[發(fā)明專利]基于聲音頻譜特征識別的智能飲水機系統(tǒng)及控制方法

在審

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• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112043161A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊毅;王薇;蘇圣;梁浩;張滿;趙思涵
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: A47J31/00
• 分類號: A47J31/00;A47J31/44;A47J31/46;G10L15/22;G10L19/02
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 高會允

1.基于聲音頻譜特征識別的智能飲水機系統(tǒng)，用于對飲水機進行控制，其特征在于，所述智能飲水機系統(tǒng)包括語音識別模塊(1)、頻率識別模塊(2)、微處理器(5)以及開關(guān)控制模塊(7)；

所述語音識別模塊(1)啟動之后用于捕獲語音指令，并識別語音指令獲取指令信息發(fā)送至微處理器(5)中；

所述頻率識別模塊(2)用于捕獲當前容器接水過程的聲音頻率，并分析得到實時峰值頻率，將實時峰值頻率信息發(fā)送給所述微處理器(5)；

所述微處理器(5)根據(jù)實時峰值頻率信息預(yù)測水位高度，并將預(yù)測的水位高度與所述指令信息中包含的期望水位高度進行比較，從而生成控制信息發(fā)送給控制開關(guān)控制模塊(7)操縱所述飲水機的開關(guān)。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述語音識別模塊(1)在接收到語音喚醒關(guān)鍵詞之后被喚醒啟動。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述語音識別模塊(1)，識別語音指令獲取指令信息，具體為：

所述語音識別模塊(2)持續(xù)接收語音指令，并對所述語音指令進行識別，若識別結(jié)果包含期望水位高度信息，則將所述期望水位高度信息發(fā)送至所述微處理器(5)中；

所述微處理器(5)接收所述期望水位高度信息，若此時飲水機開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，則所述微處理器(5)控制所述開關(guān)控制模塊(7)打開所述飲水機的開關(guān)，開始向當前容器中注水。

4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器(5)接收實時峰值頻率信息，選取預(yù)先存儲的峰值頻率信息與水位高度的對應(yīng)關(guān)系計算實時水位高度，若實時水位高度達到期望水位高度，則所述微處理器控制所述開關(guān)控制模塊(6)關(guān)閉所述飲水機開關(guān)，否則所述微處理器(5)無動作，繼續(xù)保持飲水機開關(guān)打開。

5.如權(quán)利要求1～4任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括容器感知模塊(3)；

所述容器感知模塊(3)用于感知獲取接水容器的特征信息，作為當前容器特征信息輸入至微處理器；

所述微處理器(5)中預(yù)先存儲至少一個峰值頻率信息與水位高度的對應(yīng)關(guān)系曲線；每個關(guān)系曲線均設(shè)置一個容器特征標簽；

所述微處理器(5)在接收實時峰值頻率信息與容器特征信息之后，根據(jù)所述當前容器特征信息找到容器特征標簽的關(guān)系曲線，然后根據(jù)預(yù)先存儲的峰值頻率信息與水位高度的對應(yīng)關(guān)系曲線計算實時水位高度。

6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，若所述微處理器(5)中不存在與所述當前容器特征信息匹配的關(guān)系曲線，則取當前容器為新增容器，啟動學(xué)習(xí)模塊(4)；

用戶使用所述新增容器重復(fù)設(shè)定次數(shù)的接水訓(xùn)練過程，所述學(xué)習(xí)模塊(4)通過所述頻率識別模塊(2)獲取每次接水訓(xùn)練過程中所述新增容器的接水聲音頻率的峰值頻率以及對應(yīng)接水高度信息，新建新增容器特征標簽下的峰值頻率信息與水位高度的對應(yīng)關(guān)系曲線。

7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括電源模塊(6)；

所述電源模塊(6)用于為語音識別模塊(1)、頻率識別模塊(2)、容器感知模塊(3)、學(xué)習(xí)模塊(4)、微處理器(5)、開關(guān)控制模塊(7)、顯示模塊(8)以及飲水機供電。

8.如權(quán)利要求1～7任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括顯示模塊(8)；

所述顯示模塊(8)用于在所述微處理器(5)的控制下顯示容器屬性信息、實時水位高度和/或峰值頻率信息與水位高度的對應(yīng)關(guān)系曲線。

9.如權(quán)利要求1～6任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括隔音外殼(9)；

所述隔音外殼(9)采用隔音材質(zhì)，將語音識別模塊(1)、頻率識別模塊(2)、容器感知模塊(3)、學(xué)習(xí)模塊(4)、微處理器(5)、開關(guān)控制模塊(6)、顯示模塊(8)以及飲水機與外部噪音隔離。

10.基于聲音頻率特征識別的智能飲水機控制方法，其特征在于，針對如權(quán)利要求6所述的智能飲水機系統(tǒng)，采用如下方法進行控制：

S1、所述智能飲水機系統(tǒng)中各模塊初始化；

S2、所述語音識別模塊接收語音喚醒關(guān)鍵詞，啟動；

S3、所述語音識別模塊接收語音指令，并進行識別，若識別結(jié)果包含期望水位高度信息，則將所述期望水位高度信息發(fā)送至所述微處理器(5)中；

S4、所述微處理器(5)接收到所述期望水位高度信息與當前容器特征信息后，若所述微處理器(5)中存在與所述當前容器特征信息匹配的關(guān)系曲線，則執(zhí)行S5；

若所述微處理器(5)中不存在與所述當前容器特征信息匹配的關(guān)系曲線，則取當前容器為新增容器；獲取新增容器接水過程的聲音頻率的峰值頻率以及對應(yīng)接水高度信息，新建新增容器特征標簽下的峰值頻率信息與水位高度的對應(yīng)關(guān)系曲線，執(zhí)行S5；

所述微處理器(5)控制所述開關(guān)控制模塊(6)打開所述飲水機的開關(guān)，開始向當前容器中注水；

S5、所述頻率識別模塊(2)捕獲當前容器接水過程的聲音頻率，并分析得到實時峰值頻率，將實時峰值頻率信息發(fā)送給所述微處理器(5)；

S6、所述微處理器(5)接收實時峰值頻率信息，根據(jù)與當前容器特征信息匹配的關(guān)系曲線計算水位高度作為預(yù)測的水位高度；所述微處理器(5)將容器屬性信息、預(yù)測水位高度和/或峰值頻率信息與水位高度的對應(yīng)關(guān)系曲線實時發(fā)送至所述顯示模塊(8)中；

所述微處理器(5)判斷若預(yù)測的水位高度達到期望水位高度，則所述微處理器控制所述開關(guān)控制模塊(7)關(guān)閉所述飲水機開關(guān)，否則所述微處理器(5)無動作，繼續(xù)保持飲水機開關(guān)打開，返回S5直至所述飲水機開關(guān)關(guān)閉。