CN108376059A - 一种通用计算机语音开机唤醒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用计算机语音开机唤醒装置，该装置包括：MCU、麦克风组件、时钟芯片、语音识别芯片、功能按键及接口部件，所述麦克风组件、时钟芯片、功能按键及接口部件均与所述MCU连接，所述MCU通过接口部件与上位机的唤醒端口连接，所述麦克风组件通过所述语音识别芯片与所述MCU连接，其中，所述麦克风组件接收外界语音信号的输入，并将语音信号传输给语音识别芯片，所述语音识别芯片对所述的语音信号与开机唤醒语音进行匹配，匹配成功后将该信息传输至MCU处，MCU发送唤醒指令，实现对计算机的唤醒。本发明在不更改计算机的电路硬件的前提下，可实现对计算机的语音开机唤醒，且具有较好的拓展性、通用性。

Description

一种通用计算机语音开机唤醒装置

技术领域

本发明涉及计算机外设技术领域，具体的说，是涉及一种通用计算机语音开机唤醒装置。

背景技术

目前，个人计算机的本地使用一般通过使用电源键对其进行启动或休眠后的唤醒操作。现状为台式电脑的电源键一般位于机箱正面或上面，当电脑机箱被放置在封闭或者狭窄空间内时(例如安置在教室多媒体桌下)，使用电源键进行开机或者休眠后的唤醒操作将十分不便；便携式笔记本电脑的电源键一般位于外壳C面，当便携式笔记本电脑在合盖状态下通过外接屏幕使用时，需特意将其打开才可完成开机或者休眠后的唤醒操作，若其机身被放置在封闭或狭窄空间内(例如背挂在显示器后侧)操作将更加不便。

计算机虽支持其他唤醒方式，其存在一定的不足，计算机主板厂商虽为计算机设计了外设开机或唤醒功能，可支持通过使用PS/2接口的鼠标/键盘以及网线接口实现计算机的开机或休眠后唤醒操作。但鼠标键盘唤醒功能易被误操作，且必须用户靠近计算机之后才能将其开机或唤醒，然后等待计算机的开机过程；网口唤醒功能则需要借助其他的路由协议发送装置(例如另一台计算机或路由器)完成。

专利申请号为“2017103438740”的发明专利申请“基于人工智能的语音唤醒方法、装置和计算机设备”，其针对计算机等设备的唤醒提出了语音唤醒方案，并通过人工智能增加语音识别率，但其也存在一定的不足，神经网络的加入使其对计算性能要求颇高，限制了唤醒装置的体积和功耗，使其无法演化为具有通用性的低成本唤醒外设。

专利申请号为“2015101300027”的发明专利申请“一种语音唤醒系统及语音唤醒方法及移动终端”，其给出了使用语音唤醒移动终端的解决方案，其使用语音唤醒芯片对语音信号进行分析处理。

但其也存在一定的不足：该设计不具备通用唤醒接口，这使得其只能对特定移动设备进行唤醒操作，无法对计算机实现兼容。

专利申请号为“2013104064671”的发明专利申请“多语音开机控制笔本电脑”，其给出基于语音唤醒的笔记本电脑设计，该发明中包括一套完备的语音唤醒控制系统。

但其也存在一定的不足：其唤醒原理依靠对计算机电路硬件进行改动，无法通过可拓展的外设硬件的形式对唤醒功能进行集成与移植，不具备通用性。

综上所述，现有技术中对于解决使用通用外设装置语音唤醒计算机的技术问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种通用计算机语音开机唤醒装置，在不更改计算机的电路硬件的前提下，可实现对计算机的语音开机唤醒，且具有较好的拓展性、通用性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种通用计算机语音开机唤醒装置，该装置包括：MCU、麦克风组件、时钟芯片、语音识别芯片、功能按键及接口部件，所述麦克风组件、时钟芯片、功能按键及接口部件均与所述MCU连接，所述MCU通过接口部件与上位机的唤醒端口连接，所述麦克风组件通过所述语音识别芯片与所述MCU连接，其中，所述麦克风组件接收外界语音信号的输入，并将语音信号传输给语音识别芯片，所述语音识别芯片对所述的语音信号与开机唤醒语音进行匹配，匹配成功后将该信息传输至MCU处，MCU发送唤醒指令，实现对计算机的唤醒。

进一步的，所述的语音开机唤醒装置的自身可以集成或不集成电池，当集成有内部电池时，装置使用电脑主板唤醒接口(PS/2或RJ45)提供的电流供电；当配备有内部电池时，电路优先使用唤醒接口为自身工作供电，若计算机失去电源，则使用内部电池为时钟芯片供电，确保定时开机唤醒功能正常，其余电路则处于休眠状态以节省电量。

进一步的，所述MCU接收语音指令识别芯片发送的唤醒指令，并将指令转换为计算机能够识别的遵从PS/2协议或局域网协议的开机指令，然后发送给计算机的相关端口；

进一步的，所述功能按键发送命令给MCU，用以完成无法使用语音指令实现的功能，如开启与关闭语音唤醒装置、控制语音指令的自定义录制，、开启与关闭定时唤醒功能等；

进一步的，所述语音识别芯片中存储有语音库，所述语音库使用非特定人语音识别且支持多种语言的语音指令自定义录制而得，该语音库包括“电脑开机”或“Wake upComputer”以及语义识别语句，如“十分钟后电脑开机”或“三点钟电脑开机”等内容。

进一步的，所述接口部件包括电源接口、音频接口、拓展接口及唤醒接口，所述电源接口、音频接口、拓展接口及唤醒接口均与所述MCU连接；

进一步的，所述MCU通过接口部件的唤醒接口与所述计算机唤醒端口连接，所述语音识别芯片通过所述音频接口与所述麦克风组件连接。

进一步的，所述麦克风组件优选用咪头或拾音器等小体积声音信号采集装置。

进一步的，所述唤醒接口为PS/2或RJ45公头接口。

进一步的，所述拓展接口采用可供拓展外设接入的PS/2或RJ45母头接口，其中，所采用的母头接口须与上位机接口匹配，并支持外设设备的再次接入。

进一步的，所述音频接口支持包括麦克风话筒、耳机等多种使用3.5mm音频插口的声音信号采集输入设备；

进一步的，所述时钟芯片与MCU连接，负责装置的计时任务，实现定时开机或唤醒功能，此外，所述时钟芯片可与后备电池连接。

进一步的，所述语音开机唤醒装置通过电源接口与供电电路连接，供电电路为唤醒装置各个模块的工作提供电能；

进一步的，所述上位机上具有与语音开机唤醒装置配套使用的电脑端软件，能够兼容多种操作系统。

此外，所述上位机不仅包括计算机，还可以为平板或手机。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)自身提供拓展接口，不占用计算机宝贵的接口资源；

(2)由于本发明的唤醒指令与计算机主板支持的唤醒指令相兼容，固其能兼容所有使用支持外设唤醒功能主板的台式机与笔记本电脑，在安装与使用过程中不对计算机的硬件做任何更改，完全通用且即插即用，拓展性及通用性好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明的连接结构图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明第一实施例的连接结构图；

图4是本发明第二实施例中语音开机唤醒装置与上位机的连接结构图；

其中：1、语音开机唤醒装置，2、功能按键，3、接口部件，4-计算机，3.1、PS/2接口，3.2、RJ45网线接口。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种通用计算机语音开机唤醒装置1，如图1和图2所示，该装置包括MCU、麦克风组件、时钟芯片、语音识别芯片、功能按键2及接口部件3，所述麦克风组件、时钟芯片、功能按键2及接口部件3均与所述MCU连接。具体的，下述实施例详述了本装置的应用过程。

实施例一本申请的一种典型的实施方式，本申请的一种典型的实施方式中，如图3所示。

此实施例中，语音开机唤醒装置1使用PS/2接口3.1与台式机连接，其实现方式为将语音开机唤醒装置插到台式机主机背面的一个PS/2键盘插口上，本装置对于PS/2鼠标插口或其他PS/2接口均适用。在此实施例中，分别将外接麦克风与键盘插到语音开机唤醒装置的拓展接口上，用以演示其接口拓展功能，装置完全可在不外接麦克风的前提下正常工作。

本申请的另一种典型的实施方式，如图4所示：

此实施例中，语音开机唤醒装置使用RJ45网线接口与笔记本电脑侧面的网线接口相连。在此实施例中，将笔记本电脑接入网络使用的网线插入到语音开机唤醒装置的拓展接口上，同时为语音开机唤醒装置接入外接电源。语音开机唤醒装置可在无外接电源的情况下工作，接入外接电源可使语音开机唤醒装置在计算机接口供电不足的情况下保持正常工作，以及在计算机失去电源无法开机时保证语音开机唤醒装置内时钟电路正常工作。

本实施例的工作原理如下：语音唤醒装置包括用于语音信号输入的麦克风组件、语音指令识别芯片、支持定时功能的时钟芯片、发送唤醒指令的MCU以及与计算机唤醒端口相连接的PS/2或RJ45公头接口；还包括多功能按键、用于外接麦克风的音频接口、外接电池的电源接口以及可供拓展外设接入的PS/2或RJ45母头接口。

将语音唤醒装置插入电脑，无需安装驱动亦无需对电脑硬件做任何更改即可正常工作。用户在麦克风的拾音范围内说出语音开机指令，如默认的“电脑开机”，语音信号将经麦克风组件转换为电信号，经语音识别芯片识别处理后发送识别结果给MCU，口令验证通过后MCU发送开机指令到与电脑相连的PS/2或RJ45接口3.2。电脑主板接收到开机指令后将控制计算机开机。

当计算机开机过程结束后，插到语音唤醒装置拓展接口上的键盘可以正常使用。在计算机上安装与装置配套使用的软件可实现装置的功能拓展与增强，如可通过软件实现：

查看计算机的开机时间与近期开机记录；

设置定时关机；

设置特定时间与日期定时开机，支持工作日与特定日；

设置装置的工作时间段；

校准电脑时间；

使用电脑时间矫正模块时间；

使能与禁用接口拓展功能；

修改录制开机语音指令；

开机语音指令的增删；

记录拓展接口上外设的输入信息等。

其中上位机中的软件为非必须组件，软件能够实现的部分功能也可通过操作语音开机唤醒装置上的功能按键实现，其操作逻辑与功能对应如下：

短按按键直接发送开机指令；

长按按键1秒录制新的语音指令；

两次连按按键开启与关闭定时开机功能；

长按按键5秒开启与关闭语音开机唤醒装置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：包括MCU、麦克风组件、时钟芯片、语音识别芯片、功能按键及接口部件，所述麦克风组件、时钟芯片、功能按键及接口部件均与所述MCU连接，所述MCU通过接口部件与上位机的唤醒端口连接，所述麦克风组件通过所述语音识别芯片与所述MCU连接，其中，所述麦克风组件接收外界语音信号的输入，并将语音信号传输给语音识别芯片，所述语音识别芯片对所述的语音信号与开机唤醒语音进行匹配，匹配成功后将该信息传输至MCU处，MCU发送唤醒指令，实现对计算机的唤醒。

2.根据权利要求1所述的一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：所述的语音开机唤醒装置的自身可以集成或不集成电池，当不集成有内部电池时，装置使用电脑主板唤醒接口提供的电流供电；当配备有内部电池时，电路优先使用唤醒接口为自身工作供电，若计算机失去电源，则使用内部电池为时钟芯片供电，确保定时开机唤醒功能正常，其余电路则处于休眠状态以节省电量。

3.根据权利要求1所述的一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：所述接口部件包括电源接口、音频接口、拓展接口及唤醒接口，所述电源接口、音频接口、拓展接口及唤醒接口均与所述MCU连接。

4.根据权利要求3所述的一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：所述MCU通过接口部件的唤醒接口与所述计算机唤醒端口连接。

5.根据权利要求4所述的一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：所述唤醒接口为PS/2或RJ45公头接口。

6.根据权利要求3所述的一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：所述语音识别芯片通过所述音频接口与所述麦克风组件连接。

7.根据权利要求1所述的一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：所述麦克风组件选用咪头或拾音器。

8.根据权利要求1所述的一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：所述音频接口与使用3.5mm音频插口的声音信号采集输入设备相匹配。

9.根据权利要求1所述的一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：所述语音开机唤醒装置通过电源接口与供电电路连接，所述供电电路为唤醒装置各个模块的工作提供电能。

10.根据权利要求1所述的一种通用计算机语音开机唤醒装置，其特征在于：所述上位机为计算机、平板或手机。