[发明专利]零功耗声音自唤醒系统及唤醒方法

说明书

本申请公开了一种零功耗声音自唤醒系统及唤醒方法，其中，系统包括：至少一个负载；电源模块，电源模块的负极与至少一个负载的一端相连；声音自唤醒模块，声音自唤醒模块的一端与电源模块的正极相连，声音自唤醒模块的另一端与至少一个负载的另一端相连，在接收到声音唤醒指令后，声音自唤醒模块由断开状态切换至闭合状态，使得电源模块为至少一个负载供电。由此，可实现各类声音的近零功耗监测，可大幅提高电子系统的能源利用率及续航时间。

技术领域

本申请涉及声音唤醒技术领域，特别涉及一种零功耗声音自唤醒系统及唤醒方法。

背景技术

在广域无线声音监测网络应用中，终端电子装置的有限的能源供给严重限制其续航时间。在这类应用中，终端电子装置仅在目标声音信号出现时，才处于有效工作状态。在众多应用场景中，如入侵监测、动物研究等，目标声音信号出现的频率极低，终端电子装置的电源能量大量损耗在无效声音信号的捕获与分析过程中，终端电子装置的能源利用率低，导致其续航时间短并带来能源的浪费。

为降低系统能量损耗，一种手段是研制低功耗麦克风和声音处理芯片，降低系统工作时的功率。这种方式可减少能量消耗，但能源利用率依然低下。一种是设计了具有休眠与唤醒功能的系统。这种方式在系统休眠时，系统的主要功能处于关闭状态，而用于监测声音信号的传感与识别模块保持连续工作状态，直至监测到目标信号后唤醒整个系统，系统切换至高能耗状态。这种方式有效提高了系统的能源利用率，但用于监测目标声音信号的传感与识别模块依然产生电源能量的损耗。尤其在目标信号出现概率极低的应用中，传感器的能耗占比将进一步增加。同时，在休眠状态时，系统的电源模块与系统其它模块依然处于闭合状态而未完全关闭，仍存在休眠功耗，成为了限制系统续航时间的重要因素之一，亟待解决。

发明内容

本申请提供一种零功耗声音自唤醒系统及唤醒方法，可实现各类声音的近零功耗监测，可大幅提高电子系统的能源利用率及续航时间。

本申请第一方面实施例提供一种零功耗声音自唤醒系统，包括：

至少一个负载；

电源模块，所述电源模块的负极与所述至少一个负载的一端相连；

声音自唤醒模块，所述声音自唤醒模块的一端与所述电源模块的正极相连，所述声音自唤醒模块的另一端与所述至少一个负载的另一端相连，在接收到声音唤醒指令后，所述声音自唤醒模块由断开状态切换至闭合状态，使得所述电源模块为所述至少一个负载供电。

在本申请的一个实施例中，所述声音自唤醒模块为声压驱动的机械开关或微机械开关。

在本申请的一个实施例中，所述声音自唤醒模块包括：

静电开关；

第一压电式麦克风，所述第一压电式麦克风的正极与所述静电开关的驱动电极相连，且所述第一压电式麦克风的负极接地。

在本申请的一个实施例中，所述声音自唤醒模块包括：

第二压电式麦克风，所述第二压电式麦克风的负极接地；

三极管，所述三极管的栅极与所述第二压电式麦克风的正极相连，且所述三极管的源极与所述电源模块的正极相连，所述三极管的漏极与所述负载模块相连。

在本申请的一个实施例中，所述声音自唤醒模块还用于在接收到断开指令后，所述声音自唤醒模块由所述闭合状态切换至所述断开状态，否则一直保持所述闭合状态。

在本申请的一个实施例中，所述断开指令为声音休眠指令或者用户的手动指令。

在本申请的一个实施例中，所述至少一个负载包括一个或多个二极管。

本申请第二方面实施例提供一种零功耗声音自唤醒方法，利用上述的零功耗声音自唤醒系统，所述方法包括以下步骤：