基於通信網絡的遠程遙控控制裝置的製作方法
2023-05-28 12:15:11
專利名稱：基於通信網絡的遠程遙控控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及遠程聲音控制技術，具體通過通信網絡手機語音實現對於各類設備的遠程聲音控制。
背景技術：
遠程控制一般是在網絡上由一臺電腦(主控端Remote/客戶端)遠距離去控制另一臺電腦(被控端Host/伺服器端)的技術。使用時，客戶端程序向被控端電腦中的伺服器端程序發出信號，建立一個特殊的遠程服務，然後通過這個遠程服務，使用各種遠程控制功能發送遠程控制命令，控制被控端電腦中的各種應用程式運行。這種遠程控制需要LAN、 WAN、網際網路方式的支持。此外，有的遠程控制，支持通過串口、並口、紅外埠來對遠程機進行控制，不過後者說的遠程電腦，只能是有限距離範圍內的電腦了。二者共同的特點遠程控制都離不開對電腦的控制，而前者還依賴於計算機網絡，前者，一個計算機網絡至少要有能連接到網絡的有線或無線路由器，能夠上網的計算機硬體至少包含有線或無線網卡，軟體包含通信協議，設置IP位址等，而後者，需要較長距離專用連線與遠程機埠連接，還需要設置埠協議，所以整個系統結構龐大，操作規程複雜。語音是人類交流最方便的一種方式，如用語音實現控制則會帶來更大方便，但傳統聲控技術的一大缺點就是控制距離短，聲波會隨著距離增大而失真和衰退，而且易受環境影響，信噪比降低，而處理失真、衰減、噪音相對來說比較複雜，所以一般傳統聲控距離比較短，本實用新型就是為設計遠程語音控制而提出的。採用手機語音通信，解決了傳統聲控技術遙控距離短的問題。解決了傳統聲控技術實用的局限性等問題。
實用新型內容本實用新型所解決的問題在於利用手機實現遠距離通信，利用手機的語音功能實現語音控制，摒棄按鍵操作的限制，採用聲控技術，把它和手機通信結合起來。直接利用現成的各種手機網絡實現遠距離語音控制。所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現本實用新型控制裝置包括遠程發送部分和遠程接收控制部分(見
圖1)遠程接收控制部分由接收手機1、單片機2、I/O接口驅動板3、執行器4組成；單片機2作為實現遠程遙控的核心晶片；單片機2輸出控制信號經I/O接口驅動板3驅動執行器4動作；接收手機1接收到的語音通過雙絞屏蔽線和低通濾波器5線路連接方式傳輸給到單片機2話筒電路輸入口 ；單片機2輸出控制信號接I/O接口驅動板3上集電極開路集成電路的輸入引腳，集成電路的輸出引腳接執行器4。音頻放大器和揚聲器6 實現現場監聽。單片機2輸出控制信號經I/O接口驅動板3驅動執行器4動作，位置反饋使執行器4能正確定位。有益效果本實用新型使用的僅為一塊單片機和一些普通電子元件組成的外圍電路(與單片機連接的起控制作用的電路總稱為外圍電路)。本實用新型利用手機實現遠程遙控。採用手機語音通信，解決了距離問題，任何一部入網的手機都可以成為遙控的終端，手機的通信直接利用現成的各種手機網絡，無需再建立強大的遠程遙控網絡。利用手機的語音功能實現遠程遙控。且聲控命令的操作門檻低，比手機簡訊方法簡單，甚至殘障人士都可輕鬆試用。更不要求操作人員熟悉網際網路操作。從經濟的角度講，由於採用通用電子器件，器件成本低廉，因此本實用新型具有良好的推廣價值。
以下結合附圖與實施案例進一步說明本實用新型；圖1本實用新型的遠程接收結構圖；圖2本實用新型的主程序流程圖；圖3本實用新型的語音識別原理圖；圖4本實用新型的單片機控制線路圖。圖中標號1、接收手機 2、單片機 3、I/O接口驅動板 4、執行器5、雙絞屏蔽線和低通濾波器 6、音頻放大器和揚聲器
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵，達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。遠程接收結構如圖1所示，基於通信網絡的遠程遙控控制裝置包括遠程發送部分和遠程接收控制部分。遠程發送部分只包括一臺手機作為遙控的終端(省略)。遠程接收控制部分有接收手機1，單片機2 ；I/O接口驅動板3，執行器4。單片機2的作用有1)單片機系統與接收手機建立起獨立的自動應答通話。2)通過語音訓練儲存使用者的語音命令。幻單片機語音識別技術，針對不同命令進行控制。執行機構採用機械臂更好表示各種控制能力(包括各種開關控制和運動控制)，具體地說數字量I/O實現各種開關控制，PWM輸出實現模擬量運動控制。系統對同一訓練人的遠程命令識別率達到98. 7%，為進一步提高正確率，在每一個指令收到後，系統會通過通話線路回饋給使用者，便於及時確認，使控制正確率達到100%。控制線路圖如圖4所示，接收手機1接收到的語音通過線路連接方式傳輸給到單片機2，手機不使用原來的耳機放音，經手機外接揚聲器插孔，通過雙絞屏蔽線和低通濾波器5跳過話筒直接傳輸給到單片機2話筒電路輸入口，(低通濾波器由LC組成，電感取10 毫亨，電容取0. 01微法)採用雙絞屏蔽線和低通濾波器5線路連接方式，減少電-聲轉換的功率損耗，切斷環境噪音串入語音信號的途徑，進一步消除高頻幹擾。保留的單片機話筒輸入僅作為語音訓練用。音頻放大器和揚聲器6實現現場監聽，音頻放大器三極體採用型號9013的pnp三極體，揚聲器接於三極體集電極，組成共射極放大電路。單片機2輸出控制信號經I/O接口驅動板3驅動執行器4動作，單片機2輸出控制信號接驅動板上集成電路74LS06集電極開路集成電路的輸入引腳，集成電路的輸出引腳接執行器4，集電極開路集成電路實現電平轉移和驅動。由安裝在執行器上的位置編碼器得到位置信號，位置反饋使執行器4能正確定位。採用凌陽公司生產的SPCE061A型號單片機2作為實現遠程遙控的微機晶片。凌陽 SPCE061A單片機有較強的語音處理功能，具有語音訓練，語音辨識能力，通過語音訓練讓系統儲存使用者的語音命令。訓練完成後，通話線路傳給單片機系統的語音命令經過辨識，發出控制命令，本實用新型充分挖掘SPCE061A單片機潛力。主板上包括有電源電路、音頻電路、復位電路、麥克風輸入電路和DAC輸出、32個I/O接口。單片機2外圍電路中，音頻電路實現手機接收的語音傳輸給到單片機2，麥克風輸入的電路是語音訓練接口，DAC電路完成語音反饋，數字量I/O和PWM輸出為控制接口。語音識別原理如圖3所示，語音識別主要分為「訓練」和「識別」兩個階段。在訓練階段，單片機2對採集到的語音樣本進行分析處理，從中提取出語音特徵信息，建立一個特徵模型，存儲於flash ；在識別階段，單片機2對採集到的語音樣本進行類似的分析處理， 提取出語音的特徵信息，然後將這個特徵信息模型與已有的特徵模型信號進行對比，如果二者達到了一定的匹配度，則輸入的語音被識別，作出相應動作。考慮到不同的訓練人在不同的環境下具有完全不同的聲學效果和特徵，經過電路放大器等的放大後會使音頻信號失真，造成命令的不匹配。因此可以考慮，讓處於不同使用環境的使用者在當前環境下進行聲音訓練，這樣存入flash (快閃記憶體)的聲音信息將包含這類噪音，因而能提高識別的準確率。單片機2主程序流程如圖2所示。當程序開始執行時首先將單片機各埠初始化，之後將判斷內存中是否存有語音模型，如果有語音模型，那麼程序將裝載模型，在裝載模型之後立即識別語音輸入，將輸入的語音信號進行匹配，如果匹配成功那麼MCU將執行使用者輸入的語音命令。如果沒有予語音命令存於內存中，那麼單片機2將執行語音存儲子程序，通過一次輸入，一次確認，將使用者的語音命令存於內存中作為特徵模型。完成語音存儲子程序後，將完成上述執行程序。同時單片機2設有重訓按鈕功能。當重訓按鈕被按下時，程序將清空內存中的模型並等待覆位信號。以上描述了本實用新型的基本原理和主要特徵。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.基於通信網絡的遠程遙控控制裝置，其特徵是控制裝置包括遠程發送部分和遠程接收控制部分，遠程接收控制部分由接收手機(1)、單片機(幻、1/0接口驅動板(3)、執行器 (4)組成；單片機(2)作為實現遠程遙控的核心晶片；單片機(2)輸出控制信號經I/O接口驅動板(3)驅動執行器(4)動作；接收手機(1)接收到的語音通過雙絞屏蔽線和低通濾波器( 線路連接方式傳輸給到單片機( 話筒電路輸入口。
2.根據權利要求1所述的控制裝置，其特徵是所述的單片機⑵輸出控制信號接I/ 0接口驅動板C3)上集電極開路集成電路輸入引腳，集成電路的輸出引腳接執行器G)。
3.根據權利要求1所述的控制裝置，其特徵是所述的低通濾波器(5)由LC組成，電感為10毫亨，電容為0.01微法。
專利摘要本實用新型為基於通信網絡的遠程遙控控制裝置，包括遠程發送和遠程接收控制。遠程發送以一部手機作為遙控的終端遠程接收控制由接收手機(1)、單片機(2)、I/O接口驅動板(3)、執行器(4)組成；單片機(2)作為實現遠程遙控的核心晶片；手機的通信直接利用現成的各種手機網絡，無需再建立強大的遠程遙控網絡；利用手機的語音功能實現遠程遙控。本實用新型使用的僅為一塊單片機和一些普通電子元件組成的外圍電路，由於採用通用電子器件，器件成本低廉，因此本實用新型具有良好的推廣價值。由於採取1)自動應答通話，2)語音訓練儲存，3)語音識別技術措施，使控制正確率達到100％，解決了傳統聲控技術遙控距離短，實用的局限性等問題。
文檔編號H04Q9/00GK202103807SQ20112023415
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月5日 優先權日2011年7月5日
發明者王丁亮, 王晟 申請人:上海海事大學