一种基于dtmf模式的智能灯控方法及控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于DTMF模式的智能灯控方法，包括：采集音频数据，并将音频数据流以一定时间间隔进行分段；将相邻的三个音频数据单元划分为一组；选取每组对应控制灯具的颜色、亮度和频率的DTMF信号，以确定灯具的工作模式。一种基于DTMF模式的智能灯控制系统，包括：智能终端、蓝牙模块、音频播放模块、微处理器、音频信号采样电路、DTMF信号提取与解码模块和LED控制电路。利用三次的双音多频信令处理方式可以实现多种RGBW灯的状态，从而实现音乐律动功能。广泛应用于照明领域。
【专利说明】
-种基于DTMF模式的智能灯控方法及控制系统
技术领域
[0001] 本发明设及照明领域，具体为一种基于DTMF模式的智能灯控方法及控制系统。
【背景技术】
[0002] DTMF(Dual Tone Multi Frequency)双音多频信号，电话系统中电话机与交换机 之间的一种用户信令，通常用于发送被叫号码。
[0003] 双音多频信号由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率。一个高频信号和 一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字。DTMF信令有16个编码。利用DTMF信令 可选择呼叫相应的对讲机。在使用双音多频信号之前，电话系统中使用一连串的断续脉冲 来传送被叫号码，称为脉冲拨号。脉冲拨号需要电信局中的操作员手工完成长途接续。双音 多频信号是贝尔实验室发明的，其目的是为了自动完成长途呼叫，它是一种按键式电话使 用的拨号音。运种拨号音利用两个不同频率的声音的合成来表示电话的0~9、*、#按键(如 表1所示）。拨号电话不仅可W将拨号音发送到电话局的交换机，用W说明要呼叫的电话号 码，还可W利用自动声音应答系统进行号码选择。当利用VoIP技术等进行声音压缩传输时， 由于声音变化而不能正确的传输信号音，因此利用VoIP技术等传输信号音时不能原样直接 传送，要进行必要的数字数据转换。运种功能称为DTMF中继。
[0004] 随着人们消费观念的改变，在各种多媒体产品追求特色功能的时代，消费者不再 满足于单一的听觉享受，更倾向于有着视听效果俱佳的产品。目前市场中流行的蓝牙音箱 通常会和Lm)灯组合在一起，或者进行简单的色彩变换，在一定程度上满足了消费者当前的 需求。在控制Lm)灯的色彩变换方面方法单一，与音乐旋律节奏同步感不强烈;且对声音波 形数据进行快速傅立叶频谱分析的FFT算法占用很多CPU,如果再进一步对频谱提取包络信 号，加上实时性的要求，那么CPU处理其他指令任务的响应速度就没有运么快，且对硬件的 要求高，所需成本比较高，不适用于小产品。因此有必要进行改进。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于DTMF模式的智能灯控方法 及控制系统。
[0006] 本发明所采用的技术方案是:一种基于DTMF模式的智能灯控方法，包括：
[0007] 采集音频数据，并将音频数据流W-定时间间隔进行分段；
[000引将相邻的Ξ个音频数据单元划分为一组；
[0009] 选取每组对应控制灯具的颜色、亮度和频率的DTMF信号，W确定灯具的工作模式。
[0010] 作为该技术方案的改进，将分段的音频数据流依次编号并分组。
[0011] 作为该技术方案的改进，所述灯具的颜色设定为16种模式，包括4种单色、6种双色 混合、4种Ξ色混合、四色混合和灯具不亮。
[0012] 作为该技术方案的改进，所述亮度包括16级亮度。
[0013] 作为该技术方案的进一步改进，所述4种单色包括红色、绿色、蓝色和白色。
[0014] 作为该技术方案的进一步改进，分别提取灯具的颜色、亮度和频率信号，组成灯具 的一种工作模式。
[0015] 另一方面，本发明还提供一种基于DTMF模式的智能灯控制系统，包括：智能终端、 蓝牙模块、音频播放模块、微处理器、音频信号采样电路、DTMF信号提取与解码模块和Lm)控 制电路；
[0016] 所述DTMF信号提取与解码模块的输出端与微处理器的输入端连接；
[0017] 所述微处理器的输出端与L邸控制电路的输入端连接；
[001引所述灯控模块包括MCU和蓝牙，所述蓝牙与MCU连接；
[0019] 所述智能终端通过蓝牙模块与音频播放模块连接；
[0020] 所述蓝牙模块通过音频信号采样电路与DTMF信号提取与解码模块连接。
[0021] 本发明的有益效果是:本发明提供的一种基于DTMF模式的智能灯控方法及控制系 统，采用了通信技术中的DTMF，利用Ξ次的双音多频信令处理方式可W实现多种RGBW灯的 状态，从而实现音乐律动功能。本方案基于稳定的蓝牙音频数据通道，增加了一个控制智能 灯的方式，可W在蓝牙音箱和智能灯的产品中实现音乐律动，对硬件要求低，处理速度更 快，且能够与音乐的节奏有很好的一致性，可W满足客户对于音乐律动功能的需求。
【附图说明】
[0022] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明：
[0023] 图1是本发明一实施例的方法流程示意图；
[0024] 图2是本发明一实施例的模块连接示意图。
【具体实施方式】
[0025] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。
[0026] 本发明提供一种基于DTMF模式的智能灯控方法，通过手机和蓝牙音箱灯控模块内 的蓝牙模块配对成功后，利用手机APP播放一段100ms左右的音频，运段音频用来提取DTMF 信号，利用程序设置好所提取的信号的模式。同时在手机音乐播放器中播放音乐，通过 100ms的音频，采取DTMF的信令方式来获取所需信号。其中，表1表示了每个DTMF信号的频 率。
[0027] 表 1
[002引
[0029] 将音频信号分成若干个长度相的等时基单元，每个时基单元对应一组DTMF信号， 相邻的Ξ段时基单元Τ、Τ+1、Τ+2划分为一组，每一组内的Ξ个单元通过其对应的DTMF分别 控制L邸灯的颜色R/G/B/W、亮度L和频率F(时间间隔t)。
[0030] 例如:第T路信号设定为选择16种灯颜色，其中分别为:单色为4种，R/G/B/W，双色 混合为6种，RG/RB/RW/GB/GW/BW，Ξ色混合为4种，RGB/RBW/RGW/GBW，四色混合 1 种，RGBW，运 是15种不同的灯的颜色的情况，还有一种灯全不亮的情况，一共是16种。第T+1路信号设定 为选择16级亮度，其中分别为第1级、第2级、第3级......第15级、16级亮度。第T+2路信号设 定为选择时间间隔t，分别为t/2t/3t......15t/16t，W此类推。在微处理器所设定好的程 序内，根据所提取信号的模式来具体的控制R/G/B/W四色灯的颜色、亮度灰阶、闪烁时间等。 选择一种灯的亮闪模式需要3次提取DTMF信令，即300ms的时间。设定好运种模式后，通过运 个蓝牙音箱播放音乐的时，智能灯会随着音乐律动而变幻灯的颜色、亮度、闪烁时间间隔， 从而实现音乐律动功能。
[0031] 表2
[0032]
[0037] 在表2、表3和表4Ξ个表格中分别选取一种参数，即组成了一种灯的状态:颜色*亮 度*频率。
[0038] 参照图1，是本发明一实施例的方法流程示意图。一种基于DTMF模式的智能灯控方 法，包括：
[0039] 采集音频数据，并将音频数据流W-定时间间隔进行分段；
[0040] 将相邻的Ξ个音频数据单元划分为一组；
[0041] 选取每组对应控制灯具的颜色、亮度和频率的DTMF信号，W确定灯具的工作模式。
[0042] 作为该技术方案的改进，将分段的音频数据流依次编号并分组。
[0043] 作为该技术方案的改进，所述灯具的颜色设定为16种模式，包括4种单色、6种双色 混合、4种Ξ色混合、四色混合和灯具不亮。
[0044] 作为该技术方案的改进，所述亮度包括16级亮度。
[0045] 作为该技术方案的进一步改进，所述4种单色包括红色、绿色、蓝色和白色。
[0046] 作为该技术方案的进一步改进，分别提取灯具的颜色、亮度和频率信号，组成灯具 的一种工作模式。
[0047] 首先进行音频数据采样;然后将音频数据流W-定时间间隔进行分段并编号为Τ; 对分段后的音频数据进行分组;将Τ与3进行求余运算;若Τ % 3 = 0，则提取DTMF信号并解码， R/G/B/W选择信号确定颜色模式;若Τ% 3 = 1，则提取DTMF信号并解码，选择亮度控制信号； 若Τ%3 = 2,则提取DTMF信号并解码，选择频率控制信号;根据Ξ种不同信号的确定，进而确 定了智能灯的工作模式。作为一实施例，将编号与3进行求余运算，若其值为0,则提取DTMA 信号并解码，进行颜色控制信号选择;若其值为1，则提取DTM信号并解码，进行亮度控制信 号选择;若其值为2，则提取DTM信号并解码，进行频率控制信号选择。
[0048] 参照图2,是本发明一实施例的模块连接示意图。一种基于DTMF模式的智能灯控制 系统，包括:智能终端如手机、蓝牙模块、音频播放模块、微处理器、音频信号采样电路、DTMF 信号提取与解码模块和LED控制电路；
[0049] 所述DTMF信号提取与解码模块的输出端与微处理器的输入端连接；
[0050] 所述微处理器的输出端与L邸控制电路的输入端连接；
[0051 ] 所述灯控模块包括MCU和蓝牙，所述蓝牙与MCU连接；
[0052] 所述智能终端通过蓝牙模块与音频播放模块连接；
[0053] 所述蓝牙模块通过音频信号采样电路与DTMF信号提取与解码模块连接。
[0054] 该蓝牙连接协议采用传统的蓝牙音箱连接协议，方便连接配对且稳定。
[0055] 本发明通过音频传输数据的方式实现了控制智能灯。而传统的蓝牙音箱增加智能 灯控的功能，只是单独搞一个蓝牙模块，实现与APP的通信，或者没有手机管理功能，过程复 杂。
[0056] 将DTMF运个成熟的技术方法应用于音乐律动的场景中，通过Ξ组DTMF信号分别来 控制Lm)灯的颜色R/G/B/W、亮度等级和时间间隔，实现16*16*16种灯的状态，实现音乐律动 的功能。
[0057] W上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施 例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替 换，运些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1. 一种基于DTMF模式的智能灯控方法，其特征在于，包括： 采集音频数据，并将音频数据流以一定时间间隔进行分段； 将相邻的三个音频数据单元划分为一组； 选取每组对应控制灯具的颜色、亮度和频率的DTMF信号，以确定灯具的工作模式。2. 根据权利要求1所述的基于DTMF模式的智能灯控方法，其特征在于:将分段的音频数 据流依次编号并分组。3. 根据权利要求1或2所述的基于DTMF模式的智能灯控方法，其特征在于:所述灯具的 颜色设定为16种模式，包括4种单色、6种双色混合、4种三色混合、四色混合和灯具不亮。4. 根据权利要求3所述的基于DTMF模式的智能灯控方法，其特征在于:所述亮度包括16 级亮度。5. 根据权利要求4所述的基于DTMF模式的智能灯控方法，其特征在于:所述4种单色包 括红色、绿色、蓝色和白色。6. 根据权利要求5所述的基于DTMF模式的智能灯控方法，其特征在于:分别提取灯具的 颜色、亮度和频率信号，组成灯具的一种工作模式。7. -种基于DTMF模式的智能灯控制系统，其特征在于，包括：智能终端、蓝牙模块、音频 播放模块、微处理器、音频信号采样电路、DTMF信号提取与解码模块和LED控制电路； 所述DTMF信号提取与解码模块的输出端与微处理器的输入端连接； 所述微处理器的输出端与LED控制电路的输入端连接； 所述灯控模块包括MCU和蓝牙，所述蓝牙与MCU连接； 所述智能终端通过蓝牙模块与音频播放模块连接； 所述蓝牙模块通过音频信号采样电路与DTMF信号提取与解码模块连接。
【文档编号】H04R3/00GK106061044SQ201610612598
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】周国富, 马彩云, 张泰原, 翟迪国, 易子川
【申请人】深圳市国华光电研究院, 深圳市国华光电科技有限公司, 华南师范大学