[发明专利]一种基于语音和光照检测的LED智能控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED控制技术，特别涉及一种基于语音和光照检测的LED智能控制器。

背景技术

目前的照明领域，LED越来越多的占据了大部分市场，主要是因为LED灯环保、节能、寿命长等特点，以及各国政府对于LED灯的支持并全面淘汰白炽灯的政策。语音识别技术是计算机处理人类语言的一项技术。可以分为4个方向：说话人识别、关键词检出、语言辨识和语音识别。语音识别本质上是一种模式识别的过程，未知语音的模式与已知语音的参考模式逐一进行比较，最佳匹配的参考模式被作为识别结果。包括预处理、特征参数提取、训练模版、模式匹配和识别。传统的LED控制器一般是通过照度采集来实现亮度控制或者加入声控控制；照度采集控制的缺点是根据自然光来实现自动控制，不能根据人的要求来实现主动控制；声控控制，声控与语音控制技术不同，声控仅仅是通过判别是否有声音来控制LED的开光，因此传统的LED控制器智能化和人性化水平很低，明显不能满足市场的发展需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于语音和光照检测的LED智能控制器，该LED智能控制器既可以通过照度采集来自动调节LED单元，还可以通过语音命令来主动控制LED单元，使照明更加智能化和人性化。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于语音和光照检测的LED智能控制器，包括电源模块、语音模块（内置MIC和LINE OUT）、照度采集模块、控制模块、PWM调节模块和LED单元；所述电源模块为控制器供电；所述语音模块包括MIC、LINE OUT和音频芯片，语音经过MIC处理成语音模拟信号，然后经由音频芯片转换成音频数字信号，音频芯片还可以接收控制模块的语音提醒信号并转换成模拟声音信号通过LINE OUT输出；所述照度采集模块采集周围环境光照转换成数字信号即照度采集信号；所述控制模块接收所述数字信号（包括音频数字信号和照度采集信号）产生控制信号；所述PWM调节模块接收所述控制模块的控制信号后，产生PWM信号来调节LED单元；所述LED单元与PWM调节模块相连，由所述PWM信号控制。

所述电源模块通过整流滤波电路将电压为220V、频率为50Hz的电压转换成芯片所需电压；

所述的语音模块包括MIC（麦克风）、音频芯片和LINE OUT（语音输出口）,所述MIC将人的语音信号转换成语音模拟信号并传输给音频芯片，然后经由音频芯片转换成音频数字信号。音频芯片也可接收控制模块的语音提醒信号，并转换成模拟声音信号后通过LINE OUT输出。

所述音频芯片包含电压引脚、接地引脚、片选引脚、时钟引脚、第一信号引脚、第二信号引脚、第三信号引脚和第四信号引脚；所述电压引脚与电源引脚相连，所述接地引脚接地；所述片选引脚与微处理器的CS引脚相连；所述时钟引脚与微处理器的CLK输出引脚相连；所述第一信号引脚连接所述MIC的输出引脚，接收MIC产生的模拟信号，对模拟信号进行处理产生数字音频信号；所述第二信号引脚与微处理器的数据引脚相连，将音频数字信号传输给微处理器；所述第三信号引脚与微处理器的数据引脚连接，接收所述微处理器的语音提醒信号；所述第四信号引脚与所述LINE OUT连接，通过LINE OUT输出语音提醒信号。

所述的控制模块包括微处理器和扩展FLASH模块，所述FLASH模块用于存储系统程序和语音库并完成系统的上电加载。

所述微处理器用于音频数字信号和照度采集信号处理，将所述音频芯片和照度采集模块传输来的数字信号进行处理产生控制信号。

所述音频数字信号处理包括音频数字信号预处理、特征参数的提取、模式匹配和识别；所述预处理包括噪音去除以及端点检测；所述语音特征的提取是通过对音频数字信号的分析处理，去除无关的冗余信息，获得影响语音识别的重要信息，来达到提取音频数字信号中表征不同人的不同声纹特征的目的；所述模型训练指按照一定的数据挖掘或知识发现规则，从大量训练样本中提取表征该样本类本质特征参数的过程；模式匹配则是指使待识别样本与通过提取出来的训练样本的本质特征而建立的模型进行对比分析，获得最佳匹配；所述识别是通过提取的音频数字信号的特征参数与模型进行匹配，选择匹配率最高的样本作为识别结果，执行相应指令。

所述照度采集信号处理是指照度采集模块采集LED环境中的光照强度并产生照度采集信号输出给所述微处理器，微处理器根据照度采集信号产生相应控制信号给PWM模块，调节LED单元。

所述PWM调节模块接收来自所述控制模块的控制信号并产生PWM信号，所产生的PWM信号控制LED单元。