一种智能闹钟系统及其控制方法与流程

本发明涉及智能设备技术领域，特别涉及一种智能闹钟系统及其控制方法。

背景技术：

现有的闹钟基本上都只是显示时间，定时提醒，万年历，即便是一些智能闹钟，也只是增加一些无线，语音，问答等功能。虽然也是针对学生，但是大部分功能的使用率低，并且容易分散学生的注意力，不能够实现模拟学生考试情景进行语音播报以及适用于学生的课程提醒功能。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种智能闹钟系统及其控制方法，能够模拟考试场景进行语音播报并实现了课程提醒的功能。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种智能闹钟系统，包括闹钟本体，所述闹钟本体的内部设置有控制模块和时钟模块，所述闹钟本体上设置有录音模块，所述闹钟本体的正面设置有显示模块；所述闹钟本体的背面设置有语音播放模块；其中，

所述时钟模块与所述控制模块电连接，用于获取当前的时间信息，并将当前的时间信息输出至所述控制模块；

所述录音模块与所述控制模块电连接，用于获取语音指令，并根据所述语音指令输出语音信号至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述语音信号获取与所述语音信号对应的第一预设文本信息和设定时间信息，并当确定当前的时间信息等于所述设定时间信息时，控制所述语音播放模块播报所述第一预设文本信息和设定时间信息；

所述控制模块还与所述显示模块电连接，用于控制所述显示模块显示与当前的时间信息对应的第二预设文本信息。

所述的智能闹钟系统中，所述闹钟本体的正面边缘还设置有传感器，所述传感器与所述控制模块电连接，用于检测到用户与所述显示模块的距离由大于预设距离变为小于预设距离或由小于预设距离变为大于预设距离时，输出变化的电信号至所述控制模块；所述控制模块根据变化的信号控制所述显示模块点亮或熄灭。

所述的智能闹钟系统中，所述闹钟本体上还设置有太阳能供电模块，所述闹钟本体的内部设置有锂电池；所述太阳能模块与所述锂电池电连接，用于将光信号转换为电信号为所述锂电池充电；所述锂电池与所述控制模块、所述时钟模块、所述语音播放模块和所述显示模块电连接，用于为所述控制模块、所述时钟模块、所述语音播放模块和所述显示模块提供电能。

所述的智能闹钟系统中，所述闹钟本体的内部还设置有降压模块，所述降压模块与所述控制模块和所述锂电池电连接，用于将所述锂电池输出的供电电压降压后输出至所述控制模块。

所述的智能闹钟系统中，所述闹钟本体的内部还设置有充放电控制模块，所述充放电控制模块与锂电池电连接，用于检测所述锂电池的充电电压或放电电压，并根据所述充电电压或所述放电电压控制所述锂电池的工作状态。

所述的智能闹钟系统中，所述控制模块包括控制芯片；所述控制芯片的第41脚和第40脚连接所述录音模块，所述控制模块的第2脚和第3脚连接所述语音播放模块，所述控制芯片的第17脚、第20脚、第21脚、第22脚和第23脚均连接所述显示模块。

所述的智能闹钟系统中，所述太阳能供电模块包括太阳能板、第一二极管、第二二极管、第一开关、第二开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管、第一电容和变压器；

所述太阳能板的一端连接所述第一二极管的正极，所述太阳能板的另一端连接所述锂电池的负极，所述第一二极管的负极连接所述第一开关的一端和所述第二开关的一端，所述第一开关的另一端连接所述变压器的第4脚，所述第二开关的另一端连接所述锂电池的正极；所述变压器的第2脚通过所述第一电阻连接所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的基极，所述变压器的第1脚连接所述第二二极管的正极和所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极和所述第一三极管的发射极连接所述锂电池的负极，所述第二二极管的负极、所述第二电阻的一端和所述第一电容的一端均连接bat+信号端，所述第二电阻的另一端通过所述第三电阻连接所述第四电阻的一端和所述第一三极管的基极，所述第四电阻的另一端和所述第一电容的另一端均连接bat-信号端。

所述的智能闹钟系统中，所述降压模块包括降压芯片、第二电容、第三电容、第四电容、第五电阻和第六电阻；所述降压芯片第1脚、第3脚和所述第二电容的一端连接vbat+信号端，所述第二电容的另一端接地，所述降压芯片的第4脚连接所述第五电阻的一端、第三电容的一端和所述第六电阻的一端，所述降压芯片的第5脚、所述第五电阻的另一端和所述第三电容的另一端均连接vcc信号端，所述第六电阻的另一端接地，所述第四电容的一端连接vcc信号端，所述第四电容的另一端接地。

所述的智能闹钟系统中，所述充放电控制模块包括充放电控制芯片、保护芯片、第一mos管、第二mos管、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第三二极管、第四二极管和发光二极管；

所述保护芯片的第1脚连接所述第一mos管的栅极，所述保护芯片的第2脚通过所述第七电阻接地，所述保护芯片的第3脚连接所述第二mos管的栅极，所述第一mos管的源极连接bat-信号端，所述第二mos管的源极接地，所述第一mos管的漏极连接所述第二mos管的漏极，所述保护芯片的第6脚通过所述第五电容连接所述保护芯片的第5脚和所述第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接所述第三二极管的正极、所述充放电控制芯片的第5脚和所述第六电容的一端，所述第六电容的另一端和所述第八电阻的一端接地，所述第八电阻的另一端连接所述发光二极管的正极，所述发光二极管的负极连接所述充放电控制芯片的第7脚，所述第三二极管的负极和所述第四二极管的负极均连接bat+信号端，所述第四二极管的正极连接所述充放电控制芯片的第4脚，所述充放电控制芯片的第2脚通过所述第十电阻接地，所述充放电控制芯片的第3脚通过所述第七电容连接所述第四二极管的正极。

一种如上所述的智能闹钟系统的控制方法，包括如下步骤：

获取当前的时间信息和语音指令，并根据所述语音指令得到语音信号；

根据所述语音信号获取对应的第一预设文本信息和设定时间信息，且当当前的时间信息等于所述设定时间信息时，播报所述第一预设文本信息和设定时间信息，并显示与当前的时间信息对应的第二预设文本信息。

相较于现有技术，本发明提供的一种智能闹钟系统及其控制方法，所述智能闹钟系统包括控制模块、时钟模块、录音模块、显示模块和语音播放模块；所述时钟模块用于获取当前的时间信息，并将当前的时间信息输出至控制模块；录音模块用于获取语音指令，并根据语音指令输出语音信号至控制模块；控制模块用于根据语音信号获取与语音信号对应的第一预设文本信息和设定时间信息，并当确定当前的时间信息等于设定时间信息时，控制播放模块播报第一预设文本信息和设定时间信息；控制模块还用于控制显示模块显示与当前的时间信息对应的第二预设文本信息，本发明的智能闹钟系统能够模拟考试场景进行语音播报并实现课程表显示的功能。

附图说明

图1为本发明提供的智能闹钟系统的结构框图；

图2为本发明提供的智能闹钟系统中控制模块、录音模块、语音播放模块和传感器的电路原理图；

图3为本发明提供的智能闹钟系统中闹钟本体的顶部示意图；

图4为本发明提供的智能闹钟系统中闹钟本体的右侧面示意图；

图5为本发明提供的智能闹钟系统中闹钟本体的正面示意图；

图6为本发明提供的智能闹钟系统中太阳能供电模块的电路原理图；

图7为本发明提供的智能闹钟系统中降压模块的电路原理图；

图8为本发明提供的智能闹钟系统中充放电控制模块的电路原理图；

图9为本发明提供的智能闹钟系统的控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

本发明提供的一种智能闹钟系统及其控制方法，能够模拟考试场景进行语音播报并实现课程提醒的功能。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的智能闹钟系统包括闹钟本体，所述闹钟本体的内部设置有控制模块100和时钟模块110，所述闹钟本体上设置有录音模块120，具体来说，本实施例中，所述闹钟本体的顶部设置有录音模块120，所述闹钟本体的正面设置有显示模块130；所述闹钟本体的背面设置有语音播放模块140，所述时钟模块110、所述录音模块120、所述语音播放模块140和所述显示模块130均与所述控制模块100电连接。

其中，所述时钟模块110用于获取当前的时间信息，并将当前的时间信息输出至所述控制模块100；所述录音模块120用于获取语音指令，并根据所述语音指令输出语音信号至所述控制模块100；所述控制模块100用于根据所述语音信号获取与所述语音信号对应的第一预设文本信息和设定时间信息，并当确定当前的时间信息等于所述设定时间信息时，控制所述语音播放模块140播报所述第一预设文本信息和设定时间信息；所述控制模块100还用于控制所述显示模块130显示与当前的时间信息对应的第二预设文本信息，本实施例中所述第一预设文本信息为预先录入的考试相关信息，例如考试科目和考试科目对应的考试时间等，所述第二预设文本信息为用户预先录入的课程表信息；所述控制模块100通过时钟模块110获取时间信息，并显示与当前的时间信息对应的课程信息，实现闹钟的课程表显示功能；用户可通过语音指令来选择考试时间和内容，例如下午两点半进行数学考试，所述录音模块120获得该语音指令后转化为语音信号给所述控制模块100，所述控制模块100根据该语音信号获取预先存储的文本信息和时间信息，控制所述语音播放模块140在下午两点半是进行时间和考试科目的播报，到一定时间提醒用户考试的剩余时间，以便于用户使用闹钟模拟考场时间和信息的语音播报，丰富闹钟的功能，使用更加便捷。

进一步地，所述录音模块120还可用于单纯的进行录音，例如用户可以通过录音模块120，将老师讲课的重难点内容录下来，便于用户课后和考试前的复习。

进一步地，所述闹钟本体的正面边缘还设置有传感器150，所述传感器150与所述控制模块100电连接，用于检测到用户与所述显示模块130的距离由大于预设距离变为小于预设距离或由小于预设距离变为大于预设距离时，输出变化的电信号至所述控制模块100，所述控制模块100根据变化的信号控制所述显示模块130点亮或熄灭，具体来说，所述传感器150为人体传感器，通过所述人体传感器检测所述闹钟本体前是否存在用户，以便于所述控制模块100在所述闹钟本体前不存在用户时控制所述显示模块130熄灭，使得所述智能闹钟系统进入休眠状态，在所述闹钟本体前存在用户时控制所述显示模块130点亮，显示对应的时间，日期以及课程表，这样能够节省电能。

进一步地，所述闹钟本体的顶部还设置有太阳能供电模块160，所述闹钟本体的内部设置有锂电池170，所述闹钟本体的侧面设置有usb接口；所述太阳能模块与所述锂电池170电连接，用于将光信号转换为电信号为所述锂电池170充电；所述锂电池170与所述控制模块100、所述时钟模块110、所述语音播放模块140和所述显示模块130电连接，用于为所述控制模块100、所述时钟模块110、所述语音播放模块140和所述显示模块130提供电能，正常情况下，用户可通过usb接口接通电源为所述锂电池170充电，若在阳光下，则可通过所述太阳能供电模块160为所述锂电池170充电，进而提高了所述智能闹钟系统的续航能力。

进一步地，所述闹钟本体的内部还设置有降压模块180，所述降压模块180与所述控制模块100和所述锂电池170电连接，用于将所述锂电池170输出的供电电压降压后输出至所述控制模块100，通过所述降压模块180将所述锂电池170输出的电能进行降压处理后为所述控制模块100供电，确保所述控制模块100得到所需要的电能维持正常工作。

进一步地，所述闹钟本体的内部还设置有充放电控制模块190，所述充放电控制模块190与锂电池170电连接，用于检测所述锂电池170的充电电压或放电电压，并根据所述充电电压或所述放电电压控制所述锂电池170的工作状态，具体来说，当所述锂电池170处于过充电或过放电状态时，所述充放电控制模块190则控制所述锂电池170停止充电或停止放电，进而确保所述锂电池170工作的安全性，提高所述智能闹钟系统的可靠性。

进一步地，所述闹钟本体的侧面设置有交互模块，根据用户使用习惯，所述交互模块为所述闹钟本体的右侧面，通过所述交互模块获取用户的按键指令，并将所述按键指令输出至所述控制模块100，之后所述控制模块100根据所述按键指令控制对应的模块进行后续的工作。

进一步地，请参阅图2，所述控制模块100包括控制芯片u1，所述控制芯片u1的第41脚和第40脚连接所述录音模块120，所述控制模块100的第2脚和第3脚连接所述语音播放模块140，所述控制芯片u1的第17脚、第20脚、第21脚、第22脚和第23脚均连接所述显示模块130，本实施例中，所述控制芯片u1的型号为spv2010，当然在其他实施例中也选择具有相同功能的控制芯片u1；具体实施时，本实施例中所述录音模块120包括麦克风m1，所述麦克风m1的第1脚连接所述控制芯片u1的第40脚，所述麦克风m1的第2脚连接所述控制芯片u1的第41脚，如图3所示，所述麦克风m1设置在所述闹钟的顶部；所述语音播放模块140包括扬声器sp1，所述扬声器sp1的第1脚连接所述控制芯片u1的第2脚，所述扬声器sp1的第2脚连接所述控制芯片u1的第3脚；如图4所示，所述按键模块包括六个功能按键主要用于调节时间，选择显示的课程内容和录音开启功能等，分别有功能选择键、确定键、返回键、加减键和录音键，六个功能按键分别sw1、sw2、sw3、sw4、sw5和sw6，按键sw1的一端连接所述控制芯片u1的第8脚，按键sw2的一端连接所述控制芯片u1的第9脚，按键sw3的一端连接所述控制芯片u1的第10脚，按键sw4的一端连接所述控制芯片u1的第11脚，按键sw5的一端连接所述控制芯片u1的第12脚，按键sw6的一端连接所述控制芯片u1的第13脚，按键sw1的另一端、按键sw2的另一端、按键sw3的另一端、按键sw4的另一端、按键sw5的另一端和按键sw6的另一端均接地；所述显示模块130包括显示屏和屏接口131，所述控制芯片u1通过所述屏接口131与所述显示屏连接，本实施例所述显示屏为液晶屏或墨水屏，如图5所示，所述显示屏的显示界面主要分为三块，一块用于显示时间，一块用于显示日期，一块则用于显示课程表，而所述传感器150则设置在显示屏的上方也即所述闹钟本体的正面边缘。

其中，所述扬声器sp1为小功率扬声器sp1如果声音比较小，可以改为外置的功放芯片，sw1～sw6为功能按键，使用芯片的内部上拉可以省去按键的上拉电阻，从而降低成本。aec_p信号端和aec_n信号端是回声消除输入端，可以外接需要消除的回生源，配合dsp程序起到消除背景声的目的，本实施例中输入信号峰值不得超过3v；mic0信号端是单麦的输入端，可外接硅麦或者驻极体；vmic信号端是麦克风m1偏置电压，由mcu内部产生的低噪声电压，可用于外接麦克风m1的供电。

本实施例中，所述控制芯片u1为内部待mcu的语音芯片，内含语音编码和解码功能，通过机器学习和模型训练来提高语音识别率和唤醒率，不受网络的影响，可以在任意环境下都能正常的进行语音交互；所述控制芯片u1通过所述麦克风m1来采集语音指令，所述麦克风m1将声音信号变成电信号，所述控制芯片u1通过ad脚采样，将电压信号转成数字信号。所述控制芯片u1通过设置内部寄存器，来确定采样速率，通过傅里叶变换，将信号转为频域信号之后对其对数能量谱用依照mel刻度分布的三角滤波器组进行卷积，最后对各个滤波器的输出构成的向量进行离散余弦变换，取前n个系数，在此基础上建立语音识别所需要的模板，将控制芯片u1中存放的语音模板与输入的语音信号的特征进行比较、搜索和匹配，找出一系列最优的与输入语音匹配的模板；然后根据此模板的定义，通过查表就可以给出控制芯片u1的识别结果，这样就可以根据语音找到文本信息，所述控制芯片u1根据提前设好课程模板，获取语音信号后一到时间点找到对应位置的文本内容，即可进行课程的播报，以便于进行考试场景的模拟。

进一步地，请一并参阅图3和图6，所述太阳能供电模块160包括太阳能板p1、第一二极管d1、第二二极管d2、第一开关k1、第二开关k2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一三极管q1、第二三极管q2、第一电容c1和变压器t1；所述太阳能板p1的一端连接所述第一二极管d1的正极，所述太阳能板p1的另一端连接所述锂电池170的负极，所述第一二极管d1的负极连接所述第一开关k1的一端和所述第二开关k2的一端，所述第一开关k1的另一端连接所述变压器t1的第4脚，所述第二开关k2的另一端连接所述锂电池170的正极；所述变压器t1的第2脚通过所述第一电阻r1连接所述第一三极管q1的集电极和所述第二三极管q2的基极，所述变压器t1的第1脚连接所述第二二极管d2的正极和所述第二三极管q2的集电极，所述第二三极管q2的发射极和所述第一三极管q1的发射极连接所述锂电池170的负极，所述第二二极管d2的负极、所述第二电阻r2的一端和所述第一电容c1的一端均连接bat+信号端，所述第二电阻r2的另一端通过所述第三电阻r3连接所述第四电阻r4的一端和所述第一三极管q1的基极，所述第四电阻r4的另一端和所述第一电容c1的另一端均连接bat-信号端，所述太阳能板p1设置在闹钟的顶部，如图3所示分别设置有三块，通过所述太阳能板p1将太阳能转换为电能，进而为所述锂电池170供电，从而提高了所述智能闹钟系统的续航能力。

进一步地，请参阅图7，所述降压模块180包括降压芯片u2、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电阻r5和第六电阻r6；所述降压芯片u2第1脚、第3脚和所述第二电容c2的一端连接vbat+信号端，所述第二电容c2的另一端接地，所述降压芯片u2的第4脚连接所述第五电阻r5的一端、第三电容c3的一端和所述第六电阻r6的一端，所述降压芯片u2的第5脚、所述第五电阻r5的另一端和所述第三电容c3的另一端均连接vcc信号端，所述第六电阻r6的另一端接地，所述第四电容c4的一端连接vcc信号端，所述第四电容c4的另一端接地，通过所述降压芯片u2将所述锂电池170输出的供电电压进行降压处理后为所述控制芯片u1供电，确保所述控制芯片u1的正常工作。

进一步地，请参阅图8，所述充放电控制模块190包括充放电控制芯片u4、保护芯片u3、第一mos管、第二mos管、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第三二极管d3、第四二极管d4和发光二极管l1；所述保护芯片u3的第1脚连接所述第一mos管的栅极，所述保护芯片u3的第2脚通过所述第七电阻r7接地，所述保护芯片u3的第3脚连接所述第二mos管的栅极，所述第一mos管的源极连接bat-信号端，所述第二mos管的源极接地，所述第一mos管的漏极连接所述第二mos管的漏极，所述保护芯片u3的第6脚通过所述第五电容c5连接所述保护芯片u3的第5脚和所述第九电阻r9的一端，所述第九电阻r9的另一端连接所述第三二极管d3的正极、所述充放电控制芯片u4的第5脚和所述第六电容c6的一端，所述第六电容c6的另一端和所述第八电阻r8的一端接地，所述第八电阻r8的另一端连接所述发光二极管l1的正极，所述发光二极管l1的负极连接所述充放电控制芯片u4的第7脚，所述第三二极管d3的负极和所述第四二极管d4的负极均连接bat+信号端，所述第四二极管d4的正极连接所述充放电控制芯片u4的第4脚，所述充放电控制芯片u4的第2脚通过所述第十电阻r10接地，所述充放电控制芯片u4的第3脚通过所述第七电容c7连接所述第四二极管d4的正极，ja1为外接充电器的接口；本实施例中所述充放电控制芯片的型号为tp4056a，所述保护芯片的型号为dw01k，当然在其他实施例中也可以选择具有相同功能的芯片，本发明对此不作限定。

其中，所述保护芯片u3用于检测电池电流，避免所述锂电池170由于过充导致电池寿命缩短，所述保护芯片u3的td信号端为延迟时间测试管脚，cs信号端为电流感应输入管脚，用于检测电池电流大小，od信号端为放电控制fet((fieldeffecttransistor：场效应晶体管)门限连接管脚，连接mos管的栅极，oc信号端为充电控制fet门限连接管脚。

当所述锂电池170从正常状态进入充电状态时，可以通过所述保护芯片u3的vcc信号端检测到电池电压，当电池电压进入到过充电状态时，vcc信号端的电压大于过充电检测电压，迟延时间超过过放电检测延迟时间，连接oc引脚的所述第二mos管关闭，所述锂电池170充电关闭。当所述锂电池170从正常状态进入放电状态时，可以通过所述保护芯片u3的vcc信号端检测到电池电压。当电池电压进入过放电状态时，vcc信号端的电压小于过放电检测电压，迟延时间超过过充电检测迟延时间，则与od信号端相连的所述第一mos关闭，所述锂电池170停止放电。如果过放电检测电压>vcc>过充电检测电压，且过电器检测电压<csi信号端的电压<过电流检测电压，那么第一mos管和所述第二mos管都导通此时充电和放电均可以正常进行，由此实现锂电池170的保护功能，提高智能闹钟系统的可靠性。

本发明提供的智能闹钟系统能给学生带来极大的方便，让学生能够提前快速的适应考试的环境，将闹钟、离线语音和太阳能供电结合在一起，使得所述智能闹钟系统的应用不受学习场地的限制，若用户在教室，无供电情况下，可将闹钟置于阳光下，进行太阳能充电，解决闹钟的续航问题。其中，采用离线语音方案，需要提前将语音指令录好，自定义部分由用户自行录制，产品接受用户指令后，通过语意解析来确定用户的意图，根据解析结果来确定对应的操作，丰富了闹钟的功能，拓展了闹钟的应用场景。

基于上述的智能闹钟系统，请参阅图9，本发明还提供了一种智能闹钟系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

s100、获取当前的时间信息和语音指令，并根据所述语音指令得到语音信号；

s200、根据所述语音信号获取对应的第一预设文本信息和设定时间信息，且当当前的时间信息等于所述设定时间信息时，播报所述第一预设文本信息和设定时间信息，并显示与当前的时间信息对应的第二预设文本信息。

综上所述，本发明提供的本发明公开了一种智能闹钟系统及其控制方法，所述智能闹钟系统包括控制模块、时钟模块、录音模块、显示模块和语音播放模块；所述时钟模块用于获取当前的时间信息，并将当前的时间信息输出至控制模块；录音模块用于获取语音指令，并根据语音指令输出语音信号至控制模块；控制模块用于根据语音信号获取与语音信号对应的第一预设文本信息和设定时间信息，并当确定当前的时间信息等于设定时间信息时，控制播放模块播报第一预设文本信息和设定时间信息；控制模块还用于控制显示模块显示与当前的时间信息对应的第二预设文本信息；本发明的智能闹钟系统能够模拟考试场景进行语音播报并实现课程表显示的功能。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。