郭曉磊 劉業(yè)鳳

【摘 要】在目前科學(xué)和經(jīng)濟(jì)更快速發(fā)展的同時(shí)，生活質(zhì)量也在更好地提高。目前有大量的智能家電應(yīng)運(yùn)而生，但這些剛出的智能家電仍然存在很大的發(fā)展空間，就現(xiàn)階段的空調(diào)系統(tǒng)的智能插座系統(tǒng)而言，大部分能實(shí)現(xiàn)語音控制和遠(yuǎn)程WIFI控制，但其使用局限性比較大，其智能交互僅限制在連接插座電器的定時(shí)開關(guān)或定時(shí)開關(guān)，因此智能化體驗(yàn)比較單一。本次研究針對目前智能插座系統(tǒng)交互模式的簡單單一，添加了智能自學(xué)習(xí)功能，使該插座系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)語音控制和遠(yuǎn)程WIFI控制，還能自學(xué)習(xí)不同品牌空調(diào)系統(tǒng)的紅外碼，實(shí)現(xiàn)對紅外控制型家電的局域控制，插座的紅外接收頭可以學(xué)習(xí)各種遙控家電的紅外碼并保存，在調(diào)節(jié)空調(diào)溫度，調(diào)節(jié)風(fēng)速檔位或者改變其他功能都有非常實(shí)用的效果。

【關(guān)鍵詞】語音控制;遠(yuǎn)程控制;自學(xué)習(xí);空調(diào)系統(tǒng);智能插座系統(tǒng)。

智能化家居成為現(xiàn)階段衡量生活質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。目前的智能插座功能實(shí)現(xiàn)單一，智能化體驗(yàn)有待提高。添加紅外學(xué)習(xí)功能可以使智能插座在人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)更加實(shí)用的窗口，在智能家居中實(shí)現(xiàn)語音和遠(yuǎn)程的一對多控制。當(dāng)傳統(tǒng)的插座成為自發(fā)學(xué)習(xí)紅外碼的智能語音插座，能實(shí)現(xiàn)在外通過WIFI控制插座發(fā)出相應(yīng)的紅外碼，在回家之前能打開空調(diào)，并調(diào)好溫度;打開熱水器，并調(diào)節(jié)好水溫等等。離線的語音和WIFI的遠(yuǎn)程控制已經(jīng)在改變?nèi)藗冊谥悄芑揖拥捏w驗(yàn)，而加入紅外學(xué)習(xí)功能后人們的智能體驗(yàn)會更上一個(gè)臺階。

一、語音和遠(yuǎn)程控制空調(diào)系統(tǒng)的紅外智能插座系統(tǒng)研究的必要性及意義

1、必要性

1.1智能插座的現(xiàn)狀

此次的的智能插座研究考察了現(xiàn)有的插座系統(tǒng)，針對這些系統(tǒng)功能不完善的問題，更進(jìn)一步完善了插座功能，離線語音控制功能，可以喚醒智能插座去控制所連接的電器;WIFI遠(yuǎn)程控制，提前開啟家中的空調(diào)等設(shè)備;而紅外碼學(xué)習(xí)模塊，可以學(xué)習(xí)紅外碼并儲存，方便日后的調(diào)用控制空調(diào)等紅外設(shè)備。正是因?yàn)檫@些功能的逐步實(shí)現(xiàn)，才能引領(lǐng)智能家電的不斷革新，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

1.2智能插座目前存在的不足

目前階段的智能插座，雖然能實(shí)現(xiàn)WIFI遠(yuǎn)程控制和離線語音控制空調(diào)等家電，但只能實(shí)現(xiàn)對供電端相連接家電的控制，通過控制插座的開關(guān)的簡單智能化，需要開的時(shí)候直接開，需要關(guān)的時(shí)候直接斷電，這種插座沒辦法滿足調(diào)節(jié)家電所需要的模式和功能，這樣的開關(guān)方式不僅體驗(yàn)單一，對家電的使用壽命也會大大損耗。

1.3經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求

從目前的市場調(diào)研可以看出，將離線式語音控制、云端網(wǎng)絡(luò)控制和紅外學(xué)習(xí)三個(gè)功能相結(jié)合的產(chǎn)品較少，提高解決所有非智能空調(diào)設(shè)備進(jìn)行智能化升級，有待進(jìn)行深入研究。有利于促進(jìn)智能化產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，智能技術(shù)可以逐漸從家用轉(zhuǎn)移到商用，提高社會的生產(chǎn)力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2、意義

①人們生活質(zhì)量的提高。紅外遙控系統(tǒng)擁有兩種控制方式（語音控制、云端控制）與可自學(xué)習(xí)紅外編碼的遙控器，很大程度上方便了人們的日常生活。

②促進(jìn)智能家電的蓬勃發(fā)展。結(jié)合離線語音和云控制，達(dá)到離線在線學(xué)習(xí)型紅外發(fā)射器的效果，更方便地利用和控制家電等設(shè)備。“離線”“在線”“學(xué)習(xí)”三者結(jié)合革新，在未來智能家居設(shè)計(jì)方案提供有力支持。

③智能產(chǎn)品促進(jìn)社會生產(chǎn)力?？捎糜谶b控空調(diào)等紅外設(shè)備。系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)使用其他可適用于紅外設(shè)備，離線，在線控制也很好地滿足人們的需求和企業(yè)生產(chǎn)的要求，這項(xiàng)技術(shù)的革新將會在生產(chǎn)市場中逐漸應(yīng)用需求。將其運(yùn)用在商業(yè)生產(chǎn)后，生產(chǎn)效率也能逐步提高。

二、語音和遠(yuǎn)程控制空調(diào)系統(tǒng)的智能插座系統(tǒng)的具體措施

1、語音芯片模塊的實(shí)現(xiàn)

在研究智能化產(chǎn)品時(shí)，需要MCU支撐所有的智能化功能，因此采用語音主控芯片SPV2021，其提豐富的語音識別函數(shù)可以被我們方便的開發(fā)和運(yùn)用。在作為語音函數(shù)庫的同時(shí)，這款芯片還可以作為MCU，控制其他模塊，使得整個(gè)系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)地工作。因此只需要設(shè)計(jì)好芯片芯片的外圍電路，加入麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器的電路，就能實(shí)現(xiàn)語音功能。

2、云控制模塊的實(shí)現(xiàn)

目前所研究的智能插座采用遠(yuǎn)程控制，就需要云端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，涂鴉智能的Wi-Fi模塊能供云服務(wù)而且所需的成本也比較適中。在涂鴉開發(fā)模塊過程中，涂鴉提供了在線面板工作站以及所需要的SDK軟件開發(fā)包。涂鴉智能還可以提供免開發(fā)WIFI模塊，用戶可以通過這個(gè)平臺模塊實(shí)現(xiàn)升級系統(tǒng)所需的功能。

3、紅外自學(xué)習(xí)模塊的實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)紅外學(xué)習(xí)總共需要3個(gè)器件：紅外線發(fā)光管、紅外線接收管和紅外線接收頭。當(dāng)紅外發(fā)光管接收到MCU命令發(fā)送一串紅外接收碼，紅外遙控設(shè)備接收到信號后才能做出相應(yīng)功能的調(diào)整。插座中的紅外接收管和紅外接收頭可以在MCU確定學(xué)習(xí)命令后，播報(bào)相應(yīng)的語音提示，用戶可以根據(jù)語音提示按步驟將電器的遙控設(shè)備向其發(fā)送紅外碼，當(dāng)插座的接收端接收到紅外碼后，通過EEPROM儲存相應(yīng)的紅外碼。在插座學(xué)習(xí)完畢后，用戶可以語音控制或者WIFI遠(yuǎn)程控制智能插座發(fā)送相應(yīng)的紅外碼，控制遙控設(shè)備的開關(guān)以及各種模式切換，從而逐漸取代單一的遙控設(shè)備和傳統(tǒng)插座。

結(jié)束語

總的來說，智能化在人們的生活中越來越重要，此次對于空調(diào)系統(tǒng)智能插座系統(tǒng)的研究：實(shí)現(xiàn)語音控制，真正令用戶體驗(yàn)到切實(shí)的人機(jī)交互;實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程WIFI控制，真正令用戶體驗(yàn)到實(shí)用的生活體驗(yàn);實(shí)現(xiàn)紅外自學(xué)習(xí)功能，真正令用戶體驗(yàn)到強(qiáng)大的物物互聯(lián)。從而更好的增強(qiáng)空調(diào)系統(tǒng)的智能化，更能發(fā)揮空調(diào)的強(qiáng)大功能。提高人們的生活水平與用戶體驗(yàn)感。

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（作者單位：上海理工大學(xué)）