本发明涉及照明灯具领域，尤其涉及一种离线语音控制并且可以进行语音反馈的可根据情景切换照明模式的新型led智能照明灯具及其控制系统。
背景技术
led照明产品以其安全、稳定、环保、开放、标准等理念，将成为社区、家庭智能化应用的开拓者。然而现有的led照明仍然沿袭传统控制方式，无论是通过手动键盘、鼠标、遥控还是多点触控，这些交互控制方式都过于依赖人手操作。随着人们对智能生活体验的要求不断提高，采用语音控制的led智慧照明将为照明产业发展带来新的模式。据研究光照条件对人的情绪有很大的影响，通过语音控制，切换人在不同活动场景的照明模式，改变灯光的开关、亮度、色温，让阅读、办公、睡眠、娱乐、起夜等活动都可以在较理想舒适的环境中进行。语音识别的推广障碍之一是识别系统工作不够稳定，识别错误率较高。
因此，现有技术需要进一步改进和完善。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单的新型led智能照明灯具。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种新型led智能照明灯具，该照明灯具主要包括底座、顶盖、灯罩、灯体、led灯组、麦克风阵列、扬声器阵列、蓄电池、降噪环、以及控制器。所述底座水平设置，灯体的一端固定在底座上，另一端竖直向上延伸，所述顶盖安装在灯体的顶部上。
具体的，所述灯体采用空心正六棱柱结构设计。所述灯罩安装在灯体外侧将灯体罩住，其一端与底座固定，另一端与顶盖连接。所述降噪环分别嵌套在灯具的顶部及底部，分别位于灯罩与顶盖的连接处和灯罩和底座的连接处，且在降噪环与麦克风阵列相对的地方设有一对降噪孔。所述led灯组、麦克风阵列、扬声器阵列均安装在灯体侧面，并分别与控制器连接。所述控制器和蓄电池均固定在灯体内部，且互相连接。所述麦克风阵列与扬声器阵列互相间隔设置，且分别位于灯体的顶部与底部位置。所述led灯组固定在灯体的中部位置。所述led灯组由冷白光led、暖白光led、以及rgb三基色led共同组成。
具体的，所述控制器包括供电模块、以及与供电模块连接的主控模块、离线语音模块和led电路模块。所述主控模块分别与离线语音模块和led电路模块连接，从离线语音模块获取用户控制指令，来控制led电路模块的工作状态。所述led电路模块设为led驱动电路，分别与主控模块和led灯组连接。
具体的，所述离线语音模块包括通过麦克风阵列精准捕获声音信息的语音采集模块、将去噪处理后的声音信息与语音库进行匹配和识别的语音识别模块、以及通过扬声器阵列反馈用户指令的语音反馈模块。所述语音识别模块分别与语音采集模块、语音反馈模块和主控模块连接。
具体的，所述语音采集模块还包括降噪电路，所述语音识别模块设为语音识别芯片，所述语音反馈模块还包括音频放大电路和音频dac输出电路。所述降噪电路的输入端与麦克风阵列的输出端连接，输出端和语音识别芯片的输入端连接。所述音频放大电路的输出端与扬声器阵列连接，输入端与音频dac输出电路的输出端连接，所述音频dac输出电路的输入端与语音识别芯片的输出端连接。
具体的，所述供电模块包括第一过压保护电路、ad/dc电路、第二过压保护电路、以及恒流保护电路。所述第一过压保护电路的输入端与市电连接，输出端与ad/dc电路的输入端连接；所述ad/dc电路的输出端与恒流保护电路的输入端连接。所述第二过压保护电路的输入端与蓄电池连接，输出端与恒流保护电路的输入端连接。所述恒流保护电路的输出端分别与控制器、led灯组、麦克风阵列、以及扬声器阵列连接。
作为本发明的优选方案，本发明所述蓄电池采用能量密度高、使用寿命长、重量轻的12v锂电池作为后备供电电源。
本发明的工作过程和原理是：工作时，用户只需对着照明灯具说出对应的控制口令，在顶部和底部的双降噪环的作用下进入麦克风阵列，形成电信号后发送至降噪电路，经过降噪后声音信息被语音识别芯片获取并识别处对应的口令，接着将控制信息发送给主控模块并控制音频dac输出电路和音频放大电路来驱动扬声器阵列将识别的口令播放出来；最后主控模块通过led驱动电路来驱动led灯组，从而实现不同发光模式的切换。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。
与现有技术相比，本发明还具有以下优点：
(1)本发明所提供的新型led智能照明灯具采用语音识别模块，引入语音去噪模块，灯具结构上设计了去噪环，增加语音识别的准确率。采用神经网络算法进行深度学习，然后对新的样本做智能识别，进一步对led实现智能控制，具有识别效率高、运行稳定可靠等优点。
(2)本发明所提供的新型led智能照明灯具可以对不同的情景模式进行切换，对每一个情境下的灯光亮度、色温、色彩进行语音控制，营造不同环境下的照明氛围，从而获得更好的用户体验。
(3)本发明所提供的新型led智能照明灯具通过采样建立语音库，基于嵌入式离线识别引擎，零流量实时响应，采用神经网络算法进行深度学习，然后对新的样本做智能识别，进一步对led的照明情景模式进行智能化控制，实现快速稳定的本地化语音服务。
(4)本发明采用冷白光led、暖白光led组、以及rgb三基色led组作为发光光源。系统运行后，根据识别出来的命令词通过语音识别模块的处理信号传送去单片机控制模块，单片机根据传送的信号控制pwm电路以及高电平时间，实现对系统发光的色温、颜色、光强以及发光均匀性的控制。
附图说明
图1是本发明所提供的新型led智能照明灯具的立体图。
图2是本发明所提供的新型led智能照明灯具的内部结构主视图。
图3是本发明所提供的新型led智能照明灯具的内部结构立体图。
图4是本发明所提供的新型led智能照明灯具的工作原理图。
图5是本发明所提供的离线语音模块的工作原理图。
图6是本发明所提供的灯具控制情景照明模式的工作原理图。
图7是本发明所提供的供电模块的工作原理图。
上述附图中的标号说明：
1-底座，2-顶盖，3-灯罩，4-灯体，5-led灯组，6-麦克风阵列，7-扬声器阵列，8-降噪环，9-降噪孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1至图7所示，本实施例公开了一种新型led智能照明灯具，该照明灯具主要包括底座1、顶盖2、灯罩3、灯体4、led灯组5、麦克风阵列6、扬声器阵列7、蓄电池、降噪环8、以及控制器。所述底座1水平设置，灯体4的一端固定在底座1上，另一端竖直向上延伸，所述顶盖2安装在灯体4的顶部上。
具体的，所述灯体4采用空心正六棱柱结构设计。所述灯罩3安装在灯体4外侧将灯体4罩住，其一端与底座1固定，另一端与顶盖2连接。所述降噪环8分别嵌套在灯具的顶部及底部，分别位于灯罩3与顶盖2的连接处和灯罩3和底座1的连接处，且在降噪环8与麦克风阵列6相对的地方设有一对降噪孔9。所述led灯组5、麦克风阵列6、扬声器阵列7均安装在灯体4侧面，并分别与控制器连接。所述控制器和蓄电池均固定在灯体4内部，且互相连接。所述麦克风阵列6与扬声器阵列7互相间隔设置，且分别位于灯体4的顶部与底部位置。所述led灯组5固定在灯体4的中部位置。所述led灯组5由冷白光led、暖白光led、以及rgb三基色led共同组成。
具体的，所述控制器包括供电模块、以及与供电模块连接的主控模块、离线语音模块和led电路模块。所述主控模块分别与离线语音模块和led电路模块连接，从离线语音模块获取用户控制指令，来控制led电路模块的工作状态。所述led电路模块设为led驱动电路，分别与主控模块和led灯组5连接。
具体的，所述离线语音模块包括通过麦克风阵列6精准捕获声音信息的语音采集模块、将去噪处理后的声音信息与语音库进行匹配和识别的语音识别模块、以及通过扬声器阵列7反馈用户指令的语音反馈模块。所述语音识别模块分别与语音采集模块、语音反馈模块和主控模块连接。
具体的，所述语音采集模块还包括降噪电路，所述语音识别模块设为语音识别芯片，所述语音反馈模块还包括音频放大电路和音频dac输出电路。所述降噪电路的输入端与麦克风阵列6的输出端连接，输出端和语音识别芯片的输入端连接。所述音频放大电路的输出端与扬声器阵列7连接，输入端与音频dac输出电路的输出端连接，所述音频dac输出电路的输入端与语音识别芯片的输出端连接。
具体的，所述供电模块包括第一过压保护电路、ad/dc电路、第二过压保护电路、以及恒流保护电路。所述第一过压保护电路的输入端与市电连接，输出端与ad/dc电路的输入端连接；所述ad/dc电路的输出端与恒流保护电路的输入端连接。所述第二过压保护电路的输入端与蓄电池连接，输出端与恒流保护电路的输入端连接。所述恒流保护电路的输出端分别与控制器、led灯组5、麦克风阵列6、以及扬声器阵列7连接。
作为本发明的优选方案，本发明所述蓄电池采用能量密度高、使用寿命长、重量轻的12v锂电池作为后备供电电源。
本发明的工作过程和原理是：工作时，用户只需对着照明灯具说出对应的控制口令，在顶部和底部的双降噪环8的作用下进入麦克风阵列6，形成电信号后发送至降噪电路，经过降噪后声音信息被语音识别芯片获取并识别处对应的口令，接着将控制信息发送给主控模块并控制音频dac输出电路和音频放大电路来驱动扬声器阵列7将识别的口令播放出来；最后主控模块通过led驱动电路来驱动led灯组5，从而实现不同发光模式的切换。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。
实施例2：
如图1至3所示，本实施例公开了一种通过语音识别离线控制的可切换情景、调节亮度、色温、颜色的led灯具，该灯具包含发光光源、离线语音识别和语音反馈模块、led电路控制模块、电源供电模块。待机状态下，采集到唤醒命令词时系统响应，模拟信号被语音模块识别并采集，对特征参数进行分析、比对，随即输出信号至单片机控制系统来控制不同亮暗、色温、颜色，以及通过改变亮暗、色温、颜色去控制不同情景模式。所述灯具采用语音去噪单元区分并接收控制灯具的相关命令，排除其它无关命令大大提高识别的准确率。
所述的灯具语音识别模块能对语音智能识别系统模块进行程序编写，设定特定的指令，当系统接收到该指令时被唤醒。根据不同的情景，人在说出命令，灯具识别命令后控制切换照明情景，阅读模式、办公模式、睡眠模式、夜灯模式、娱乐模式等。如“办公模式”，照明效果会根据内部设置改变，为办公提供一种舒适而恰到好处的照明。建立语音库，基于嵌入式离线识别引擎，零流量实时响应，采用神经网络算法进行深度学习，然后对新的样本做智能识别，并及时做出语音反馈。
所述的灯具照明光源部分采用冷白光led、暖白光led，rgb三基色led共五种光源来完成情景照明的设定。运行后，根据识别出来的命令词通过语音识别模块的处理信号传送去单片机控制模块，单片机控制模块根据传送的信号做出反应，用pwm调节占空比去控制led，用通过高电平时间来调节亮暗，冷暖白光混色得出冷暖白光色温范围的色温，使红绿蓝三种不同颜色的led灯来进行混色，产生不同颜色的灯光。
所述的led灯具拥有两种供电模式，一种为220v供电，另一种为蓄电池供电，并具有自动为蓄电池充电以及蓄电池充满断电功能。
具体的，如图4所示是整个语音识别led照明灯具的结构模块图，整个灯具包括三大部分：语音识别模块，led控制模块，以及led驱动模块。当语音识别模块接收到内置设定的命令词后，发送信号到led控制模块，led控制模块发送不同占空比的脉冲来控制冷暖白光灯珠和红绿蓝灯珠来调节灯的亮暗、色温、颜色。语音识别模块与led控制模块相连，led控制模块与led驱动模块相连，其中语音识别模块和led控制模块都通过供电电源模块进行供电。通过供电电源模块提供恒流恒压让整个电路正常工作，让灯具实现不同的功能。
图4所示的语音去噪模块根据远场/近场，口语化/书面化，噪声种类，适用人群情况确定采样频率，自动筛选适合的训练数据。引入语音去噪模块，采用大数据资源下的机器深度学习，减少了语音识别的错误率。在噪音很大时，或者口音、说话方式差异较大时，增强特征参数，排除环境噪音的干扰，通过深度学习进行识别。如果是较远距离的语音识别，可能出现不同的回音，则将回音作为特征进行特征增强。
图5所示的语音识别模块具体工作方式如下，在智能语音识别led灯具待机状态下，当人讲出特定的命令词时，经过语音采集模块进行采集、去噪，将去除杂音的语音模拟信号传输给离线语音识别模块，对特征参数进行分析、对比，与语音识别模块内预先建立好的语音库进行匹配，随即输出相应的信号至mcu控制系统。与此同时，语音反馈模块接收到信号做出相应的语音播报，给指令发出者做出反馈。
图5所示的语音采集模块是语音采集模块为语音识别模块的子模块，声音通过话筒，转变为电信号，再有由降噪电路对其去噪，将杂音尽可能去除，提高语音识别的准确率。
图5所示的语音反馈模块是语音反馈模块为语音识别模块的另一子模块，当离线语音识别模块接受语音指令，对下级电路做出相应命令同时，也会触发语音反馈模块，此模块能发出与相应命令词对应的语音播报，给用户良好的人机互动体验。
图6所示的led控制模块可控制亮暗、色温、颜色。接收到语音识别模块的信号后led控制模块进行输出脉冲的控制，当调节亮度要变亮的时候，会将占空比提高，变暗则降低占空比；当调节灯的色温，调节冷暖光灯珠的pwm比例就可以进行色温的调节；当调节灯的颜色的时候，控制rgb三原色的led灯珠调节占空比的不同进行混色，获得不同的灯光颜色。
图6所示的led控制模块可进行情景照明变换。同样语音识别模块根据识别出来的命令词，传送信号给单片机控制模块，单片机控制模块根据传送的信号做出反应，用pwm调节占空。通过不同情景的照明需求的内部参数设置来同时调节亮暗、色温、颜色，从而变化不同情景模式。
图7所示led控制模块的驱动电路供电来进行控制来led灯，当led控制模块输出脉冲时通过led驱动电路时，通过两个比较器来判断电压是否过高或者过低，通过三极管升压或者电容降压，最后通过稳压芯片保证led灯珠正常发光。
图1和图7，本智能语音识别led灯具采用双模供电模式，灯具底座1配有内置12v蓄电池，使用微型ups模块，实现两种模式之间的切换。该模块包含主电源接口、副电源接口两组输入端，主电源接口接220v市电，副电源接口接蓄电池，220v市电通电情况下，副电源不接通，在220v市电停电的情况下，主动断开市电输入，副电源电路接通，此时转换为12v电池供电；当市电220v恢复正常时，自动切换使用220v市电。
以上所述的仅是本发明的一种较佳的实施方式。在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。