CN104930642A - 一种基于语音实现人机对话的空调器及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于语音实现人机对话的空调器及其工作方法，该空调器内置有语音识别模块、语音输入单元、语音合成模块、语音输出单元、主控单元、空调输出模块和电源模块，其语音识别模块可识别用户发出的语音指令，语音合成模块可针对其识别到的语音指令发出应答语音，实现空调器与用户的人机对话，简化了用户对空调器的控制操作，提高该空调器的方便性。
Description
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，尤其涉及一种基于语音实现人机对话的空调器及其工作方法。
背景技术
在现时的空调器技术领域内，对于空调器的各类操作都是通过遥控器实现的。为了减小遥控器体积节约生产成本，现时的遥控器通常采用较小体积，其板面上的按键也较少。然而，随着空调技术的发展，空调的工作模式以及各种可控的工作参数也不断丰富增加，在遥控器按键数量不变的前提下会增加用户的操作难度，若简单地增加遥控器按钮则会增加遥控器的体积，增加生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能实现人机对话并基于人机对话方式进行控制，简化控制操作的基于语音实现人机对话的空调器及其工作方法。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种基于语音实现人机对话的空调器，该空调器内置有语音识别模块、语音输入单元、语音合成模块、语音输出单元、主控单元、空调输出模块和电源模块，其中所述语音输入单元的输出端口连接所述语音识别模块的输入端口，该语音识别模块与主控单元双向连接；所述语音输入单元的输入端口连接所述语音合成模块的输出端口，该语音合成模块与主控单元双向连接；所述电源模块与主控单元双向连接并连接所述空调输出模块的输出端口，该空调输出模块的输出端还与主控单元连接。
进一步，还包括有显示单元，所述显示单元包括显示模块和显示驱动芯片，所述显示驱动芯片与主控单元双向连接，其输出端口与所述显示模块的输入端连接。
优选地，所述空调输出模块包括空调输出电路和驱动电路，所述空调输出电路的输入端连接电源模块和所述驱动电路，该输出电路的输入端连接主控单元。
优选地，所述语音合成模块采用SYN6658中文语音合成芯片。
一种基于语音实现人机对话的空调器的工作方法，通过语音输入单元采集语音信息并将其输出至语音识别单元中进行识别，当语音识别模块识别到预设的关键词后将其关键词ID上传至主控单元中，由主控单元执行相关的命令，同时通过语音合成模块播报出相应的提示语音；其中，所述的关键词分为口令用关键词和控制用关键词，主控单元在读取到口令用关键词ID后进入可控状态，主控单元在可控状态下根据读取到的控制用ID对相关模块进行处理。
进一步，所述语音识别模块的控制流程为：步骤一.语音识别模块初始化；步骤二.循环等待，等待输入语音命令；步骤三.写入口令用关键词；步骤四.根据口令用关键词识别语音命令，若识别为无效的语音命令则返回至步骤二，若识别为有效的语音命令则进入步骤五；步骤五.获取识别到的口令用关键词ID值并上传至主控单元中；步骤六写入控制用关键词；步骤七.根据控制用关键词识别语音命令，若识别为无效的语音命令则直接进入步骤九，若识别为有效的语音命令则进入步骤八；步骤八. 获取识别到的控制用关键词ID值并上传至主控单元中，对空调进行相应的语音控制；步骤九.等待预设时间，若在该段时间内没有输入有效的语音命令则返回至步骤一，若在该段时间内输入有效的语音命令则返回至步骤七。
进一步，所述语音合成模块的控制流程为：步骤一.语音合成模块初始化；步骤二.等待主控单元发送控制命令；步骤三.状态回传，将其状态信息回传至主控单元中；步骤四.识别命令是否正确，若命令不正确则返回至步骤三，若命令正确则进入步骤五；步骤五.执行命令，并返回至步骤一。
进一步，所述主控单元的控制流程为：步骤一.主控单元初始化并对语音合成模块及语音识别模块初始化；步骤二.向语音识别模块写入口令用关键词，并对不同关键词设定ID值；步骤三循环等待，等待读取语音识别模块识别到的口令用关键词ID值；步骤四.读取识别到的口令用关键词ID值，若该关键词ID值为无效的口令则通过语音合成模块播报相关提示语音，若该关键词ID值为有效口令则进入步骤五并通过语音合成模块播报相关提示语音；步骤五向语音识别模块写入控制用关键词，并对不同关键词设定ID值；步骤六. 循环等待，等待读取语音识别模块识别到的控制用关键词ID值；步骤七. 读取识别到的控制用关键词ID值，根据不同的ID值对空调进行相关控制并通过语音合成模块播报相应的提示语音；步骤八. 等待预设时间，若在该段时间内没有读取到控制用关键词ID值则返回至步骤一，若在该段时间内读取到控制用关键词ID值则返回至步骤六。
本发明的有益效果是：本发明的基于语音实现人机对话的空调器包括有语音识别模块和语音合成模块，语音识别模块可识别用户发出的语音指令，语音合成模块可针对其识别到的语音指令发出应答语音，实现空调器与用户的人机对话，简化了用户对空调器的控制操作，提高该空调器的方便性。同时，该空调器预设了口令用关键词和控制用关键词，先利用口令用关键词使主控单元进入可控状态，然后再利用控制用关键词使主控单元执行相关操作，可有效减少用户的错误操作。
附图说明
图1为本发明的控制电路示意图。
图2为本发明的主控单元、语音合成模块和语音输出单元的连接电路示意图。
图3为本发明的语音识别模块的原理框图。
图4为本发明的语音合成模块的原理框图。
图5为本发明的语音识别模块的控制流程图。
图6为本发明的语音合成模块的控制流程图。
图7为本发明的主控单元的控制流程图。
其中，1为主控单元，2为语音输入单元，3为语音输出单元，4为语音识别模块，5为语音合成模块，6为电源模块，7为空调输出模块，71为驱动电路，72为空调输出电路，8为显示单元，81为显示驱动芯片，82为显示模块。
具体实施方式
现结合附图和具体实施例对本发明所要求保护的技术方案作进一步详细说明。
参见图1所示，在本实施例中，基于语音实现人机对话的空调器包括了语音输入单元2、语音输出单元3、语音识别单元、语音合成模块5、主控单元1、显示单元8、电源模块6和空调输出模块7；其中显示单元8包括有显示模块82和显示驱动芯片81，空调驱动模块包括有空调输出电路72和驱动电路71。
语音输入单元2的输出端口连接所述语音识别模块4的输入端口，该语音识别模块4与主控单元1双向连接。语音输入单元2的输入端口连接所述语音合成模块5的输出端口，该语音合成模块5与主控单元1双向连接。显示驱动芯片81与主控单元1双向连接，其输出端口与显示模块82的输入端连接。空调输出电路72的输入端连接电源模块6和驱动电路71，该驱动电路71的输入端连接主控单元1。电源模块6与主控单元1双向连接。
参见图2和图4所示，在本实施例中，语音合成模块5采用SYN6658中文语音合成芯片，同时在其输出端口连接功率放大器后在连接喇叭，加强其语音播报功能。
参见图3所示，在本实施例中，语音识别模块4对输入的语音进行频谱分析并提取其中的特征进行提取，对提取后的特征对照关键词列表进行语音识别分析，最后将结果发送至主控单元1中。
本实施例的空调的工作方法为：通过语音输入单元2采集语音信息并将其输出至语音识别单元中进行识别，当语音识别模块4识别到预设的关键词后将其关键词ID上传至主控单元1中，由主控单元1执行相关的命令，同时通过语音合成模块5播报出相应的提示语音；其中，所述的关键词分为口令用关键词和控制用关键词，主控单元1在读取到口令用关键词ID后进入可控状态，主控单元1在可控状态下根据读取到的控制用ID对相关模块进行处理。
例如，将口令用关键词设定为“启动语音控制功能”并设定ID值为000，将某个控制用关键词设定为“开机”并设定ID值为001。当用户说出“启动语音控制功能”时，其语音命令被语音输入单元2采集被并语音识别模块4识别，随后语音识别模块4将其对应的ID值000上传至主控单元1中使其进入可控状态中，同时主控单元1命令语音合成模块5合成相应的提示语音并通过语音输出单元3播报。当主控单元1处于可控状态时，用户说出“开机”后，其语音命令被语音输入单元2采集被并语音识别模块4识别，随后语音识别模块4将其对应的ID值001上传至主控单元1中，主控单元1响应该命令控制空调输出模块7开启空调器，同时主控单元1命令语音合成模块5合成相应的提示语音并通过语音输出单元3播报。为了使空调器能实现以上功能，要为语音识别模块4、语音合成模块5以及主控单元1设计一套控制流程。
参见图5所示，在本实施例中，语音识别模块4的控制流程为：
步骤一. 语音识别模块4初始化；
步骤二. 循环等待，等待输入语音命令；
步骤三. 写入口令用关键词，在本实施例中为“启动语音控制功能”；
步骤四. 根据口令用关键词（即“启动语音控制功能”）识别语音命令，若识别为无效的语音命令则返回至步骤二，若识别为有效的语音命令则进入步骤五;
步骤五. 获取识别到的口令用关键词ID值(000)并上传至主控单元1中；
步骤六. 写入控制用关键词,在本实施例中，控制空调器开机的关键词为“开机”，其ID值为001；
步骤七. 根据控制用关键词识别语音命令，若识别为无效的语音命令则直接进入步骤九，若识别为有效的语音命令则进入步骤八；回归至本实施例中，如用户需要通过语音控制进行空调器开机操作则需要说出“开机”，若说出其它的语音命令则需要语音识别模块4识别其是否包含有效关键词，并按照本步骤的方式对其识别结果进行处理；
步骤八. 获取识别到的控制用关键词ID值，并上传至主控单元1中，对空调进行相应的语音控制；回归至本实施例中，若用户说出的关键词为“开机”，则ID值为001；
步骤九. 等待预设时间，在本实施例中，预设的时间为8秒；若在该段时间内没有输入有效的语音命令则返回至步骤一，若在该段时间内输入有效的语音命令则返回至步骤七。
参见图6所示，在本实施例中，语音合成模块5的控制流程为：
步骤一. 语音合成模块5初始化；
步骤二. 等待主控单元1发送控制命令；
步骤三. 状态回传，将其状态信息回传至主控单元1中；
步骤四. 识别命令是否正确，若命令不正确则返回至步骤三，若命令正确则进入步骤五；
步骤五. 执行命令，并返回至步骤一。
参见图7所示，在本实施例中，主控单元1的控制流程为：
步骤一. 主控单元1初始化并对语音合成模块5及语音识别模块4初始化；
步骤二. 向语音识别模块4写入口令用关键词，并对不同关键词设定ID值；在本实施例中，口令用关键词为“启动语音控制功能”，其ID值为000，同时对该关键词以外的无效口令设定ID值111；
步骤三. 循环等待，等待读取语音识别模块4识别到的口令用关键词ID值；
步骤四. 读取识别到的口令用关键词ID值，若该关键词ID值为无效的口令（即111）则通过语音合成模块5播报相关提示语音，在本实施例中其具体的语音为“口令有误，请重新输入”，以提醒用户重新输入有效的口令；若该关键词ID值为有效口令（即000）则进入步骤五并通过语音合成模块5播报相关提示语音，在本实施例中其具体的语音为“您好，已进入可控模式”，以提醒用户已成功进入可控模式；
步骤五. 向语音识别模块4写入控制用关键词，并对不同关键词设定ID值，在本实施例中空调器的开机操作关键词为“开机”，其ID值为001；
步骤六. 循环等待，等待读取语音识别模块4识别到的控制用关键词ID值；
步骤七. 读取识别到的控制用关键词ID值，根据不同的ID值对空调进行相关控制并通过语音合成模块5播报相应的提示语音；在本实施例中，若主控单元1读取到的ID值为001，则主控单元1通过空调输出模块7控制空调器开机；
步骤八. 等待预设时间，在本实施例中预设时间为8秒，若在该段时间内没有读取到控制用关键词ID值则返回至步骤一，若在该段时间内读取到控制用关键词ID值则返回至步骤六。
本实施例的空调器同时具有智能故障语音报播功能，当空调器运行过程中出现故障时，主控单元1分析故障种类，并通过语音输出单元3进行相应的报播提醒，同时驱动显示单元8进行相应的显示。如用户离开而无法听取故障报播语音时，用户看到故障显示时可通过语音控制进行相应故障查询。
本实施例的基于语音实现人机对话的空调器包括有语音识别模块4和语音合成模块5，语音识别模块4可识别用户发出的语音指令，语音合成模块5可针对其识别到的语音指令发出应答语音，实现空调器与用户的人机对话，简化了用户对空调器的控制操作，提高该空调器的方便性。同时，该空调器预设了口令用关键词和控制用关键词，先利用口令用关键词使主控单元1进入可控状态，然后再利用控制用关键词使主控单元1执行相关操作，可有效减少用户的错误操作。
以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于语音实现人机对话的空调器，其特征在于；该空调器内置有语音识别模块（4）、语音输入单元（2）、语音合成模块（5）、语音输出单元（3）、主控单元（1）、空调输出模块（7）和电源模块（6），其中所述语音输入单元（2）的输出端口连接所述语音识别模块（4）的输入端口，该语音识别模块（4）与主控单元（1）双向连接；所述语音输入单元（2）的输入端口连接所述语音合成模块（5）的输出端口，该语音合成模块（5）与主控单元（1）双向连接；所述电源模块（6）与主控单元（1）双向连接并连接所述空调输出模块（7）的输出端口，该空调输出模块（7）的输出端还与主控单元（1）连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于语音实现人机对话的空调器，其特征在于；还包括有显示单元（8），所述显示单元（8）包括显示模块（82）和显示驱动芯片（81），所述显示驱动芯片（81）与主控单元（1）双向连接，其输出端口与所述显示模块（82）的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于语音实现人机对话的空调器，其特征在于；所述空调输出模块（7）包括空调输出电路（72）和驱动电路（71），所述空调输出电路（72）的输入端连接电源模块（6）和所述驱动电路（71），该驱动电路（71）的输入端连接主控单元（1）。
4.根据权利要求1所述的一种基于语音实现人机对话的空调器，其特征在于；所述语音合成模块（5）采用SYN6658中文语音合成芯片。
5.如权利要求1所述的一种基于语音实现人机对话的空调器的工作方法，其特征在于；通过语音输入单元采集语音信息并将其输出至语音识别单元中进行识别，当语音识别模块识别到预设的关键词后将其关键词ID上传至主控单元中，由主控单元执行相关的命令，同时通过语音合成模块播报出相应的提示语音；其中，所述的关键词包括口令用关键词和控制用关键词，主控单元在读取到口令用关键词ID后进入可控状态，主控单元在可控状态下根据读取到的控制用ID对相关模块进行处理。
6.根据权利要求5所述的如权利要求1所述的一种基于语音实现人机对话的空调器的工作方法，其特征在于；所述语音识别模块的控制流程为：
步骤一. 语音识别模块初始化；
步骤二. 循环等待，等待输入语音命令；
步骤三. 写入口令用关键词；
步骤四. 根据口令用关键词识别语音命令，若识别为无效的语音命令则返回至步骤二，若识别为有效的语音命令则进入步骤五；
步骤五. 获取识别到的口令用关键词ID值并上传至主控单元中；
步骤六. 写入控制用关键词；
步骤七. 根据控制用关键词识别语音命令，若识别为无效的语音命令则直接进入步骤九，若识别为有效的语音命令则进入步骤八；
步骤八. 获取识别到的控制用关键词ID值并上传至主控单元中，对空调进行相应的语音控制；
步骤九. 等待预设时间，若在该段时间内没有输入有效的语音命令则返回至步骤一，若在该段时间内输入有效的语音命令则返回至步骤七。
7.根据权利要求5所述的如权利要求所述的一种基于语音实现人机对话的空调器的工作方法，其特征在于；所述语音合成模块的控制流程为：
步骤一. 语音合成模块初始化；
步骤二. 等待主控单元发送控制命令；
步骤三. 状态回传，将其状态信息回传至主控单元中；
步骤四. 识别命令是否正确，若命令不正确则返回至步骤三，若命令正确则进入步骤五；
步骤五. 执行命令，并返回至步骤一。
8.根据权利要求5或6或7所述的如权利要求1所述的一种基于语音实现人机对话的空调器的工作方法，其特征在于；所述主控单元的控制流程为：
步骤一. 主控单元初始化并对语音合成模块及语音识别模块初始化；
步骤二. 向语音识别模块写入口令用关键词，并对不同关键词设定ID值；
步骤三. 循环等待，等待读取语音识别模块识别到的口令用关键词ID值；
步骤四. 读取识别到的口令用关键词ID值，若该关键词ID值为无效的口令则通过语音合成模块播报相关提示语音，若该关键词ID值为有效口令则进入步骤五并通过语音合成模块播报相关提示语音；
步骤五. 向语音识别模块写入控制用关键词，并对不同关键词设定ID值；
步骤六. 循环等待，等待读取语音识别模块识别到的控制用关键词ID值；
步骤七. 读取识别到的控制用关键词ID值，根据不同的ID值对空调进行相关控制并通过语音合成模块播报相应的提示语音；
步骤八. 等待预设时间，若在该段时间内没有读取到控制用关键词ID值则返回至步骤一，若在该段时间内读取到控制用关键词ID值则返回至步骤六。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20240326 Granted publication date: 20170915 |