一种语音识别智能垃圾桶及其控制方法与流程

1.本发明属于垃圾回收技术领域，具体涉及一种语音识别智能垃圾桶及其控制方法。


背景技术：

2.垃圾分类能够充分回收利用资源。垃圾分类是社会生活的必然趋势，越来越多的城市家庭参与到垃圾分类中来。
3.垃圾分类投放往往给人们带来困扰，通常需要手拿多个垃圾袋并逐个翻开对应的垃圾桶盖，或者将多个垃圾袋放在地上再逐个翻盖、弯腰捡拾、起身投放。
4.语音识别智能垃圾桶肯定能够为垃圾分类投放带来便利。但是语音识别智能垃圾桶的设计，不可避免地需要考虑以下问题：
5.第一，各种场合下垃圾分类的要求不同，智能垃圾桶的控制系统重新设计需要花费大量人力和财力投入。因此需要使得设计出的智能垃圾桶易于拓展以适应不同需要。
6.第二，智能垃圾桶的系统需要工作电源，在一些不便引入市电(或代价较大)的场合，需要使用电池供电，所以应尽可能地降低智能垃圾桶控制系统的非必要能耗。


技术实现要素：

7.本发明的目的正是为了解决现有技术存在的垃圾桶设计拓展性差、控制系统非必要能耗高的问题，提出了一种语音识别智能垃圾桶及其控制方法，系统设计易于拓展且节能。
8.本发明提供了一种语言识别智能垃圾桶，包括垃圾桶控制系统以及至少一个有盖垃圾容器，所述垃圾桶控制系统主要包括电源、电源管理模块、主控制器、电机模块、语音模块；主控制器分别与电机模块、语音模块和电源管理模块连接，电源与电源管理电路连接；电源管理模块包括电能变换电路，为垃圾桶控制系统中各芯片提供工作电源；电机模块是垃圾容器盖的驱动机构，包括电机和电机控制芯片；语音模块用于判断外部环境语音是否包含识别关键字，并将识别出的对应关键字发送给主控制器；主控制器以及电源管理模块具有预留接口，以根据垃圾分类需要增加带盖的垃圾容器，其中，主控制器预留至少连接一个电机控制芯片的接口，电源管理模块预留至少连接一个电机的接口。
9.进一步地，所述语言识别智能垃圾桶还包括传感器模块，所述传感器模块分别与电源管理模块和主控制器连接；所述传感器模块用于人体识别，以判断外部语音环境下智能垃圾桶附近是否有人。
10.进一步地，所述语言识别智能垃圾桶还包括外存储模块，所述外存储模块用于预存智能垃圾桶对应垃圾分类的识别关键字文件。
11.作为优选手段，所述关键字文件为从外部设备可编辑或可更新文件。
12.进一步地，主控制器读取外存储模块内的识别关键字文件，对语音模块进行初始化并将识别关键字写入语音模块。
13.作为优选手段，所述电机模块至少有一个。
14.作为优选手段，所述预留接口通过接口电路实现。
15.本发明还提供了一种用于语音识别智能垃圾桶的控制方法，包括以下步骤：
16.s1、主控制器初始化；
17.s2、主控制器对语音模块进行初始化；
18.s3、主控制器读取外存储模块中存放的关键字文件，并将关键字写入语音模块；
19.s4、主控制器休眠；
20.s5、语音模块从环境语音中识别关键字，并唤醒主控制器；
21.s6、主控制器甄别关键字，并指令对应电机模块打开垃圾容器盖；同时，主控制器开始计时，并指令传感器模块开始人体检测；
22.s7、如果传感器模块的反馈信号显示无人，主控制器指令对应电机模块关闭垃圾桶盖，并再次进入休眠状态；
23.如果传感器模块的反馈信号显示有人，且主控制器的计时周期没有结束，主控制器指令对应电机模块维持垃圾桶盖打开；
24.如果传感器模块的反馈信号显示有人，但主控制器计时周期结束，则主控制器指令对应电机模块关闭垃圾桶盖，然后主控制器再次休眠。
25.本发明采用模块化可拓展设计，直接增加垃圾容器和控制电机模块即可实现垃圾桶的不同分类回收需求。同时采用主控制器自动休眠和唤醒的控制策略，减小了控制系统的非必要能耗。
附图说明
26.图1是本发明的结构原理示意图；
27.图2是本发明的控制原理示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
29.本发明涉及一种通过语音识别关键字自动控制桶盖开合的智能垃圾桶。特别适于进行分类收集的有桶盖或多桶盖垃圾桶。
30.如附图1所示，本发明的一种语音识别智能垃圾桶，包括垃圾桶控制系统以及至少一个有盖垃圾容器，所述垃圾桶控制系统主要包括电源、电源管理模块、主控制器、电机模块、语音模块、传感器模块和外存储模块。主控制器分别与电机模块、语音模块、电源管理模块、传感器模块和外存储模块连接，电源与电源管理电路连接。
31.本发明的语音识别智能垃圾桶由电池或外部插座供电。所述电池为可充电电池，如锂电池
32.电源管理模块包括电池充电电路、电池保护电路、电能变换电路。电池充电电路通过外部电源为电池补充电量。电池保护电路包括过流、过放电保护电路。电能变换电路包括5v、3.3v、0.9v等电压等级的变换电路，为垃圾桶控制系统中各芯片提供工作电源。
33.电机模块是垃圾容器盖的驱动机构，包括电机和电机控制芯片。电机控制芯片用于接收主控制器的信号，控制电机正反向旋转。电机模块至少有一个，具体数量根据垃圾桶
盖数量设定。
34.语音模块用于判断外部环境语音是否包含识别关键字，并将识别出的对应关键字发送给主控制器。
35.传感器模块用于人体识别，优选为被动式红外传感器，以判断外部语音环境下垃圾桶附近是否有人。
36.外存储模块用于预存智能垃圾桶对应垃圾分类的识别关键字文件，识别关键字文件可以从外部设备进行编辑或更新。
37.主控制器用于读取外存储模块内的识别关键字文件，对语音模块进行初始化并将识别关键字写入语音模块。主控制器还用于接收语音模块发来的识别关键字，以指令对应的电机模块打开垃圾桶盖，同时进行计时并指令传感器模块进行人体识别。如果垃圾桶附近无人或垃圾桶盖打开超时，则指令电机关闭垃圾桶盖。
38.主控制器以及电源管理模块具有预留接口，以根据垃圾分类需要增加带盖的垃圾容器，其中，主控制器预留至少连接一个电机控制芯片的接口，电源管理模块预留至少连接一个电机的接口。预留接口可以通过接口电路实现。此外，将外存储器中的识别关键字文件根据增加电机模块的功能进行更新，即可实现对增加的垃圾容器进行控制。
39.本发明的特点之一，就是方便垃圾容器数量的增减。本发明对语音识别智能垃圾桶的控制系统进行模块化设计、并采用外存储模块存放关键字文件、在主控制器和电源管理模块上预留电机模块接口，仅需直接连接电机模块以及更新关键字文件，即可完成增加带盖垃圾容器。外存储模块中的关键字文件可以预写入全部将要被设置的电机模块所对应的关键字(如干垃圾、湿垃圾；可回收垃圾、不可回收垃圾、餐厨垃圾、有害垃圾等)，在后续增加电机模块时则无需再进行更新关键字文件。
40.以下结合附图2，对本发明的语音识别智能垃圾桶的控制方法进行详细描述。
41.打开电源开关，电源管理模块将输入电源转换为多个电压等级的直流电为主控制器、语音模块、电机模块、传感器模块、外存储模块提供工作电压。
42.主控制器完成初始化后，对语音模块执行初始化操作。
43.当语音模块初始化完成后，主控制器读取外存储模块中存放的关键字文件，并将关键字写入语音模块。
44.关键字写入语音模块操作完成，主控制器进入休眠状态。
45.语音模块识别环境语音中的关键字，并唤醒主控制器。
46.主控制器对语音模块识别出的关键字进行甄别，并指令对应电机模块打开垃圾容器盖。同时，主控制器开始计时，并指令传感器模块检测垃圾桶限定距离内是否有人。
47.如果传感器模块的反馈信号显示无人，主控制器指令对应电机模块关闭垃圾桶盖，并再次进入休眠状态；如果传感器模块的反馈信号显示有人，且主控制器的计时周期没有结束，主控制器指令对应电机模块维持垃圾桶盖打开；如果传感器模块的反馈信号显示有人，但主控制器计时周期结束，则主控制器指令对应电机模块关闭垃圾桶盖，然后主控制器再次休眠。
48.本发明的针对语音识别智能垃圾桶的控制方法，使得主控制器在执行必要的有效动作之外一直保持休眠状态，最大程度上节约了待机损耗。
49.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在
不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
50.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
51.本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。