CN106054644B - 一种智能家居控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种智能家居控制方法及系统，方法包括：S1、安装于移动终端上的智能家居APP循环录音，并在检测出录音结果为唤醒语音时进入步骤S2，否则继续录音；其中，所述智能家居APP在安装时向系统申请了音频工作模式，且在其运行于后台时启动音频播放器，循环播放预先存储的静音音乐；S2、智能家居APP采集用户输入的语音并对采集的语音进行识别，根据识别结果发送家居控制指令以控制智能家居设备的工作状态。由于APP向系统申请音频工作模式，APP可以工作于后台，且当APP处于后台时循环播放预先存储的静音音乐,保持APP运行，通过循环录音并检测，实现语音唤醒后续的语音控制家居的功能，本发明无须添加额外硬件，实现语音控制家居的零硬件成本。

Description

一种智能家居控制方法及系统
技术领域
本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种智能家居控制方法及系统。
背景技术
目前的智能家居一般都可以通过手机上安装的APP进行控制，实际使用中发现，用传统APP控制家居其操作步骤比较复杂繁琐，并未起到“方便快捷”的目的，比如回到家，要启用APP上的“在家”情景，以便打开家里的灯光、窗帘及空调等设备，则要至少经过以下7个人为操作的步骤：掏出手机→点亮手机屏幕→解锁→滑屏并找到智能家居APP→点击APP并运行→滑屏找到想要控制的功能→点击“在家”情景功能或者直接进行控制，复杂繁琐的操作步骤会降低用户的体验度。
目前很多智能手机的操作系统自带了语音识别功能，但大多是通过按下Home键来唤醒语音录入，也有个别手机厂家实现了通过语音关键字实现了语音唤醒手机，如华为P8。由于能够通过语音唤醒的手机品牌比较少，需要系统级开发，不具有普遍性，让很多手机用户未能体验这个非常实用的功能，再者，唤醒手机后能够通过语音实现的功能也被手机厂商封装好，能实现的功能比较少，局域性很大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种智能家居控制方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能家居控制方法，包括：
S1、安装于移动终端上的智能家居APP循环录音，并在检测出录音结果为唤醒语音时进入步骤S2，否则继续录音；
其中，所述智能家居APP在安装时向系统申请了音频工作模式，且在其运行于后台时启动音频播放器，循环播放预先存储的静音音乐；
S2、智能家居APP采集用户输入的语音并对采集的语音进行识别，根据识别结果发送家居控制指令以控制智能家居设备的工作状态。
在本发明所述的智能家居控制方法中，步骤S1中所述的检测录音结果是否为唤醒语音包括：智能家居APP对采集的录音结果进行识别得到文字版的识别内容，将识别内容与预设的唤醒词进行匹配，如果匹配上则判断录音结果属于唤醒语音。
在本发明所述的智能家居控制方法中，步骤S1还包括：将识别内容与预设的唤醒词进行匹配后执行语音合成服务，根据匹配结果将预存的代表相应的唤醒结果的文字转换为语音后通过扬声器播放。
在本发明所述的智能家居控制方法中，步骤S2包括：
S21、智能家居APP采集语音；
S22、对采集的语音进行识别得到至少一个识别结果，识别结果包括文字版的识别内容以及该识别内容的匹配度；
S23、选取匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容，从中提取出控制关键字、设备关键字、情景模式关键字，并将提取出的控制关键字、设备关键字、情景模式关键字转换为相应的家居控制指令；
S24、将家居控制指令发送给智能家居设备。
在本发明所述的智能家居控制方法中，步骤S24之后还包括：
S25、根据获取的智能家居设备的控制结果执行语音合成服务，将预存的代表相应的控制结果的文字转换为语音，并通过扬声器播放。
在本发明所述的智能家居控制方法中，步骤S23包括：
S231、将匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容与预设的控制关键字进行匹配，得到第一匹配结果，如果匹配上则进入步骤S232，否则进入步骤S233；
S232、将匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容与预设的设备关键字进行匹配，得到第二匹配结果，如果匹配上，则根据第一匹配结果和第二匹配结果生成家居控制指令，否则进入步骤S233；
S233、将匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容与预设的情景模式关键字进行匹配，得到第三匹配结果，如果匹配上则根据第三匹配结果生成家居控制指令。
在本发明所述的智能家居控制方法中，步骤S24包括：
如果移动终端与家居网关同属于一个本地局域网，则智能家居APP直接将家居控制指令发送给家居网关，再由家居网关发送给相应的智能家居设备；
如果移动终端与家居网关不属于一个本地局域网，则智能家居APP将家居控制指令通过云端的家居服务器转发给家居网关，家居网关将家居控制指令通过无线网络或有线网络发送给智能家居设备。
本发明还公开了一种基于所述的智能家居控制方法的智能家居控制系统，包括：移动终端、家居网关、至少一个智能家居设备、家居服务器；所述移动终端内运行有智能家居APP，所述移动终端和家居网关分别与家居服务器通信连接，各智能家居设备均通信连接至家居网关；所述移动终端包含受控于智能家居APP的：
语音唤醒单元，用于循环录音，并在检测出录音结果为唤醒语音时触发语音控制单元开始工作，否则继续录音；其中，所述智能家居APP在安装时向系统申请了音频工作模式，且在其运行于后台时启动音频播放器，循环播放预先存储的静音音乐；
语音控制单元，用于采集用户输入的语音并对采集的语音进行识别，根据识别结果发送家居控制指令以控制智能家居设备的工作状态。
在本发明所述的智能家居控制系统中，所述的检测录音结果是否为唤醒语音包括：智能家居APP对采集的录音结果进行识别得到文字版的识别内容，将识别内容与预设的唤醒词进行匹配，如果匹配上则判断录音结果属于唤醒语音；
所述语音控制单元包括：
语音识别子单元，用于采集语音，对采集的语音进行识别得到至少一个识别结果，识别结果包括文字版的识别内容以及该识别内容的匹配度；
指令预处理子单元，用于选取匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容，从中提取出控制关键字、设备关键字、情景模式关键字，并将提取出的控制关键字、设备关键字、情景模式关键字转换为相应的家居控制指令；
通信子单元，用于将家居控制指令发送给智能家居设备。
在本发明所述的智能家居控制系统中，所述系统还包括与语音唤醒单元以及通信子单元连接的语音合成单元，所述语音合成单元用于将语音唤醒单元的识别内容与预设的唤醒词进行匹配后执行语音合成服务，根据匹配结果将预存的代表相应的唤醒结果的文字转换为语音，以及用于根据通信子单元获取的智能家居设备的控制结果执行语音合成服务，将预存的代表相应的控制结果的文字转换为语音。
实施本发明的智能家居控制方法及系统，具有以下有益效果：本发明智能家居APP向系统申请音频工作模式，APP可以工作于后台，且当APP处于后台时循环播放预先存储的静音音乐,保持APP运行，通过循环录音并检测，实现语音唤醒后续的语音控制家居的功能，本发明无须添加额外硬件，实现语音控制家居的零硬件成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的智能家居控制系统的结构示意图；
图2是图1中的移动终端的结构示意图；
图3是本发明的智能家居控制方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，是本发明的智能家居控制系统的结构示意图。
本发明的智能家居控制系统包括：移动终端、家居网关、至少一个智能家居设备1-n、家居服务器。所述移动终端内运行有智能家居APP，所述移动终端和家居网关分别与家居服务器通信连接，各智能家居设备均通信连接至家居网关。其中，智能家居设备与家居网关可以具体通过无线网络(Zigbee/RF433)或有线网络通信。
其中，移动终端如果与家居网关同属于一个本地局域网，则两者之间可以直接进行通信，移动终端直接将家居控制指令发送给家居网关，如图1中虚线所示；如果移动终端与家居网关不属于一个本地局域网，需要远程通信，则可以借助家居服务器将移动终端的家居控制指令转发给家居网关。
参考图2，是图1中的移动终端的结构示意图。
所述移动终端包含受控于智能家居APP的：语音唤醒单元和语音控制单元。
语音唤醒单元，与麦克风连接，用于循环录音，并在检测出录音结果为唤醒语音时触发语音控制单元开始工作，否则继续录音；
为了实现动语音唤醒服务会在手机后台驻留，所述智能家居APP在安装时向系统申请了音频工作模式，且在其运行于后台时启动音频播放器，循环播放预先存储的静音音乐，这样即使在手机处于黑屏时，一样可以保持APP的运行，也就保证了循环录音的持续运行。
其中，所述的检测录音结果是否为唤醒语音包括：智能家居APP对采集的录音结果进行识别得到文字版的识别内容，将识别内容与预设的唤醒词进行匹配，如果匹配上则判断录音结果属于唤醒语音；
语音识别子单元，与麦克风连接，用于采集语音，对采集的语音进行识别得到至少一个识别结果，识别结果包括文字版的识别内容以及该识别内容的匹配度；
指令预处理子单元，用于选取匹配度最高且不低于预设的最低阀值(例如60％)的识别内容，从中提取出控制关键字、设备关键字、情景模式关键字，并将提取出的控制关键字、设备关键字、情景模式关键字转换为相应的家居控制指令；
通信子单元，用于将家居控制指令发送给智能家居设备。
优选的，为了提高家居控制的交互性、灵活性。所述系统还包括与语音唤醒单元以及通信子单元连接的语音合成单元，所述语音合成单元用于将语音唤醒单元的识别内容与预设的唤醒词进行匹配后执行语音合成服务，根据匹配结果将预存的代表相应的唤醒结果的文字转换为语音，以及用于根据通信子单元获取的智能家居设备的控制结果执行语音合成服务，将预存的代表相应的控制结果的文字转换为语音。
下面结合本发明的方法进一步阐述本发明的控制原理。
参考图3，是本发明的智能家居控制方法的流程图。
本发明的智能家居控制方法包括：
S1、安装于移动终端上的智能家居APP循环录音，并在检测出录音结果为唤醒语音时进入步骤S2，否则继续录音；
其中，所述智能家居APP在安装时向系统申请了音频工作模式，且在其运行于后台时启动音频播放器，循环播放预先存储的静音音乐；
S2、智能家居APP采集用户输入的语音并对采集的语音进行识别，根据识别结果发送家居控制指令以控制智能家居设备的工作状态。
关于步骤S1：
该步骤实际上属于语音唤醒服务，用于唤醒步骤S2的针对家居控制的语音识别。为了使得该语音唤醒服务可以在手机后台驻留，所述智能家居APP在安装时向系统申请了音频工作模式。
而且为了保证唤醒服务在手机黑屏待机状态、亮屏状态或打开APP的状态都能生效，本智能家居APP运行时定义并初始化音频播放器，智能家居APP在安装到移动智能终端时，以IOS系统为例，在项目属性info页中创建要在后台待机运行的选项，也就是Requiredbackground modes，在此选项下添加待机运行的模式：音乐播放模式，即：App plays audioor streams audio/video using AirPlay，这样系统便知道并允许APP在后台播放音乐。在智能家居APP运行于后台时，启动音频播放器，循环播放预先存储的静音音乐，以让系统认为本APP一直处在工作状态，而不会把APP挂起，这样即保证了APP的循环录音。
步骤S1中所述的检测录音结果是否为唤醒语音包括：智能家居APP对采集的录音结果进行识别得到文字版的识别内容(此部分原理可以参考后续步骤S2中关于语音识别的具体描述)，将识别内容与预设的唤醒词进行匹配，如果匹配上则判断录音结果属于唤醒语音。
优选的，为了提高家居控制的交互性、灵活性，步骤S1还包括：将识别内容与预设的唤醒词进行匹配后执行语音合成服务，根据匹配结果将预存的代表相应的唤醒结果的文字转换为语音，通过扬声器播放。语音合成服务的软件实现上，可以通过引入相应的头文件，定义语音合成对象以及设置语音合成的服务代理、参数等实现。
例如，假如“小智小智”是预设的唤醒词，则运行APP后，APP循环录音并检测语音(如果手机黑屏，则APP后台运行，一方面播放静音音乐，一方面继续循环录音)，如果检测到用户录入了“小智小智”，则利用语音合成功能，合成代表“唤醒成功”的语句通过手机扬声器播放，如：“主人，您好！有什么吩咐？”，同时进入步骤S2启动针对家居控制的语音识别，等待用户说出家居控制的命令。
可见本发明在利用语音唤醒后续步骤S2的功能时并不是直接对比语音，而是通过语音识别将录音转换为文字后与唤醒词进行文字匹配，在语音响应唤醒成功的事件时，也不是直接播放已经存储的语音，而是将文字内容合成为语音，这样就不需要存储语音文件，而且更加灵活。
关于步骤S2：
较佳实施例中，步骤S2包括：
S21、智能家居APP采集语音；
S22、对采集的语音进行识别得到至少一个识别结果，识别结果包括文字版的识别内容以及该识别内容的匹配度；
S23、选取匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容，从中提取出控制关键字、设备关键字、情景模式关键字，并将提取出的控制关键字、设备关键字、情景模式关键字转换为相应的家居控制指令；
S24、将家居控制指令发送给智能家居设备；
S25、根据获取的智能家居设备的控制结果执行语音合成服务，将预存的代表相应的控制结果的文字转换为语音，并通过扬声器播放。
步骤S22以及步骤S1中都涉及将音频文件进行语音识别得到文字版的识别内容，可以在本地完成语音识别和语音合成，效率高，不受网络影响。步骤S25的语音合成的实现原理可以参考上述步骤S1中唤醒成功后的语音合成的描述。
本发明采用的语音识别和语音合成方案是“科大讯飞”，使用此方案提供的语音控件SDK开发便可以实现语音采集识别以及合成。由于要在移动终端本地实现离线语音识别，所以需要把语音识别引擎的库文件列入本项目，还要做初始化工作，主要实现过程如下(iOS版本)：
首先，添加静态库，将开发工具包中lib目录下的iflyMSC.framework添加到新建工程中，由于我们要实现离线识别，还需要增加libc++.dylib，此外还要添加SDK所依赖的IOS库：libz.dylib，CoreTelephoney.framework等共11个。然后，基于智能家居APP向系统申请的APPID进行初始化，定义语音识别控件对象以及设置识别语音的服务代理后即可启动语音识别功能。
在识别前要先导入语法文本，也就是“通过哪些命令来控制哪些家居设备”的文本，此文本的主要内容举例说明如下：
root$main；//完整的控制命令变量，如：打开大厅吊灯、打开大厅筒灯、关闭餐厅水晶灯…..
$main＝$control$device；//由控制关键词control及设备关键词device组成一条完整的控制命令
$control＝打开|关闭|开|关|启动|停止；//控制关键词列表
$device＝大厅吊灯|大厅筒灯|餐厅水晶灯；//设备关键词列表
其中，步骤S23具体包括：
S231、将匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容与预设的控制关键字进行匹配，得到第一匹配结果，如果匹配上则进入步骤S232，否则进入步骤S233；
S232、将匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容与预设的设备关键字进行匹配，得到第二匹配结果，如果匹配上，则根据第一匹配结果和第二匹配结果生成家居控制指令，否则进入步骤S233；
S233、将匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容与预设的情景模式关键字进行匹配，得到第三匹配结果，如果匹配上则根据第三匹配结果生成家居控制指令。
一个具体的实施例中，预设的控制关键字包括打开、关闭等，预设的设备关键字包括大厅水晶灯、大厅筒灯、大厅窗帘、主卧地灯、主卧空调，预设的情景模式关键字包括在家、离家、会客、就餐、温馨、就寝、大厅全关等。当然，这些预设的关键字是需要根据家居设置的，并不限于以上几种。
例如，加入步骤S22的识别结果如下：
{"sc":"90","gm":"0","w":"打开大厅吊灯"},//"sc":"90"表示本条结果有90分，也就是最接近用户命令。
{"sc":"65","gm":"0","w":"开大厅吊灯"},//"sc":"65"表示本条结果有65分，也就是有点可能是本命令。
{"sc":"30","gm":"0","w":"打开大厅筒灯"}//"sc":"30"表示本条结果有30分，可能性不大。
以上的"打开大厅吊灯"、"开大厅吊灯"、"打开大厅筒灯"代表3个不同的文字版的识别内容，分数代表各个识别内容的匹配度，则步骤S23将选取得分为90的识别内容(即"打开大厅吊灯")进行后续分析。首先根据步骤S231，该"打开大厅吊灯"中的“打开”与预设的控制关键字中的"打开"匹配，再根据步骤232，该"打开大厅吊灯"中的"大厅吊灯"与预设的设备关键字中的"大厅吊灯"匹配，于是系统执行生成代表"打开大厅吊灯"的家居控制指令。
其中，步骤S24包括：
如果安装该智能家居APP的移动终端与家居网关同属于一个本地局域网，则智能家居APP直接将家居控制指令发送给家居网关，再由家居网关发送给相应的智能家居设备；
如果移动终端与家居网关不属于一个本地局域网，则智能家居APP将家居控制指令通过云端的家居服务器转发给家居网关，家居网关再把家居控制指令通过无线网络或有线网络发送给智能家居设备。
综上所述，实施本发明的智能家居控制方法及系统，具有以下有益效果：本发明智能家居APP向系统申请音频工作模式，APP可以工作于后台，且当APP处于后台时循环播放预先存储的静音音乐,保持APP运行，通过循环录音并检测，实现语音唤醒后续的语音控制家居的功能，本发明无须添加额外硬件，实现语音控制家居的零硬件成本。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种智能家居控制方法，其特征在于，包括：
S1、安装于移动终端上的智能家居APP循环录音，并在检测出录音结果为唤醒语音时进入步骤S2，否则继续录音；
其中，所述智能家居APP在安装时向系统申请了音频工作模式，且在其运行于后台时启动音频播放器，循环播放预先存储的静音音乐以保持APP的运行；
S2、智能家居APP采集用户输入的语音并对采集的语音进行识别，根据识别结果发送家居控制指令以控制智能家居设备的工作状态；
其中，步骤S1中所述的检测录音结果是否为唤醒语音包括：智能家居APP对采集的录音结果进行识别得到文字版的识别内容，将识别内容与预设的唤醒词进行匹配，如果匹配上则判断录音结果属于唤醒语音；
其中，步骤S2包括：
S21、智能家居APP采集语音；
S22、对采集的语音进行识别得到至少一个识别结果，识别结果包括文字版的识别内容以及该识别内容的匹配度；
S23、选取匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容，从中提取出控制关键字、设备关键字、情景模式关键字，并将提取出的控制关键字、设备关键字、情景模式关键字转换为相应的家居控制指令；
S24、将家居控制指令发送给智能家居设备；
其中，步骤S23包括：
S231、将匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容与预设的控制关键字进行匹配，得到第一匹配结果，如果匹配上则进入步骤S232，否则进入步骤S233；
S232、将匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容与预设的设备关键字进行匹配，得到第二匹配结果，如果匹配上，则根据第一匹配结果和第二匹配结果生成家居控制指令，否则进入步骤S233；
S233、将匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容与预设的情景模式关键字进行匹配，得到第三匹配结果，如果匹配上则根据第三匹配结果生成家居控制指令。
2.根据权利要求1所述的智能家居控制方法，其特征在于，步骤S1还包括：将识别内容与预设的唤醒词进行匹配后执行语音合成服务，根据匹配结果将预存的代表相应的唤醒结果的文字转换为语音后通过扬声器播放。
3.根据权利要求1所述的智能家居控制方法，其特征在于，步骤S24之后还包括：
S25、根据获取的智能家居设备的控制结果执行语音合成服务，将预存的代表相应的控制结果的文字转换为语音，并通过扬声器播放。
4.根据权利要求1所述的智能家居控制方法，其特征在于，步骤S24包括：
如果移动终端与家居网关同属于一个本地局域网，则智能家居APP直接将家居控制指令发送给家居网关，再由家居网关通过无线网络或有线网络发送给相应的智能家居设备；
如果移动终端与家居网关不属于一个本地局域网，则智能家居APP将家居控制指令通过云端的家居服务器转发给家居网关，家居网关将家居控制指令通过无线网络或有线网络发送给相应的智能家居设备。
5.一种基于权利要求1所述的智能家居控制方法的智能家居控制系统，其特征在于，包括：移动终端、家居网关、至少一个智能家居设备、家居服务器；所述移动终端内运行有智能家居APP，所述移动终端和家居网关分别与家居服务器通信连接，各智能家居设备均通信连接至家居网关；所述移动终端包含受控于智能家居APP的：
语音唤醒单元，用于循环录音，并在检测出录音结果为唤醒语音时触发语音控制单元开始工作，否则继续录音；其中，所述智能家居APP在安装时向系统申请了音频工作模式，且在其运行于后台时启动音频播放器，循环播放预先存储的静音音乐以保持APP的运行；
语音控制单元，用于采集用户输入的语音并对采集的语音进行识别，根据识别结果发送家居控制指令以控制智能家居设备的工作状态。
6.根据权利要求5所述的智能家居控制系统，其特征在于，所述的检测录音结果是否为唤醒语音包括：智能家居APP对采集的录音结果进行识别得到文字版的识别内容，将识别内容与预设的唤醒词进行匹配，如果匹配上则判断录音结果属于唤醒语音；
所述语音控制单元包括：
语音识别子单元，用于采集语音，对采集的语音进行识别得到至少一个识别结果，识别结果包括文字版的识别内容以及该识别内容的匹配度；
指令预处理子单元，用于选取匹配度最高且不低于预设的最低阀值的识别内容，从中提取出控制关键字、设备关键字、情景模式关键字，并将提取出的控制关键字、设备关键字、情景模式关键字转换为相应的家居控制指令；
通信子单元，用于将家居控制指令发送给智能家居设备。
7.根据权利要求6所述的智能家居控制系统，其特征在于，所述系统还包括与语音唤醒单元以及通信子单元连接的语音合成单元，所述语音合成单元用于将语音唤醒单元的识别内容与预设的唤醒词进行匹配后执行语音合成服务，根据匹配结果将预存的代表相应的唤醒结果的文字转换为语音，以及用于根据通信子单元获取的智能家居设备的控制结果执行语音合成服务，将预存的代表相应的控制结果的文字转换为语音。
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