一种基于音乐识别的马桶水洗控制方法、装置及马桶与流程

1.本发明涉及水洗控制领域，具体涉及一种基于音乐识别的马桶水洗控制方法、装置及马桶。


背景技术：

2.目前市面上的智能马桶，可以通过在清洗水路上加一个进水电磁阀来控制臀妇洗水的通断。但通断的频率始终是恒定的，没有变化性，不够智能化。
3.但现有的水路存在以下问题：
4.1、水洗水花以恒定的频率和强度冲洗，没有强弱快慢。
5.2、无法根据环境背景音乐的变化来变化水洗节奏，无法让用户使用马桶时有氛围感。


技术实现要素：

6.针对上述提到的技术问题。本技术的实施例的目的在于提出了一种基于音乐识别的马桶水洗控制方法、装置及马桶，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
7.第一方面，本技术的实施例提供了一种基于音乐识别的马桶水洗控制方法，包括以下步骤：
8.建立不同的拾音电路输出端的电平数据与连接马桶的水洗水路的进水阀的启闭以及连接水洗水路的空气泵的输出功率之间的第一关系，建立不同的音乐类型与不同的水花类型以及切换水洗水路的电机的步进步数之间的第二关系；
9.响应于确定启动水洗功能，获取马桶周围的声音信号，根据声音信号得到拾音电路输出端的电平数据，并识别出对应的音乐类型；
10.基于电平数据和第一关系生成控制进水阀启闭的第一控制指令，并基于电平数据和第一关系生成控制空气泵的输出功率的第二控制指令，以控制水花的强度，
11.根据音乐类型和第二关系生成控制电机的步进步数的第三控制指令，以切换对应的水花类型。
12.作为优选，第一关系中，当电平数据为第一数值时，其对应于进水阀关闭，空气泵的输出功率为0；当电平数据为第二数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第二功率；当电平数据为第三数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第三功率；当电平数据为第四数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第四功率；当电平数据为第五数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第五功率；当电平数据为第六数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第六功率；当电平数据为第七数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第七功率。
13.作为优选，空气泵的输出功率通过输出pwm信号的占空比控制。
14.作为优选，第二关系中，当音乐类型为流行音乐时，其对应的水花类型为轻柔水花，电机的步进步数为第一步数；当音乐类型为古典音乐时，其对应的水花类型为旋转水
花，电机的步进步数为第二步数；当音乐类型为摇滚音乐时，其对应的水花类型为畅洗水花，电机的步进步数为第三步数。
15.作为优选，还包括：建立不同音乐类型及其对应的拾音电路输出端的电平数据的数值曲线之间的第三关系。
16.作为优选，根据声音信号得到拾音电路的电平数据，并识别出音乐类型，具体包括：
17.将声音信号转换为电信号，通过电信号确定拾音电路输出端的电平数据；
18.根据电平数据的数值曲线和第三关系识别出声音信号所对应的音乐类型。
19.作为优选，拾音电路包括拾音器和晶体管放大器，拾音器与晶体管放大器连接，拾音器接收的声音信号转换为电信号，电信号经过晶体管放大器后得到拾音电路输出端的电平数据。
20.第二方面，本技术的实施例提供了一种基于音乐识别的马桶水洗控制装置，包括：
21.关系建立模块，被配置为建立不同的拾音电路输出端的电平数据与连接马桶的水洗水路的进水阀的启闭以及连接水洗水路的空气泵的输出功率之间的第一关系，建立不同的音乐类型与不同的水花类型以及切换水洗水路的电机的步进步数之间的第二关系；
22.识别模块，被配置为响应于确定启动水洗功能，获取马桶周围的声音信号，根据声音信号得到拾音电路输出端的电平数据，并识别出音乐类型；
23.指令生成模块，被配置为基于电平数据和第一关系生成控制进水阀启闭的第一控制指令，并基于电平数据和第一关系生成控制空气泵的输出功率的第二控制指令，以控制水花的强度，根据音乐类型和第二关系生成控制电机的步进步数的第三控制指令，以切换对应的水花类型。
24.第三方面，本技术的实施例提供了一种处理器；用于处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行如第一方面中任一实现方式描述的方法。
25.第四方面，本技术的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。
26.第五方面，本技术的实施例提供了一种马桶，包括：一个或多个处理器，存储器，水洗装置以及一个或多个程序，水洗装置与处理器连接，用于接收处理器发出的控制指令执行对应的水洗程序，其中，一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序用于执行如第一方面中任一项的方法。
27.相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
28.(1)本发明的基于音乐识别的马桶水洗控制方法能够通过拾音电路采用环境声音，得到环境声音的节奏强弱，并根据环境声音的强弱控制水洗水路的通断、水花的强度及水花类型，实现水花随音乐节奏改变的效果。
29.(2)本发明的基于音乐识别的马桶水洗控制方法可通过拾音电路实时采集环境声音的强弱变化，并通过单片机实时采集拾音电路输出端的电平数据变化，并进行数据分析，控制灵敏，实时性强。
30.(3)本发明的基于音乐识别的马桶水洗控制方法通过控制进水阀的通断、空气泵的输出功率以及步进电机的步数分别孔控制水洗水路的通断、水花的强度及水花类型，从而让音乐融入水洗水花中，让用户在使用智能马桶时能感受音乐的起伏，更加具有氛围感。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明的实施例的基于音乐识别的马桶水洗控制方法的流程示意图；
33.图2为本发明的实施例的基于音乐识别的马桶水洗控制方法的拾音电路的示意图；
34.图3为本发明的实施例的基于音乐识别的马桶水洗控制方法的单片机的示意图；
35.图4为本发明的实施例的基于音乐识别的马桶水洗控制方法的进水阀控制电路的示意图；
36.图5为本发明的实施例的基于音乐识别的马桶水洗控制方法的空气泵控制电路的示意图；
37.图6为本发明的实施例的基于音乐识别的马桶水洗控制方法的步进电机控制电路的示意图；
38.图7为本发明的实施例的基于音乐识别的马桶水洗控制装置的示意图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
40.图1示出了本技术的实施例提供的一种基于音乐识别的马桶水洗控制方法，包括以下步骤：
41.s1建立不同的拾音电路输出端的电平数据与连接马桶的水洗水路的进水阀的启闭以及连接水洗水路的空气泵的输出功率之间的第一关系，建立不同的音乐类型与不同的水花类型以及切换水洗水路的电机的步进步数之间的第二关系。
42.在具体的实施例中，拾音电路包括拾音器和晶体管放大器，拾音器与晶体管放大器连接，拾音器接收的声音信号转换为电信号，电信号由于声音信号的强弱变化而发生变化，经过晶体管放大器后使拾音电路输出端的电平数据造成变化。
43.具体的，拾音器为驻极体话筒，驻极体话筒是电容话筒的一种。电容话筒的基本原理就是用一个电容器作为声信号——电信号的转化器，这个电容的一个极板可以感应声压的变化，起到声信号摄入的作用。通常这一极板由金属化的高分子膜片构成，与另一极板构成一个极间距离可以改变的可变电容。在有声压作用时，膜片发生振动，振动强度、振动频率都由即时声压决定，电容容量也相应的随声音信号而发生变化。假如此时已经给电容加上了一个恒定的电压，那么电容容量的改变将使得电容上极化的电荷量发生改变，从而在电容两端产生一个电信号，达到声信号——电信号之间的转换。参考图2，晶体管放大器包括三极管q3和q4，拾音电路输出端为musicsensor(a/d)2。拾音器mic1的一端与电阻r13连接，另一端与三极管q3和q4的发射极连接并接地，电阻r16跨接于电阻r13和三极管q3的基
极之间，电容c3跨接于拾音器mic1和三极管q3的基极之间，电阻r11跨接于电阻r13和三极管q3的集电极之间，三极管q4的基极连接于电阻r11与三极管q3的集电极的连接处，三极管q4的发射极与电阻r21的一端连接，电阻r21的另一端连接于电阻r19和电容c2之间，电阻r13和电阻r19的另一端施加固定电压5v，电容c2的另一端接地，musicsensor(a/d)2采集的是电阻r21、电阻r19和电容c2的连接处的电平数据。
44.当马桶周围为静态时(没有音乐或音频弱时即安静时)，电容话筒的膜片不震动或轻微振动，无动态大电流，三极管q3处于临界饱和状态，使三极管q4截止，musicsensor(a/d)2采集的电压信号为5v经电阻r19分压后的电压模拟电信号，原理解析：电阻r13给拾音器mic1提供偏置电流，话筒拾取室内环境中的声音信号后即转为相应的电信号，经电容c3送到三极管q3的基极进行放大，三极管q3、q4组成两级直接耦合放大电路，只要选取合适的电阻r16、r11(通过实际测试，分别设定为1m和10k)，便无声波信号继续通过。三极管q3处于临界饱和状态，而使三极管q4处于截止状态。
45.当马桶周围为动态时(有高音强音时)，当拾音器mic1拾取声音信号后，就有音频信号注入三极管q3的基极，其信号的负半周使三极管q3退出饱和状态，三极管q3的集电极电压上升，三极管q4导通，musicsensor(a/d)2采集的电压信号为5v经电阻r19和电阻r21共同分压后在电阻r21前端的电压模拟信号，原理解析：当输入音频信号较弱时，不足以使三极管q3退出饱和状态，musicsensor(a/d)2采集的电压信号非线性变化，当较强音频信号输入时，musicsensor(a/d)2采集的电压信号由三极管q4的导通情况变化而变化，所以能随着环境声音(如音乐、说话)信号的强弱起伏而采集到电压模拟信号的实时变化。因此通过拾音电路将声音信号的强弱与拾音电路输出端的电平数据相对应。
46.具体的，进水阀可控制水洗水路的通断，水洗水路控制电路通过一个场效应管通断12v电源。给一个高电平通电进水，给一个低电平断开断水。空气泵为水洗水路的加压泵，可以调节水洗水路的水压大小，可通过场效应管通断12v电源，本技术的实施例采用pwm信号控制通断脉冲，pwm信号的占空比是指信号处于高电平(导通)状态的时间与完成一个周期所需的总时间之比，通常用百分比或比率来表示。当pwm信号的占空比越高，水压越大，pwm信号的占空比越低，水压越小，不给高电平脉冲，完全拉低则没有水压。
47.在具体的实施例中，第一关系中，当电平数据为第一数值时，其对应于进水阀关闭，空气泵的输出功率为0；当电平数据为第二数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第二功率；当电平数据为第三数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第三功率；当电平数据为第四数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第四功率；当电平数据为第五数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第五功率；当电平数据为第六数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第六功率；当电平数据为第七数值时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为第七功率。
48.具体的，当电平数据为0x90～0xa8，其对应于进水阀关闭，空气泵的输出功率为0；当电平数据为0x78～0x90时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为20；当电平数据为0x60～0x78时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为30；当电平数据为0x48～0x60时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为40；当电平数据为0x30～0x48时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为50；当电平数据为0x18～0x30时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出功率为60；当电平数据为0x00～0x18时，其对应于进水阀开启，空气泵的输出
功率为70。
49.在具体的实施例中，第二关系中，当音乐类型为流行音乐时，其对应的水花类型为轻柔水花，电机的步进步数为第一步数；当音乐类型为古典音乐时，其对应的水花类型为旋转水花，电机的步进步数为第二步数；当音乐类型为摇滚音乐时，其对应的水花类型为畅洗水花，电机的步进步数为第三步数。
50.具体的，当音乐类型为流行音乐时，其对应的水花类型为轻柔水花，电机的步进步数为100步；当音乐类型为古典音乐时，其对应的水花类型为旋转水花，电机的步进步数为300步；当音乐类型为摇滚音乐时，其对应的水花类型为畅洗水花，电机的步进步数为200步。
51.在具体的实施例中，还包括：建立不同音乐类型及其对应的拾音电路输出端的电平数据的数值曲线之间的第三关系。
52.具体的，通过musicsensor(a/d)2口进行对不同音乐类型所对应的电平数据进行采集，并生成多首流行音乐的数值曲线、多首古典音乐的数值曲线、多首摇滚音乐的数值曲线，建立音乐类型数据模型。该音乐类型数据模型中包括不同音乐类型及其对应的拾音电路输出端的电平数据的数值曲线之间的第三关系。
53.s2，响应于确定启动水洗功能，获取马桶周围的声音信号，根据声音信号得到拾音电路输出端的电平数据，并识别出音乐类型。
54.在具体的实施例中，步骤s2中根据声音信号得到拾音电路的电平数据，并识别出音乐类型，具体包括：
55.将声音信号转换为电信号，通过电信号确定拾音电路输出端的电平数据；
56.根据电信号的数值曲线与第三关系识别出声音信号所对应的音乐类型。
57.具体的，当用户在播放音乐时，实时采集马桶周围的声音信号，将声音信号转换为电信号，从而驱动三极管q3、q4使拾音电路导通工作，并在musicsensor(a/d)2处采集对应声音能量强度的电平数据，通过对能量强度分频，从而实现对声音强弱的识别。musicsensor(a/d)2处采集到的电平数据的数值曲线可实时与第三关系中的数值曲线进行比对，根据比对结果确定对应的音乐类型。
58.s3，基于电平数据和第一关系生成控制进水阀启闭的第一控制指令，并基于电平数据和第一关系生成控制空气泵的输出功率的第二控制指令，以控制水花的强度，根据音乐类型和第二关系生成控制电机的步进步数的第三控制指令，以切换对应的水花类型。
59.在具体的实施例中，参考图3-5，空气泵的输出功率通过输出pwm信号的占空比控制。具体的，根据音谱上的音符，音符之间间隔不发声部分对应于关闭进水阀，空气泵的输出功率为0，即不出水。音符中下划线部分为停顿0.01s，对应于关闭进水阀，空气泵的输出功率为0，而低音部分对应的空气泵的输出功率小，高音部分对应的空气泵的输出功率大。
60.进一步的，水花类型包括轻柔水花、畅洗水花、旋转水花等多种水花。参考图6，每种水花的切换通过一个水路切换步进电机来调控。当识别到流行音乐时，启动轻柔水花，步进电机步进前进100步；当识别到古典音乐时，启动旋转水花，步进电机步进前进300步；当识别到摇滚音乐时，启动畅洗水花，步进电机步进前进200步。不同的水花是通过马桶喷杆机构上不同的出水孔调控出来，步进电机的步数是设定出水孔的移动位置，通过驱动步进电机，切换不同类型水花。因此可以通过音乐的节奏调整水花类型。
61.具体的，本技术的实施例中采用单片机执行以上步骤控制进水阀、空气泵和步进电机，在其中一个实施例中，单片机采用pic16f1947，通过ad口去读取musicsensor(ad)2的电平数据变化，来判定声音信号的强弱。从而通过wvalue脚(pwm信号)去控制空气泵电压的强弱以及输出功率的大小，从而控制水压的强弱，通过wet脚去控制进水阀的通断，通过单片机控制步进电机的步数。以上三者结合起来，就可以通过环境声音去控制水压、水花的通断以及水花类型，从而实现音乐水花。
62.当人在如厕的时候，智能马桶的喷杆结构可以通过用户播放音乐时，自动拾音，在进行臀妇洗的时候，水洗水花会跟着音乐旋律的节拍，自动调节水花的强弱快慢，让用户在如厕的过程中，完全融进音乐环境。
63.进一步参考图7，作为对上述各图所示方法的实现，本技术提供了一种基于音乐识别的马桶水洗控制装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应。
64.本技术实施例提供了一种基于音乐识别的马桶水洗控制装置，包括：
65.关系建立模块1，被配置为建立不同的拾音电路输出端的电平数据与连接马桶的水洗水路的进水阀的启闭以及连接水洗水路的空气泵的输出功率之间的第一关系，建立不同的音乐类型与不同的水花类型以及切换水洗水路的电机的步进步数之间的第二关系；
66.识别模块2，被配置为响应于确定启动水洗功能，获取马桶周围的声音信号，根据声音信号得到拾音电路输出端的电平数据，并识别出音乐类型；
67.指令生成模块3，被配置为基于电平数据和第一关系生成控制进水阀启闭的第一控制指令，并基于电平数据和第一关系生成控制空气泵的输出功率的第二控制指令，以控制水花的强度，根据音乐类型和第二关系生成控制电机的步进步数的第三控制指令，以切换对应的水花类型。
68.需要说明的是，本技术所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线或半导体的装置、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
69.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本技术的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、
部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，也可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
70.附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，该模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的装置来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
71.描述于本技术实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中。
72.作为另一方面，本技术还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：建立不同的拾音电路输出端的电平数据与连接马桶的水洗水路的进水阀的启闭以及连接水洗水路的空气泵的输出功率之间的第一关系，建立不同的音乐类型与不同的水花类型以及切换水洗水路的电机的步进步数之间的第二关系；响应于确定启动水洗功能，获取马桶周围的声音信号，根据声音信号得到拾音电路输出端的电平数据，并识别出对应的音乐类型；基于电平数据和第一关系生成控制进水阀启闭的第一控制指令，并基于电平数据和第一关系生成控制空气泵的输出功率的第二控制指令，以控制水花的强度，根据音乐类型和第二关系生成控制电机的步进步数的第三控制指令，以切换对应的水花类型。
73.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。