基于語音控制和遠程控制空調系統的智能插座系統開發

郭曉磊 劉業鳳

【摘 要】在目前科學和經濟更快速發展的同時，生活質量也在更好地提高。目前有大量的智能家電應運而生，但這些剛出的智能家電仍然存在很大的發展空間，就現階段的空調系統的智能插座系統而言，大部分能實現語音控制和遠程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開關或定時開關，因此智能化體驗比較單一。本次研究針對目前智能插座系統交互模式的簡單單一，添加了智能自學習功能，使該插座系統不僅能實現語音控制和遠程WIFI控制，還能自學習不同品牌空調系統的紅外碼，實現對紅外控制型家電的局域控制，插座的紅外接收頭可以學習各種遙控家電的紅外碼并保存，在調節空調溫度，調節風速檔位或者改變其他功能都有非常實用的效果。

【關鍵詞】語音控制;遠程控制;自學習;空調系統;智能插座系統。

智能化家居成為現階段衡量生活質量的標準之一。目前的智能插座功能實現單一，智能化體驗有待提高。添加紅外學習功能可以使智能插座在人機交互實現更加實用的窗口，在智能家居中實現語音和遠程的一對多控制。當傳統的插座成為自發學習紅外碼的智能語音插座，能實現在外通過WIFI控制插座發出相應的紅外碼，在回家之前能打開空調，并調好溫度;打開熱水器，并調節好水溫等等。離線的語音和WIFI的遠程控制已經在改變人們在智能化家居的體驗，而加入紅外學習功能后人們的智能體驗會更上一個臺階。

一、語音和遠程控制空調系統的紅外智能插座系統研究的必要性及意義

1、必要性

1.1智能插座的現狀

此次的的智能插座研究考察了現有的插座系統，針對這些系統功能不完善的問題，更進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遠程控制，提前開啟家中的空調等設備;而紅外碼學習模塊，可以學習紅外碼并儲存，方便日后的調用控制空調等紅外設備。正是因為這些功能的逐步實現，才能引領智能家電的不斷革新，促進行業的發展。

1.2智能插座目前存在的不足

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

1.3經濟的發展需求

從目前的市場調研可以看出，將離線式語音控制、云端網絡控制和紅外學習三個功能相結合的產品較少，提高解決所有非智能空調設備進行智能化升級，有待進行深入研究。有利于促進智能化產業的不斷壯大，智能技術可以逐漸從家用轉移到商用，提高社會的生產力，促進經濟的發展。

2、意義

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

②促進智能家電的蓬勃發展。結合離線語音和云控制，達到離線在線學習型紅外發射器的效果，更方便地利用和控制家電等設備?！半x線”“在線”“學習”三者結合革新，在未來智能家居設計方案提供有力支持。

③智能產品促進社會生產力?？捎糜谶b控空調等紅外設備。系統的自學習使用其他可適用于紅外設備，離線，在線控制也很好地滿足人們的需求和企業生產的要求，這項技術的革新將會在生產市場中逐漸應用需求。將其運用在商業生產后，生產效率也能逐步提高。

二、語音和遠程控制空調系統的智能插座系統的具體措施

1、語音芯片模塊的實現

在研究智能化產品時，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可以被我們方便的開發和運用。在作為語音函數庫的同時，這款芯片還可以作為MCU，控制其他模塊，使得整個系統相互協調地工作。因此只需要設計好芯片芯片的外圍電路，加入麥克風和揚聲器的電路，就能實現語音功能。

2、云控制模塊的實現

目前所研究的智能插座采用遠程控制，就需要云端網絡服務，涂鴉智能的Wi-Fi模塊能供云服務而且所需的成本也比較適中。在涂鴉開發模塊過程中，涂鴉提供了在線面板工作站以及所需要的SDK軟件開發包。涂鴉智能還可以提供免開發WIFI模塊，用戶可以通過這個平臺模塊實現升級系統所需的功能。

3、紅外自學習模塊的實現

實現紅外學習總共需要3個器件：紅外線發光管、紅外線接收管和紅外線接收頭。當紅外發光管接收到MCU命令發送一串紅外接收碼，紅外遙控設備接收到信號后才能做出相應功能的調整。插座中的紅外接收管和紅外接收頭可以在MCU確定學習命令后，播報相應的語音提示，用戶可以根據語音提示按步驟將電器的遙控設備向其發送紅外碼，當插座的接收端接收到紅外碼后，通過EEPROM儲存相應的紅外碼。在插座學習完畢后，用戶可以語音控制或者WIFI遠程控制智能插座發送相應的紅外碼，控制遙控設備的開關以及各種模式切換，從而逐漸取代單一的遙控設備和傳統插座。

結束語

總的來說，智能化在人們的生活中越來越重要，此次對于空調系統智能插座系統的研究：實現語音控制，真正令用戶體驗到切實的人機交互;實現遠程WIFI控制，真正令用戶體驗到實用的生活體驗;實現紅外自學習功能，真正令用戶體驗到強大的物物互聯。從而更好的增強空調系統的智能化，更能發揮空調的強大功能。提高人們的生活水平與用戶體驗感。

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（作者單位：上海理工大學）