语音定位低功耗电路及智能风扇制造技术

本实用新型专利技术提出一种语音定位低功耗电路及智能风扇，电路包括控制模块、麦克阵列模块、多普勒传感模块、红外距离传感模块、按键阵列模块、扇叶电机和摇头电机，麦克阵列模块经ADC采样芯片信号连接控制模块，多普勒传感模块经运算放大电路信号连接控制模块，红外距离传感模块经运算放大电路信号连接控制模块，控制模块信号连接按键阵列模块、扇叶电机和摇头电机。本实用新型专利技术的有益效果为：可以根据语音定位用户的方位，控制电风扇向用户的方位吹风；在电风扇工作角度区间没有感测到用户时，自动控制电风扇进入待机模式；可根据与电风扇前人的距离远近自动调整电风扇的风吹功率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风扇控制
，特别是涉及一种语音定位低功耗电路及智能风扇。
技术介绍
目前市场上的摇头风扇大都是由机械开关控制摇头与否，无论电风扇处于摇头还是固定方向的工作模式，当用户有事离开而忘记关掉电风扇时，此时电风扇在做无用功。此外，电风扇也不能确定用户的方位智能选择吹风方向，并且，当用户离电风扇的距离较远或者较近时，还需手动调节遥控器或者风扇按键来改变风速的大小等。上述情况不符合智能家居及绿色节能时代的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种语音定位低功耗电路及智能风扇，解决电风扇控制繁琐且功耗较高的问题。本技术提供一种语音定位低功耗电路，包括控制模块、麦克阵列模块、多普勒传感模块、红外距离传感模块、按键阵列模块、扇叶电机和摇头电机，麦克阵列模块经ADC采样芯片信号连接控制模块，多普勒传感模块经运算放大电路信号连接控制模块，红外距离传感模块经运算放大电路信号连接控制模块，控制模块信号连接按键阵列模块、扇叶电机和摇头电机。进一步的，还包括三色灯，控制模块信号连接三色灯。进一步的，麦克阵列模块为四麦克阵列模块。进一步的，多普勒传感模块包括多普勒传感器、天线和电容，多普勒传感器信号连接天线和电容。进一步的，按键阵列模块包括三个按键，三个按键与控制模块信号连接。本技术还提供一种智能风扇，应用上述的语音定位低功耗电路。与现有技术相比，本技术的语音定位低功耗电路及智能风扇具有以下特点和优点：1、本技术的语音定位低功耗电路，可以根据语音定位用户的方位，控制电风扇向用户的方位吹风；2、本技术的语音定位低功耗电路，在电风扇工作角度区间没有感测到用户时，自动控制电风扇进入待机模式；3、本技术的语音定位低功耗电路，可根据与电风扇前人的距离远近自动调整电风扇的风吹功率；4、本技术的智能风扇，智能化程度高，功耗低，符合智能家居及绿色节能时代的要求。结合附图阅读本技术的具体实施方式后，本技术的特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例中语音定位低功耗电路的结构示意图；图2为本技术实施例中四麦克阵列模块的结构示意图。具体实施方式如图1、图2所示，本实施例提供一种语音定位低功耗电路，本实施例的控制模块选用STM32系列的高端单片机，主要负责根据麦克(MIC)阵列模块、ADC采样芯片传来的I2S信号进行数据计算及解析出语音传来的方向，根据角度信息通过I2C控制摇头电机的方向和控制RGB三色灯显示开关机及工作模式，根据红外距离传感模块传来的信息进行距离评估并通过PWM控制扇叶电机的转速，根据多普勒传感模块传来的信息判断风扇工作范围内是否有人，根据按键阵列模块信息切换工作模式的功能。麦克阵列模块经ADC采样芯片信号连接控制模块STM32系列的高端单片机的I2S端口。本实施例中的麦克阵列模块为四麦克阵列模块，四麦克分别采样并把采样信号通过I2S的格式输出。四麦克阵列模块可以根据用户的语音定位用户的方位，控制控制摇头电机使电风扇向用户的方位吹风。多普勒传感模块包括多普勒传感器U4、天线W和电容C1，多普勒传感器U4信号连接天线W和电容C1，多普勒传感器U4经运算放大电路U1、电阻R1、电阻R2信号连接STM32系列的高端单片机AD1端口。多普勒传感模块用于检测电风扇工作区域是否有人并发出相应信号至STM32系列的高端单片机，在电风扇工作角度区间没有感测到用户时，自动控制电风扇进入待机模式，在检测到电风扇工作角度区间内有用户出现时控制电风扇进入正常工作模式。红外距离传感模块包括红外距离传感器U2、限流电阻R3、R5等，红外距离传感模块经运算放大电路U3、匹配电阻R4信号连接STM32系列的高端单片机的I/01和I/03端口。STM32系列的高端单片机可根据红外距离传感模块与电风扇前人的距离远近自动调整扇叶电机的功率。按键阵列模块包括三个按键和分压电阻R6、R7、R8，三个按键分别为复位按键KEY1、模式按键KEY2、开关机按键KEY3，三个按键连接STM32系列的高端单片机的AD2端口。三个按键分别负责风扇复位、软件开关机、风扇工作模式等功能。控制电机驱动模块，主要由扇叶电机、摇头电机的驱动模块组成，根据I2C信息改变摇头电机的旋转方向及根据PWM波实现扇叶电机转速的调整。RGB三色灯，主要负责开关机及工作模式的指示作用。本实施的上述语音定位低功耗电路，其应用至智能风扇，工作原理与流程详见下文。1、单人工作模式(1)AC交流上电，按下开关机按键KEY3，当AD2口检测到0V时，智能风扇软件开机(再次按下此键会软件关机)，此时指示灯R(红灯)亮，随后按下模式按键KEY2选择单人模式，G(绿灯)亮；此时，AD2采样电压为V2＝R8/(R6+R7+R8)*VCC，扇叶电机开始工作，而摇头电机等待STM32单片机传来语音角度信息，假设用户站在相对风扇30°的地方发出“吹我这边”或相似的语音时，STM32单片机根据I2S传来的四路MIC(麦克阵列如图2所示)的数据，由于声音传到每个MIC的时间不同，根据两两MIC之间的时间延时误差估算出声源所在角度，然后把角度信息通过I2C总线传送给摇头电机模块，摇头电机模块接收角度信息并执行到30°方向工作。(2)与此同时，多普勒传感模块每隔5秒钟(时间由电容C1的大小决定)工作一次，工作原理如下：上电多普勒传感器U4中的振荡器产生的微波信号经内部发射器由管脚1、2通过天线W发射到空间，产生一个立体空间微波探测区，当无人进入有效探测区(面积约5m2)或者用户离开有效探测区时，多普勒传感器U4的六管脚的输出电压为3V，而AD1此时也会采样到一个固定的无人状态的电压值，此时，STM32单片机通过PWM波控制扇叶风扇进入低转速或者停止模式以降低功耗；当有人进入探测区并有动作时，天线W的发射信号与反射回来的信号之间会产生频率偏移，微弱的频移信号经多普勒传感器U4中的检测器处理后，获得的多普勒信号再经运算放大电路U1的放大，在多普勒传感器U4的6管脚会输出一个与人体移动相对应的直流电平信号(即6脚电压将偏高或偏低于3V)；此时AD1同样会采集到另外一个有人状态的电压值，随后STM32单片机通过PWM波控制扇叶风扇进入正常工作模式。(3)当STM32单片机收到风扇工作范围内有人时，I/O3管脚输出高电平，红外距离传感器U2开始工作，红外发射管发出红外波，射到人体上会反射回红外接收管，红外接收管接收到红外信号经运算放大电路U3的驱动放大传送给I/O1，然后STM32单片机根据发射与接收红外信号的时间差计算出用户离风扇的距离，从而根据距离的远近通过PWM波自动调节扇叶电机的转速(可定一米之内为低速、一米之外为高速等)，当没有人进入工作区域内时，I/O3管脚输出低电平，红外距离传感器U2不工作。2、多人工作模式由于声源定位比较适用于单声源定位，所以在有多人同时在风扇附近时可通过模式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种语音定位低功耗电路，其特征在于：包括控制模块、麦克阵列模块、多普勒传感模块、红外距离传感模块、按键阵列模块、扇叶电机和摇头电机，麦克阵列模块经ADC采样芯片信号连接控制模块，多普勒传感模块经运算放大电路信号连接控制模块，红外距离传感模块经运算放大电路信号连接控制模块，控制模块信号连接按键阵列模块、扇叶电机和摇头电机。

【技术特征摘要】
1.一种语音定位低功耗电路，其特征在于：包括控制模块、麦克阵列模块、多普勒传感模块、红外距离传感模块、按键阵列模块、扇叶电机和摇头电机，麦克阵列模块经ADC采样芯片信号连接控制模块，多普勒传感模块经运算放大电路信号连接控制模块，红外距离传感模块经运算放大电路信号连接控制模块，控制模块信号连接按键阵列模块、扇叶电机和摇头电机。2.根据权利要求1所述的语音定位低功耗电路，其特征在于：还包括三色灯，控制模块信号连接三色灯。...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐思远，
申请(专利权)人：唐思远，
类型：新型
国别省市：山东;37