一种全息互动系统的制作方法

1.本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种全息互动系统。


背景技术：

2.宠物饲养过程中，需要人员定时监管，但许多上班族由于工作规定，工作时间禁止携带宠物，因此无法同时兼顾工作与家庭，经常遇到将宠物搁置家中无人看管的状况，宠物需要主人的陪伴也需要娱乐消耗精力，否则会因为抑郁影像健康或因为精力旺盛破坏家中的物品，影响饲养者的正常生活，因此需要在家中无人时也提供宠物的娱乐与陪伴。电子宠物是由电子元件(硬件和软件)构成的电子玩具，现在也指使用电脑或因特网服务器上运行的特定程序，目前的电子宠物概念在有显示屏的电子器件(如宠物机，手机，电脑)的应用都比较广泛。电子宠物具有和真实宠物同样的生命特性。
3.在中国申请号为201610414739 .6，公布日为2017.9.26的专利文献公开了一种智能电子宠物语音交互系统及方法；统包括启动模块、语音控制模块、本地处理模块、云端存储模块以及本地存储模块；所述启动模块用于设定成长任务；所述语音控制模块用于控制语音的输入、输出以及识别；所述本地处理模块用于调用本地存储模块内的数据对用户的语音信息进行确定、判断并根据判断结果执行相应的操作；所述云端存储模块用于在云端存储数据；所述本地存储模块用于存储数据。
4.该系统通过对语音信息进行确定、判断并执行相应的操作；但是该系统只能对语音信息的波形进行判断；并根波形输出对应的语音信息；其不能通过输入语音信息区分不同的使用者；不能与不同使用者产生不同的交互效果，互动效果差。


技术实现要素：

5.本发明提供一种互动效果好的全息互动系统。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种全息互动系统；互动装置和控制电路；互动装置包括控制芯片、语音识别模块、语音输出模块和显示装置；控制芯片、语音模块和显示装置通过控制电路电连接。
7.语音识别模块包括语音识别单元和声纹识别单元；语音识别单元用于识别语音输入信息，并将语音输入信息转换为语音波形；声纹识别单元用于识别声纹信息；控制芯片声纹储存单元和一个以上的第一储存单元，声纹储存单元储存有声纹信息；一个第一储存单元根据一种声纹信息对应设置；第一储存单元储存有第一信号波形、语音输出信息和互动信息；第一信号波形与语音输出信息和互动信息对应设置；控制芯片用于对比语音波形和第一信号波形，并根据对比结果控制语音输出模块输出对应储存单元的语音输出信息、控制显示装置输出对应储存单元的互动信息。
8.以上设置，声纹识别单元识别声纹信息；通过声纹识别单元识别出识别出输入当前语音信息的使用者的身份；控制芯片输出与该声纹信息对应的第一储存单元中的第一语音输出信息和第一互动信息；由于一个第一储存单元与一种声纹信息对应设置；这样针对
不同使用者输出不同第一储存单元中的第一语音输出信息和第一互动信息；这样能与不同的使用者产生不同的互动效果；同时第一语音输出信息和第一互动信息与第一信号波形对应；进而当一个使用者输入不同的语音输入信息时，控制芯片根据当前使用者的语音输入信息；输出一个第一储存单元中不同的第一语音输出信息和第一互动信息。
9.进一步的，语音识别模块还包括语音唤醒单元；语音唤醒单元用于识别唤醒信号，并将唤醒信号转换为唤醒波形；所述控制芯片包括第二储存单元；第二储存单元储存有第二信号波形，控制芯片用于对比唤醒波形和第二信号波形，并根据对比结果控制语音识别单元识别语音输入信息。
10.以上设置，设置语音唤醒单元；当控制芯片识别到唤醒信号时，语音识别单元启动再对语音输入信息进行识别；同时设置第二波形信号唤醒语音识别单元；语音识别单元对唤醒信号之后的信息进行识别，提高语音识别单元识别语音输入信息的准确性。
11.进一步的，互动装置包括支架；支架包括盖板、底板和支撑件；所述盖板位于底板上方；支撑件一端与盖板连接；支撑件的另一端与底板连接；显示装置包括投影仪和立体分光镜；投影仪安装在盖板上；所述立体分光镜设置在底板上；投影仪的投影信息投影到立体分光镜上。通过投影仪将投影信息投影到立体分光镜上；显示装置显示的第一互动信息具有立体感。
12.进一步的，显示装置包括显示模块电路；控制电路包括电源电路、降压电路、驱动电路、复位电路和晶振电路；电源电路与降压电路连接；降压电路的输出端与控制芯片的电源端连接；显示模块电路、驱动电路、复位电路和晶振电路分别与控制芯片连接。
13.电源电路包括usb输入模块、电阻r13、开关sw1和保险丝f1；usb输入模块的vcc端外接5v电源； usb输入模块的gnd端接地；usb输入模块的vcc端与开关sw1输入端连接；开关sw1的输出端输出5v电压。
14.降压电路包括降压电路包括ams1117-3v3芯片、电容c17、电解电容c18、电解电容c19和电容c20；ams1117-3v3芯片的vin端连接开关sw1的输出端；ams1117-3v3芯片的gnd端接地；电解电容c20连接在ams1117-3v3芯片的vin端与gnd端；电解电容c18连接在ams1117-3v3芯片的vout端与gnd端；ams1117-3v3芯片的vin端还连接电容c19，电容c19的输出端接地；ams1117-3v3芯片的vout端连接电容c17，电容c17的输出端接地；电容c17与vout端相连的一端为降压电路的输出端，ams1117-3v3芯片的vout端连接降压电路的输出端；降压电路的输出端输出3.3v电压；降压电路的输出端与电阻r13的一端连接；电阻r13的另一端与usb输入模块的d2端连接。
15.晶振电路包括晶振x1、电容c2、电容c3、晶振x2、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电阻r4和电阻r5；电阻r4的一端与降压电路的输出端连接；电阻r4的另一端接地且与电容c2的一端、电容c3的一端、电容c4的一端、电容c5的一端连接；电容c2的另一端与控制芯片的pc14端连接，且与晶振x1一端连接；电容3的另一端与控制芯片的pc15端连接，且与晶振x1另一端连接；电容c4的另一端与控制芯片的pc0端连接，且与晶振x1一端和电阻r5的一端连接；电容c5的另一端与与晶振x1另一端和电阻r5的另一端连接；电容c6连接在电阻r4于电容c4之间；电容c6的一端与控制芯片的vdda端连接；电容c6的另一端与控制芯片的vssa端连接；电容c7与电容c6并联。
16.复位电路包括电阻r3、按键key1、电容c1、电池b1、二极管d2和二极管d1；电阻r3的
一端与降压电路的输出端连接；电阻r3的另一端与按键key1的一端和电容c1的一端连接；电容c1的另一端与按键key1的另一端和电池b1的负极连接，且接地；电池b1的正极与二极管d2的输入端连接；二极管d2的输入端与控制芯片的vbat端连接，且与二极管d1的输出端连接；二极管d1的输入端与降压电路的输出端连接。
17.驱动电路包括驱动芯片、二极管d3、电阻r6、电容c12、电容c13、三极管q1、电阻r7、电阻r8、电阻r9、三极管q2、电阻c14、晶振x3、电容c15和电容c16；驱动芯片的gnd端接地；驱动芯片的txd端与控制芯片的pa9端连接；驱动芯片的rxd端与控制芯片的pa10端连接；驱动芯片的vcc端与usb输入模块的vcc端连接，且与电容c12的一端和电容c13的一端连接；电容c12的另一端与电容c13的另一端连接，且接地；驱动芯片的dtr端与电阻r17的一端连接；电阻r17的另一端与三极管q1的基极连接；三极管q1的集电极与二极管d3的输出端和电阻r6的一端连接；二极管d3的输入端与控制芯片的reaet端连接；电阻r6的另一端与降压电路的输出端连接；三极管q1的发射极与电阻r8的一端和驱动芯片的rts端连接；电阻r8的另一端与三极管q2的基极连接；三极管q2的发射极与降压电路的输出端连接；三极管q2的集电极与电阻r9的一端连接；电阻r9的另一端与控制芯片的boot0端连接。
18.驱动芯片的v3端与电容c14的一端连接；电容c14的另一端接地；驱动芯片的d3端与usb输入模块d1端连接；驱动芯片的d4端与usb输入模块d2端连接；驱动芯片的nc端与电容c15一端和晶振x3的一端连接；晶振x3的另一端与电容c15另一端连接，且接地；电容c16连接在电容c15与晶振x3之间。
19.以上设置，usb输入模块的vcc端外接5v电源；通过降压电路将5v电压转换为3.3v电压；降压电路的输出端输出3.3v的电压为控制芯片、复位电路、晶振电路和显示模块电路供电；同时降压电路的输出端与usb的d2端连接；这样将完成降压的3.3v电压输入到usb输入模块中，将 usb输入模块输出的电信号的电平升高；升高电平后的电信号输入的驱动电路；通过usb输入模块输出的升高电平后的电信号输入到驱动电路的三极管q1和三极管q2中；导通三极管q1和三极管q2；同时usb输入模块的vcc端与驱动电路中电容c12的一端连接； usb输入模块为驱动电路提供5v的供电电压；使控制芯片与驱动电路连通；由于电信号的电平升高后驱动电路能更好的检测到升高电平后的电信号；进而三极管q1和三极管q2的导通更稳定；使得控制芯片与驱动电路连接更稳定。
20.进一步的，控制芯片的vdd1端与控制芯片的vss1端之间连接有电容c8；控制芯片的vdd2端与控制芯片的vss2端之间连接有电容c9；控制芯片的vdd3端与控制芯片的vss3端之间连接有电容c10；控制芯片的vdd4端与控制芯片的vss4端之间连接有电容c1。
21.以上设置，在控制芯片的vdd1端与vdd2端之间、vdd2端与vss2端之间、vdd3端与vss3端之间、vdd4端与vss4端之间连接电容；避免电流变化时产生的电压微小波动传递到控制芯片的其它引脚上。
22.进一步的，控制芯片的pc10端与语音识别模块和语音输出模块连接；语音识别模块的电源端与降压电路的输出端连接；语音识别模块的接地端接地；语音输出模块的电源端与降压电路的输出端连接；语音输出模块的接地端接地。
23.进一步的，控制芯片的pa6端、pa7端、pb0端、pb1端、pb2端、pb3端、pb4端、pb5端、pb6端、pb7端、pb8端、pb9端、pb10端、pb11端、pb12端、pb13端、pb14端、pb15端、pc0端、pc1端、pc6端、pc7端、pc8端、pc9端和pc10端与显示芯片的tmiso端、tmosi端、lcdd0端、lcdd1
端、lcdd2端、lcdd3端、lcdd4端、lcdd5端、lcdd6端、lcdd7端、lcdd8端、lcdd9端、lcdd10端、lcdd11端、lcdd12端、lcdd13端、lcdd14端、lcdd15端、tskn端、tpen端、lcdrd端、lcdwr端、lcdrs端、lcdcs端、lcdbl端连接。
24.进一步的，显示模块电路还包括电容c21、电容c22、电容c23和显示电源；显示芯片的gnd端接地；显示芯片的vdd端与电容c21的一端连接；显示芯片的blvdd端与电容c23的一端连接；电容c21的另一端与电容c21的另一端和电容c22的一端连接，且与显示电源连接；电容c22的另一端与显示电源连接；显示电源与降压电路的输出端连接。
附图说明
25.图1为本发明语音识别模块、语音输出模块、显示装置、驱动电路、电源电路、降压电路、复位电路和晶振电路与控制芯片连接的示意图。
26.图2为本发明电源电路的示意图。
27.图3为本发明降压电路的示意图。
28.图4为本发明驱动电路的示意图。
29.图5为本发明的控制芯片的示意图。
30.图6为本发明中控制芯片vbat、vdd和vss引脚的示意图。
31.图7为本发明晶振电路的示意图。
32.图8为发明复位电路的四意图。
33.图9为本发明显示模块电路的示意图。
34.图10为本发明语音识别模块的示意图。
35.图11为本发明语音输出模块的示意图。
36.图12为本发明支架与显示装置的示意图。
具体实施方式
37.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
38.如图1-12所示；一种全息互动系统；互动装置和控制电路；互动装置包括控制芯片1、语音识别模块2、语音输出模块3和显示装置；控制芯片1、语音识别模块、语音输出模块和显示装置通过控制电路电连接。
39.语音识别模块2包括语音识别单元和声纹识别单元；语音识别单元用于识别语音输入信息，并将语音输入信息转换为语音波形；声纹识别单元用于识别声纹信息；控制芯片1包括声纹储存单元和一个以上的第一储存单元，声纹储存单元储存有声纹信息；一个第一储存单元根据一种声纹信息对应设置；第一储存单元储存有第一信号波形、语音输出信息和互动信息；第一信号波形与语音输出信息和互动信息对应设置；控制芯片1用于对比语音波形和第一信号波形，并根据对比结果控制语音输出模块3输出对应储存单元的语音输出信息、控制显示装置输出对应储存单元的互动信息。
40.声纹识别单元识别声纹信息；通过声纹识别单元识别出识别出输入当前语音信息的使用者的身份；控制芯片1输出与该声纹信息对应的第一储存单元中的第一语音输出信息和第一互动信息；由于一个第一储存单元与一种声纹信息对应设置；这样针对不同使用者输出不同第一储存单元中的第一语音输出信息和第一互动信息；这样能与不同的使用者
产生不同的互动效果；同时第一语音输出信息和第一互动信息与第一信号波形对应；进而当一个使用者输入不同的语音输入信息时，控制芯片1根据当前使用者的语音输入信息；输出一个第一储存单元中不同的第一语音输出信息和第一互动信息。
41.语音识别模块2还包括语音唤醒单元；语音唤醒单元用于识别唤醒信号，并将唤醒信号转换为唤醒波形；所述控制芯片1包括第二储存单元；第二储存单元储存有第二信号波形，控制芯片1用于对比唤醒波形和第二信号波形，并根据对比结果控制语音识别单元识别语音输入信息。设置语音唤醒单元；当控制芯片1识别到唤醒信号时，语音识别单元启动再对语音输入信息进行识别；同时设置第二波形信号唤醒语音识别单元；语音识别单元对唤醒信号之后的信息进行识别，提高语音识别单元识别语音输入信息的准确性。
42.互动装置包括支架；支架包括盖板41、底板42和支撑件43；所述盖板41位于底板42上方；支撑件43一端与盖板41连接；支撑件43的另一端与底板42连接；显示装置包括投影仪44和立体分光镜45；投影仪44安装在盖板41上；所述立体分光镜45设置在底板42上；投影仪44的投影信息投影到立体分光镜45上。通过投影仪44将投影信息投影到立体分光镜45上；显示装置显示的第一互动信息具有立体感。
43.显示装置包括显示模块电路46；控制电路包括电源电路5、降压电路6、驱动电路7、复位电路8和晶振电路9；电源电路5与降压电路6连接；降压电路6的输出端与控制芯片1的电源端连接；显示模块电路46、驱动电路7、复位电路8和晶振电路9分别与控制芯片1连接。
44.控制芯片型号为stm32f103rct6；电源电路5包括usb输入模块、电阻r13、开关sw1和保险丝f1；usb输入模块的vcc端外接5v电源； usb输入模块的gnd端接地；usb输入模块的vcc端与开关sw1输入端连接；开关sw1的输出端输出5v电压。
45.降压电路6包括降压电路6包括ams1117-3v3芯片、电容c17、电解电容c18、电解电容c19和电容c20；ams1117-3v3芯片的vin端连接开关sw1的输出端；ams1117-3v3芯片的gnd端接地；电解电容c20连接在ams1117-3v3芯片的vin端与gnd端；电解电容c18连接在ams1117-3v3芯片的vout端与gnd端；ams1117-3v3芯片的vin端还连接电容c19，电容c19的输出端接地；ams1117-3v3芯片的vout端连接电容c17，电容c17的输出端接地；电容c17与vout端相连的一端为降压电路6的输出端，ams1117-3v3芯片的vout端连接降压电路6的输出端；降压电路6的输出端输出3.3v电压；降压电路6的输出端与电阻r13的一端连接；电阻r13的另一端与usb输入模块的d2端连接。usb输入模块的d2端为正极；usb输入模块的d1端为负极。
46.晶振电路9包括晶振x1、电容c2、电容c3、晶振x2、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电阻r4和电阻r5；电阻r4的一端与降压电路6的输出端连接；电阻r4的另一端接地且与电容c2的一端、电容c3的一端、电容c4的一端、电容c5的一端连接；电容c2的另一端与控制芯片1的pc14端连接，且与晶振x1一端连接；电容c3的另一端与控制芯片1的pc15端连接，且与晶振x1另一端连接；电容c4的另一端与控制芯片1的pc0端连接，且与晶振x1一端和电阻r5的一端连接；电容c5的另一端与与晶振x1另一端和电阻r5的另一端连接；电容c6连接在电阻r4于电容c4之间；电容c6的一端与控制芯片1的vdda端连接；电容c6的另一端与控制芯片1的vssa端连接；电容c7与电容c6并联。
47.复位电路8包括电阻r3、按键key1、电容c1、电池b1、二极管d2和二极管d1；电阻r3的一端与降压电路6的输出端连接；电阻r3的另一端与按键key1的一端和电容c1的一端连
接；电容c1的另一端与按键key1的另一端和电池b1的负极连接，且接地；电池b1的正极与二极管d2的输入端连接；二极管d2的输入端与控制芯片1的vbat端连接，且与二极管d1的输出端连接；二极管d1的输入端与降压电路6的输出端连接。
48.驱动电路7包括驱动芯片71、二极管d3、电阻r6、电容c12、电容c13、三极管q1、电阻r7、电阻r8、电阻r9、三极管q2、电阻c14、晶振x3、电容c15和电容c16；驱动芯片为ch340cc芯片；驱动芯片的gnd端接地；驱动芯片的txd端与控制芯片1的pa9端连接；驱动芯片的rxd端与控制芯片1的pa10端连接；驱动芯片的vcc端与usb输入模块的vcc端连接，且与电容c12的一端和电容c13的一端连接；电容c12的另一端与电容c13的另一端连接，且接地；驱动芯片的dtr端与电阻r17的一端连接；电阻r17的另一端与三极管q1的基极连接；三极管q1的集电极与二极管d3的输出端和电阻r6的一端连接；二极管d3的输入端与控制芯片1的reaet端连接；电阻r6的另一端与降压电路6的输出端连接；三极管q1的发射极与电阻r8的一端和驱动芯片的rts端连接；电阻r8的另一端与三极管q2的基极连接；三极管q2的发射极与降压电路6的输出端连接；三极管q2的集电极与电阻r9的一端连接；电阻r9的另一端与控制芯片1的boot0端连接。
49.驱动芯片的v3端与电容c14的一端连接；电容c14的另一端接地；驱动芯片的d3端与usb输入模块d1端连接；驱动芯片的d4端与usb输入模块d2端连接；驱动芯片的d3端为正极；驱动芯片的d4端为负极。驱动芯片的nc端与电容c15一端和晶振x3的一端连接；晶振x3的另一端与电容c15另一端连接，且接地；电容c16连接在电容c15与晶振x3之间。
50.usb输入模块的vcc端外接5v电源；通过降压电路6将5v电压转换为3.3v电压；降压电路6的输出端输出3.3v的电压为控制芯片1、复位电路8、晶振电路9和显示模块电路46供电；同时降压电路6的输出端与usb的d2端连接；这样将完成降压的3.3v电压输入到usb输入模块中，将 usb输入模块输出的电信号的电平升高；升高电平后的电信号输入的驱动电路7；通过usb输入模块输出的升高电平后的电信号输入到驱动电路7的三极管q1和三极管q2中；导通三极管q1和三极管q2；同时usb输入模块的vcc端与驱动电路7中电容c12的一端连接； usb输入模块为驱动电路7提供5v的供电电压；使控制芯片1与驱动电路7连通；由于电信号的电平升高后驱动电路7能更好的检测到升高电平后的电信号；进而三极管q1和三极管q2的导通更稳定；使得控制芯片1与驱动电路7连接更稳定。
51.控制芯片1的vdd1端与控制芯片1的vss1端之间连接有电容c8；控制芯片1的vdd2端与控制芯片1的vss2端之间连接有电容c9；控制芯片1的vdd3端与控制芯片1的vss3端之间连接有电容c10；控制芯片1的vdd4端与控制芯片1的vss4端之间连接有电容c1。在控制芯片1的vdd1端与vdd2端之间、vdd2端与vss2端之间、vdd3端与vss3端之间、vdd4端与vss4端之间连接电容；避免电流变化时产生的电压微小波动传递到控制芯片1的其它引脚上。
52.控制芯片1的pc10端与语音识别模块2和语音输出模块3连接；语音识别模块2的电源端与降压电路6的输出端连接；语音识别模块2的接地端接地；语音输出模块3的电源端与降压电路6的输出端连接；语音输出模块3的接地端接地。
53.显示模块电路46包括显示芯片461；显示芯片为tftlcd芯片；控制芯片1的pa6端、pa7端、pb0端、pb1端、pb2端、pb3端、pb4端、pb5端、pb6端、pb7端、pb8端、pb9端、pb10端、pb11端、pb12端、pb13端、pb14端、pb15端、pc0端、pc1端、pc6端、pc7端、pc8端、pc9端和pc10端与显示芯片的tmiso端、tmosi端、lcdd0端、lcdd1端、lcdd2端、lcdd3端、lcdd4端、lcdd5端、
lcdd6端、lcdd7端、lcdd8端、lcdd9端、lcdd10端、lcdd11端、lcdd12端、lcdd13端、lcdd14端、lcdd15端、tskn端、tpen端、lcdrd端、lcdwr端、lcdrs端、lcdcs端、lcdbl端连接。
54.显示模块电路46还包括电容c21、电容c22、电容c23和显示电源462；显示芯片的gnd端接地；显示芯片的vdd端与电容c21的一端连接；显示芯片的blvdd端与电容c23的一端连接；电容c21的另一端与电容c21的另一端和电容c22的一端连接，且与显示电源462连接；电容c22的另一端与显示电源462连接；显示电源与降压电路6的输出端连接。
55.互动系统的互动方法包括以下步骤：（1）.预录入声纹信息，一种声纹信息与一个第一储存单元对应；（2）.在第一储存单元中预录入第一信号波形，并根据第一信号波形录入语音输出信息和互动信息。
56.（3）.语音唤醒单元实时接收语音信息，并将接收的语音信息转为为唤醒波形；控制芯片将当前的唤醒波形和第二信号波形进行对比；若当前的唤醒波形与第二信号波形相似，则进行步骤（4）；若当前的唤醒波形与第二信号波形不相似，则重复进行步骤（3）。
57.（4）.控制芯片判断当前唤醒波形为唤醒信号，控制芯片控制语音识别模块启动。
58.（4.1）.语音识别模块接收语音信息，若语音识别模块接收到语音信息，则进行步骤（5）。
59.（5）.声纹识别单元识别当前语音信息中的声纹信息，语音识别单元识别当前语音信息中的语音输入信息，并将接收的语音输入信息转换为语音波形；控制芯片检测声纹储存单元中是否存在当前识别到声纹信息，若存在，则进行步骤（6）。
60.（6）. 识别与该声纹信息匹配的第一储存单元，控制芯片当前的语音波形与当前第一储存单元中的第一信号波形进行对比；若语音波形与第一信号波形相似，则进行步骤（7）；若当前的语音波形与第一信号波形不相似，则进行步骤（4.1）。
61.（7）.语音输出模块输出与该第一信号波形波形对应的第一语音输出信息；显示装置输出该第一信号波形波形对应的第一互动信息。
62.以上方法，当控制芯片识别到唤醒信号后，语音识别单元再对语音输入信息就行识别，高语音识别单元识别语音输入信息的准确性；然后对语音信息中的声纹信息进行识别后；控制芯片从若干个第一储存单元中识别与当前声纹信息匹配的第一储存单元；然后对语音信息中的语音输入信息进行识别，并转换为语音波形；输出当前第一储存单元中与当前语音波形对应的第一语音输出信息和第一互动信息；通过识别声纹信息区别不同的使用者，输出对应使用者的第一储存单元中的信息；根据当前使用者的语音输入信息，输出对应的第一语音输出信息和第一互动信息；实现与不同使用者产生不同的互动效果；同时同一使用使用者输入不同的语音输入信息，也能产生不同的互动效果。同时若当前的语音波形与第一信号波形不相似，则可以重复输入语音信息，提高语音识别单元识别结果的准确性。