CN104766462A - 一种声波遥控系统以及声波遥控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声波遥控系统以及声波遥控方法，其中声波遥控系统包括声波控制器和终端；声波控制器包括输入控制模块和声波发生模块，终端包括声波采集模块、声波解析模块和功能模块；所述输入控制模块用于用户输入控制命令；所述声波发生模块用于产生与所述输入控制模块的控制命令所对应的声波信号；所述声波采集模块用于采集所述声波发送模块所发送的声波信号；所述声波解析模块用于解析所述声波采集模块所采集的声波信号，得到相应的控制命令；所述功能模块用于执行所述声波解析模块所解析得到的控制指令。本发明可实现一个声波控制器控制多个不同被控终端，且遥控距离远，待机功耗低、控制精确、识别率高，且结构简单、应用范围广。

Description

一种声波遥控系统以及声波遥控方法

技术领域

本发明涉及信号控制技术领域，具体是指一种使用声波作为媒介的声波遥控系统以及声波遥控方法。

背景技术

在现代生活中，人们所用的各种电器，例如电视、空调等，都是基于遥控来实现无线控制的，从而在不需要用户走动的情况下即可实现对电器的管理和使用。

现有技术中公开了“一种声波遥控电路及智能家电遥控系统”，见公告号为：CN203706412U，公告日为20140709的中国实用新型专利，描述的声波遥控电路，包括控制模块、数模转换模块、声波发送模块、声波接收模块、模数转换模块和显示模块。该对比文件所发送的声波是将控制模块发出的数字信号转换为模拟信号，再驱动声波发送模块产生声波并发射出去，且接收声波也需要先将接收的声波经过模数转换模块进行转换后才能被控制模块识别。因此对比文件所需器件较多，消耗功率大，结构复杂，且其声波信号复杂，识别难度大，导致控制精度低。

发明内容

针对现有技术所存在的技术问题，本发明提供一种声波遥控系统，一个控制器可以控制多个不同被控终端，且遥控距离远，待机功耗低、控制精确、识别率高，且结构简单、应用范围广。为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种声波遥控系统，包括声波控制器和终端；所述声波控制器包括输入控制模块和声波发生模块，所述终端包括声波采集模块、声波解析模块和功能模块；所述输入控制模块用于用户输入控制命令；所述声波发生模块用于产生与所述输入控制模块的控制命令所对应的声波信号；所述声波采集模块用于采集所述声波发送模块所发送的声波信号；所述声波解析模块用于解析所述声波采集模块所采集的声波信号，得到相应的控制命令；所述功能模块用于执行所述声波解析模块所解析得到的控制指令。

更优地，所述声波发生模块包括振荡器、微处理器和蜂鸣器；所述振荡器为所述微处理器提供基准工作频率，所述微处理器用于根据所述输入控制模块的输入产生不同频率的数字信号，所述蜂鸣器用于根据所述微处理器所产生的数字信号而产生声波信号。

更优地，所述声波发生模块还包括信号放大电路，用于放大微处理器为驱动所述蜂鸣器所产生的数字信号。

更优地，所述声波解析模块包括声波识别模块和处理模块，所述声波识别模块用于识别声波信号并滤除杂波信号，所述处理模块用于判断得出与所述声波识别模块所识别的有效声波信号所对应的控制命令。

更优地，所述输入控制模块为置于所述声波控制器上的控制按键。

更优地，所述声波采集模块为置于所述终端上的麦克风。

本发明还提供一种与上述声波遥控系统相对应的，其采用技术方案为：

一种声波遥控方法，包括以下步骤：步骤一、用户在声波控制器上通过输入控制模块输入声波发生命令，并将命令发送至声波发生模块，声波控制器上的声波发生模块根据输入控制模块所输入的命令，产生对应的声波信号并向声波采集模块发出；步骤二、声波采集模块采集声波发生模块所发送的声波信号；将信号发送至声波解析模块，声波解析模块解析声波采集模块所采集的声波信号，得到相应的控制命令向功能模块发出控制命令；功能模块收到并执行控制命令。

更优地，所述声波解析模块解析声波信号的过程包括以下步骤：声波识别模块扫描麦克风，并提取声波信号的声音特征；将提取的声音特征与多个不同模板的声音特征进行匹配对比；若提取的声音与其中任意一个模板的声音特征相匹配，则传送给处理模块，若提取的声音与全部模板的声音特征均不匹配，则返回声波接收模块继续扫描声波信号；处理模块根据提取的声音特征确定对应的控制指令。

更优地，提取声波信号的声音特征采用降噪识别算法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用声波做为媒介的控制器，具有很长的工作距离，直线工作距离可达40m，并且声波衍射能力强，即使中间有障碍物，也能实现准确控制，识别率高，具有一对多的控制特性，同时具有很低的待机功耗(<1uA)和工作功耗(<5mA)，即使采用纽扣电池供电也能长期工作，只需通过CE认证即可出口；另外其结构简单，不需经过数模转换，蜂鸣器发生的声波信号频率单一，因此控制精度高、应用范围广。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明的声波控制器的结构框图；

图3为本发明的声波解析模块的信号流程图。

附图标记：声波控制器1、输入控制模块11、声波发生模块12、微处理器121、振荡器122、放大电路123、蜂鸣器124、终端2、声波采集模块21、声波解析模块22、声波识别模块221、处理模块222、功能模块23。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、2所示，本发明提供一种声波遥控系统，包括声波控制器1和终端2。声波控制器1为用户提供远程控制器件，包括输入控制模块11和声波发生模块12：输入控制模块11为用户提供输入控制命令给声波控制器的交互端，在本实施例中输入控制模块11采用控制按键，当然还可为旋转按钮、触摸屏等其他输入方式；声波发生模块12根据所按下的不同控制按键，产生与之对应的声波信号。终端2可以为电器或其他智能终端，例如电视、电脑等，其包括声波采集模块21、声波解析模块22和功能模块23。声波采集模块21用于采集声波发送模块所发送的声波信号，在本实施例中，声波采集模块21采用置于终端2上的麦克风；声波解析模块22用于解析声波采集模块21所采集的声波信号，得到相应的控制命令；功能模块23用于执行声波解析模块22所解析得到的控制指令，完成遥控终端的功能。当用户按下某控制按键时，声波发生模块12检测对其进行检测并产生声波信号，对于不同的按键动作，产生不同的声波信号；声波采集模块21采集到声波信号后，交给声波解析模块22进行处理，解析得到该声波信号所对应于哪个按键有何动作，再交给功能模块23实现功能控制。因采用声波作为媒介，因此此声波控制器1的控制范围内的所有终端2都可以被控制，由此实现单一声波控制器1可控制多个终端2的控制方式。

进一步地，如图2所示，声波发生模块12包括振荡器122、微处理器121和蜂鸣器124；振荡器122为微处理器121提供基准工作频率，微处理器121用于根据输入控制模块11的输入产生不同频率的数字信号，蜂鸣器124用于根据微处理器121所产生的数字信号而产生声波信号。采用微处理器121直接输出数字信号以驱动蜂鸣器124发出声波信号，电路结构简单，产生的声波信号频率简单，易于识别，控制精度高。

进一步地，如图2所示，声波发生模块12还包括信号放大电路123，用于放大微处理器121所产生的数字信号，从而驱动蜂鸣器124发出声波信号。声波放大电路123可根据实际需要调节放大倍数，从而使发生的声波信号达到所需功耗或声波控制器1的控制范围。

进一步地，如图3所示，声波解析模块22包括声波识别模块221和处理模块222，声波识别模块221用于识别声波信号并滤除杂波信号，处理模块222用于判断得出与声波识别模块221所识别的有效声波信号所对应的控制命令。声波采集模块21接收到的声波信号中一般都夹杂着各种空气中所存在的不同杂波信号，声波识别模块221则将与用户的按键动作相匹配的声波信号进行识别，并将其余的杂波信号滤除；处理模块222则将识别后的声波信号与预定义的信号对比，判断收到的信号是哪种按键动作所对应的声波信号，并控制不同的功能模块23实现控制功能。

本发明还提供一种声波遥控方法，包括以下步骤：步骤一、用户在声波控制器1上通过输入控制模块11输入声波发生命令，并将命令发送至声波发生模块12，声波控制器1上的声波发生模块12根据输入控制模块11所输入的命令，产生对应的声波信号并向声波采集模块21发出；步骤二、声波采集模块21采集声波发生模块12所发送的声波信号；将信号发送至声波解析模块22，声波解析模块22解析声波采集模块21所采集的声波信号，得到相应的控制命令向功能模块23发出控制命令；功能模块23收到并执行控制命令。

声波解析模块22解析声波信号的过程包括以下步骤：声波识别模块221扫描麦克风，并提取声波信号的声音特征；将提取的声音特征与多个不同模板的声音特征进行匹配对比；若提取的声音与其中任意一个模板的声音特征相匹配，则传送给处理模块222，若提取的声音与全部模板的声音特征均不匹配，则返回声波接收模块继续扫描声波信号；处理模块222根据提取的声音特征确定对应的控制指令。更优地，在本实施例中，提取声波信号的声音特征采用降噪识别算法。此种声波解析方法先对声波信号进行识别以滤除杂波对有效声波信号的干扰，从而提高声波控制的准确度；而降噪识别算法可进一步进行调整设置，从而达到很高的灵敏度和识别率。

某控制按键被按下时，声波发生模块12产生一个声波信号，该声波信号为前导码和识别码组成，其中前导码的频率为4KHz、幅度为20Vp-p、长度为60mS，而识别码为频率16kHz，幅度8.4Vp-p，长度为480mS，该声波信号经蜂鸣器124发送出去。而声波采集模块2121接收到该声波信号，同时也接收到空气中的杂波信号，从而声波识别模块221将混合的声波信号提取出有效的声波信号，然后处理模块222再判断该声波信号所对应的控制按键，最后控制功能模块23完成控制动作。该声波控制器1可以针对不同的客户、不同的使用环境，设计不同的声波信号进行控制，因此具有很强的应用范围。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种声波遥控系统，其特征在于：包括声波控制器和终端；

所述声波控制器包括输入控制模块和声波发生模块，所述终端包括声波采集模块、声波解析模块和功能模块；

所述输入控制模块用于用户输入控制命令；

所述声波发生模块用于产生与所述输入控制模块的控制命令所对应的声波信号；

所述声波采集模块用于采集所述声波发送模块所发送的声波信号；

所述声波解析模块用于解析所述声波采集模块所采集的声波信号，得到相应的控制命令；

所述功能模块用于执行所述声波解析模块所解析得到的控制指令。

2.根据权利要求1所述的声波遥控系统，其特征在于：所述声波发生模块包括振荡器、微处理器和蜂鸣器；所述振荡器为所述微处理器提供基准工作频率，所述微处理器用于根据所述输入控制模块的输入产生不同频率的数字信号，所述蜂鸣器用于根据所述微处理器所产生的数字信号而产生声波信号。

3.根据权利要求2所述的声波遥控系统，其特征在于：所述声波发生模块还包括信号放大电路，用于放大微处理器为驱动所述蜂鸣器所产生的数字信号。

4.根据权利要求1所述的声波遥控系统，其特征在于：所述声波解析模块包括声波识别模块和处理模块，所述声波识别模块用于识别声波信号并滤除杂波信号，所述处理模块用于判断得出与所述声波识别模块所识别的有效声波信号所对应的控制命令。

5.根据权利要求1所述的声波遥控系统，其特征在于：所述输入控制模块为置于所述声波控制器上的控制按键。

6.根据权利要求1所述的声波遥控系统，其特征在于：所述声波采集模块为置于所述终端上的麦克风。

7.一种声波遥控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、用户在声波控制器上通过输入控制模块输入声波发生命令，并将命令发送至声波发生模块，声波控制器上的声波发生模块根据输入控制模块所输入的命令，产生对应的声波信号并向声波采集模块发出；

步骤二、声波采集模块采集声波发生模块所发送的声波信号；将信号发送至声波解析模块，

声波解析模块解析声波采集模块所采集的声波信号，得到相应的控制命令向功能模块发出控制命令；

功能模块收到并执行控制命令。

8.根据权利要求7所述的声波遥控方法，其特征在于，所述声波解析模块解析声波信号的过程包括以下步骤：

声波识别模块扫描麦克风，并提取声波信号的声音特征；

将提取的声音特征与多个不同模板的声音特征进行匹配对比；

若提取的声音与其中任意一个模板的声音特征相匹配，则传送给处理模块，若提取的声音与全部模板的声音特征均不匹配，则返回声波接收模块继续扫描声波信号；

处理模块根据提取的声音特征确定对应的控制指令。

9.根据权利要求8所述的一种声波遥控方法，其特征在于：提取声波信号的声音特征采用降噪识别算法。