单元采用rg0无蓝光led灯珠作为光源，不会有蓝光视网膜危害和热损伤，使用更加健康安全，更适合长时间使用的照明环境，特别是学习和办公，给用户提供了一个良好的照明体验。

其中，发光模块包括开灯和关灯两种状态，开灯状态是指有灯珠开启，关灯是指没有灯珠开启。在开灯状态时包括以下三种灯光模式：学习模式、休闲模式、睡前模式。这三种灯光模式的区别在于开启的灯珠数量的不同。本实施例中，在学习模式、休闲模式、睡前模式下，暖光灯单元的所有灯珠全部开启；而仅在学习模式、休闲模式下开启白光灯单元的灯珠，且学习模式下开启的白光灯单元的灯珠数量大于休闲模式下开启的白光灯单元的灯珠数量。

本实施例中，白光灯单元的灯珠功率为5000k，灯珠数量为30颗，暖光灯单元的灯珠功率为3000k，灯珠数量为20颗。在学习模式、休闲模式、睡前模式下，暖光灯单元的灯珠开启数量均为30颗，学习模式下开启的白光灯单元的灯珠数量为20颗，休闲模式下开启的白光灯单元的灯珠数量为10颗。

本发明中两种发光单元按照数量交错布置。比如参考图2，图中灯珠1表示暖光灯灯珠，2表示在学习模式、休闲模式下均开启白光灯灯珠，灯珠3表示仅在休闲模式下开启的白光灯灯珠，所有的30颗暖光灯灯珠分成并行的两排布置，所有的20颗白光灯灯珠呈一排设置且位于两排暖光灯灯珠之间，相邻暖光灯灯珠之间的间距和相邻白光灯灯珠之间的间距相等，白光灯灯珠与暖光灯灯珠非正对设置(比如白光灯灯珠位于两个相邻的暖光灯灯珠的中心线上)，且仅在休闲模式下开启的10颗白光灯灯珠和其他的在学习模式、休闲模式下均开启的10颗白光灯灯珠间隔排布。

本发明中的按键触发模块具有不同的触发方式，比如短按、长按。所述按键触发模块在第一种触发方式(比如短按，当然也可以为长按1s)下可触发所述主控模块控制发光模块从当前的开灯/关灯状态切换到关灯/开灯状态，所述按键触发模块在第二种触发模式(比如长按1s，当然也可以为短按)下可触发所述主控模块改变各个已经开启的灯珠的亮度，比如假如将灯珠亮度分为三个等级，则可以每按压一次将灯珠亮度的等级提高一次，如果在按压之前已经是最该等级，则被按压后调整为最低等级。

优选的，所述主控模块可存储发光模块最近一次切换至关灯状态前的灯光模式和灯珠亮度，在下次发光模块进入开灯状态时，控制发光模块直接以最近存储的灯光模式进入开灯状态，且灯珠亮度也控制为存储的灯珠亮度。

本发明的语音交互模块用于采集识别语音指令以及根据识别结果播放回应语音；所述主控模块用于在语音交互模块识别出符合要求的语音后执行相应的控制。

为了减少日常生活中一些跟语音指令相同的或非常相近的声音被误识别而产生误动作，具体的，所述语音交互模块包括待唤醒状态和听令状态，当所述语音交互模块处于待唤醒状态时，识别采集的语音指令是否为唤醒指令，譬如“护眼小精灵”，并在识别出唤醒指令时切换至听令状态；当所述语音交互模块进入听令状态后维持第一预设时间(比如10秒)再进入待唤醒状态，且语音交互模块在听令状态时还可识别采集的语音指令是否为控制指令，譬如“开灯、关灯、调亮一点、调暗一点、调到最亮、调到最暗”等，并在识别出控制指令时通知主控模块进行相应的控制，该控制包括：调整灯珠亮度、进入开灯或者关灯状态、进入某个灯光模式、启动护眼提醒功能、启动眼保健操功能、调节音量。

唤醒指令相当于一道阀门，譬如当用户说出“护眼小精灵”时可以在10秒的窗口期内说出准确的控制指令，如“开灯、关灯、调亮一点、调暗一点、调到最亮、调到最暗”等，才会根据语音所对应的操作要求进行相关判断，并根据判断结果执行相应的设备操作以及播放对应的回应语音才会对语音指令进行比较和分析，如果是符合要求的语音指令，立刻按照指令做出操控，同时播放相应的语音回应语。

下表1示意出了一个语音指令表，其记载了本发明的符合要求的语音以及其所对应的判断事项、判断结果、设备动作以及回应语音：

表1语音指令表

下面结合以上语音指令表，着重介绍几种语音交互控制的情形。

第一种是对灯光模式的语音交互控制，其过程包括：如果语音交互模块在听令状态识别出控制指令为某种灯光模式的控制指令，则首先判定当前的灯光模式是否已经是该某种灯光模式，如果是，则不做调整，直接播放回应语音提醒用户当前的灯光模式已经是该某种灯光模式，如果不是，则所述主控模块控制调整开启的灯珠数量以进入该某种灯光模式，并播放相应的回应语音。

第二种是护眼提醒功能的语音交互控制，其过程包括：如果语音交互模块在听令状态识别出控制指令为护眼提醒的控制指令，则所述主控模块控制计时单元启动，并在计时单元计满时控制语音交互模块播放护眼提醒语音。

比如，用户说出“护眼小精灵”，然后说一句“护眼提醒”，护眼灯回应说：“用眼健康，从此开始。四十五分钟后将提醒您休息”，然后进入倒计时，45分钟后播放回应语音：“亲爱的主人，您已经持续用眼45分钟了，该让您的眼睛休息一会了！建议您闭眼休息片刻，或向远处眺望，或观看绿色植物。”

第三种是眼保健操功能的语音交互控制，其过程包括：如果语音交互模块在听令状态识别出控制指令为做眼保健操的控制指令，则所述主控模块控制语音交互模块播放眼保健操相关的音乐或者语音。

比如，用户说出“护眼小精灵”，然后说一句“我要做眼保健操”，台灯立刻播放回应语音：“太好了，预防近视，从做好眼保健操开始。”接下来就开始播放眼保健操的音乐。

第四种是睡前模式的特殊控制，其过程包括：如果语音交互模块在听令状态识别出控制指令为休息相关的语音(比如晚安)，则所述主控模块控制调整开启的灯珠数量进入睡前模式，并在第二预设时间(比如10分钟)后控制所述发光模块进入关灯状态，且在进入关灯状态之前(比如提前1分钟)控制灯珠亮度逐渐降低。

比如，用户说出“护眼小精灵”，然后说一句“晚安”，书写灯立即会自动调至“睡前模式”，播放回应语音：“晚安！现在已进入睡前模式，10分钟后将为您关灯。”在最后1分钟灯光逐渐暗下来，最后完全熄灭。

当然，还有其他关于关灯、开灯、音量的语音交互控制，可以参考上述的语音指令表，此处不再一一介绍。

下面结合图3-10，详细说明具体实施例的电路实现。

参考图3，语音交互模块包括：用于采集输入的语音指令的麦克风、用于对麦克风采集的语音指令进行降噪处理的降噪处理单元、用于存储语音指令模型的语音模型库、用于将降噪后的语音指令与语音模型库中的模型进行匹配以识别语音的语音识别单元、用于播放回应语音的喇叭、用于存储回应语音的音频资料库、用于从音频资料库中选择具体的回应语音送往喇叭输出的音频控制单元；所述按键触发模块包括：用于检测按键触摸信号的触控传感器和用于对触控传感器检测的信号进行处理的触控信号处理单元；所述主控模块包括：用于对整个书写灯进行协调控制的主控mcu、用于对发光模块进行控制的灯光控制单元以及用于对整个书写灯的供电进行管理的电源管理单元。

所述麦克风连接至降噪处理单元，降噪处理单元、语音模型库连接语音识别单元，音频资料库分别连接喇叭和音频控制单元，触控传感器连接触控信号处理单元，触控信号处理单元和发光模块连接灯光控制单元，语音识别单元、计时单元、音频控制单元、灯光控制单元以及电源管理单元分别连接主控mcu。

参考图4，电路实现上，本实施例采用了qsh-asr01芯片u2，其集成了图3中的虚框所示的结构的功能，其81、20引脚即可连接喇叭。参考图5，电源管理单元负责将书写灯的输入电源电压转化为系统所需电压源，例如vdd33和dc5v。参考图6，降噪处理单元一方面负责为麦克风提供稳定的直流供电，另一方面滤除一部分噪声然后将干净的麦克风采集的信号输入到芯片u2中做进一步的处理。

参考图7，考虑到学习模式、休闲模式、睡前模式下的暖光灯数量完全一致，所以暖光灯单元的30颗灯珠全部由同一个开光管q6控制，如图7中l1-l30所示。本实施例中，参考图8，将休闲模式下才开启的10个白光灯灯珠l1’-l10’通过一个开关管q1控制、其他的在学习模式、休闲模式下均开启的10个白光灯灯珠通过另外一个开关管控制即可(图未示意)。参考图9，音频资料库可以采用pn25f08ssiug，其内存放音频文档，作为人机交互的语音反馈音源。参考图10，触控传感器和触控信号处理单元采用sgl8022k，负责人机交互的触控按键的感应处理，把触控会感应信号转换成数字信号，发送给控芯片u2。

芯片u2负责将麦克风信号做调理滤波，并进行自动语音识别算法的运算，匹配内置之命令词。然后根据目前状态做相应命令的处理，并能从音频资料库提取相关语音，解码并播放，达到音频交互的效果。

本实施例总体运行流程为：通过麦克风、降噪处理单元采集干净的语音信号，发送给qsh-asr01芯片u2，芯片u2开始做自动语音识别算法的运算，并将结果与芯片存储的语音模型特征值进行匹配，如果相匹配则进行下一步处理，芯片u2根据识别结果和当前灯的状态做灯开、灭、亮度调节等控制，并从音频资料库中提取相关的提示音频，做解码和放大输出驱动喇叭，播放相应的提示音。

综上所述，实施本发明的护眼书写灯，具有以下有益效果：本发明采用rg0无蓝光led灯珠作为光源，不会有蓝光视网膜危害和热损伤，使用更加健康安全，更适合长时间使用的照明环境，特别是学习和办公，给用户提供了一个良好的照明体验，且采用两种不同色温的可独立控制的发光单元，两种发光单元的灯珠按照数量交错布置，使得光线均匀，通过开启不同数量的发光单元可以实现学习模式、休闲模式、睡前模式的多种灯光模式，提高用户体验；进一步的，本发明还可以进行语音交互控制，控制内容包括调整灯珠亮度、进入开灯或者关灯状态、进入某个灯光模式、启动护眼提醒功能、启动眼保健操功能，因此可以提供非常丰富的功能，另外，为了减少日常生活中一些跟语音指令相同的或非常相近的声音被误识别而产生误动作，语音交互功能中，语音交互模块包括待唤醒状态和听令状态，在待唤醒状态时识别采集的语音指令是否为唤醒指令，而只有在听令状态时才识别采集的语音指令是否为控制指令，提高了语音识别的可靠性和效率。

上述描述涉及各种模块。这些模块通常包括硬件和/或硬件与软件的组合(例如固化软件)。这些模块还可以包括包含指令(例如，软件指令)的计算机可读介质(例如，永久性介质)，当处理器执行这些指令时，就可以执行本发明的各种功能性特点。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受实施例中明确提到的模块中的特定硬件和/或软件特性的限制。作为非限制性例子，本发明在实施例中可以由一种或多种处理器(例如微处理器、数字信号处理器、基带处理器、微控制器)执行软件指令(例如存储在非永久性存储器和/或永久性存储器)。另外，本发明还可以用专用集成电路(asic)和/或其他硬件元件执行。需要指出的是，上文对各种模块的描述中，分割成这些模块，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种模块的界限可以是模糊的。例如，本文中的任意或所有功能性模块可以共享各种硬件和/或软件元件。又例如，本文中的任何和/或所有功能模块可以由共有的处理器执行软件指令来全部或部分实施。另外，由一个或多个处理器执行的各种软件子模块可以在各种软件模块间共享。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受各种硬件和/或软件元件间强制性界限的限制。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。