CN106102250A - 一种家庭智能照明语音控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭智能照明语音控制系统，包括受控灯具、语音采集模块、家庭控制中心；所述受控灯具、语音采集模块、家庭控制中心之间进行无线通信；所述受控灯具包括依次连接的光源、调光器、ZigBee收发器；所述语音采集模块包括依次连接的电源、麦克风、录音模块、ZigBee收发器；所述家庭控制中心包括CPU、ZigBee收发器、WIFI接收器；所述ZigBee收发器、WIFI接收器分别与CPU连接。本发明还公开了上述基于家庭智能照明语音控制系统的家庭智能照明语音控制方法。本发明将家庭控制中心、语音采集模块和受控灯具分离成独立的设备，使得家用语音控制灯具更智能、灵活，并降低成本。

Description

一种家庭智能照明语音控制系统及方法

技术领域

本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种家庭智能照明语音控制系统及方法。

背景技术

目前，智能照明领域有一些类似的语音控制灯具技术，实现方式主要有如下几种：

1.在同一个灯具内，集成语音采集模块、语音分析模块和灯光控制模块。其中语音分析模块预置了指定的语音数据，如“开灯”、“芝麻开灯”等。当用户说出指定的语音命令时，语音采集模块收集到语音信号，并传输至语音分析模块。语音分析模块对比用户语音数据和预置的语音数据，得出相应的控制指令，并传输指令至灯光控制模块，进行灯光控制。特别的，部分产品的语音分析模块还可以自主适应用户的口音(参考：专利《一种LED灯语音控制系统》CN 104640323 A)

2.同一个灯具内，集成语音采集模块、录音按键、语音分析模块和灯光控制模块。其中语音分析模块预置了指定的语音数据。当用户按下录音按键的同时说出自定义的语音命令，语音采集模块将对用户进行录音，并将语音数据传输至语音分析模块。语音分析模块将语音数据其持久化储存在内部的非掉电易失存储器中，并替换预置的语音命令。相比上一个方案，此方案允许用户自定义语音命令，增加了灵活性，但成本和操作复杂性有所上升。(参考：专利《语音控制灯》CN 104696916 A)

3.将语音采集模块集成于可穿戴设备，语音分析模块集成于智能路由器。此方案要求用户佩戴具备录音功能的智能可穿戴设备，在智能可穿戴设备上完成语音采集任务，然后将语音数据发送至智能路由器进行分析，进而控制灯具。(参考：专利《一种语音智能照明控制系统》201510574266.1)

4.将语音采集模块和语音分析模块集成于智能手机。

上述技术方案架构简洁，功能完善，但在未来家庭智能照明发展的趋势下，仍有许多不足之处。缺点和原因列举如下：

语音识别准确性和适应性存在瓶颈。现有技术方案的语音分析模块集成在灯具内。出于生产成本的考虑，语音分析模块多采用单片机或者小型嵌入式系统实现，因此计算能力是比较弱的，无法准确地从用户语音中提取出语音信号，更无法做到复杂的自主学习功能。

语音采集模块集成在灯具内。受灯具造型限制，很难将采集模块摆放在一个最适合接收语音信号的位置，因此会产生更多的采集噪音，影响识别准确度。

语音命令匮乏。集成式语音分析模块计算力弱，存储空间小，无法存储和分析更多的语音命令。

很难处理一间房间内有多盏语音控制灯的情况。由于语音分析模块是集成式的，每个灯具独立分析语音信号。若同一房间内，放置多盏语音控制灯，则无论用户愿不愿意，都会出现所有灯具同时响应语音命令的情况。即使每个灯具可以单独设置语音命令，但语音分析模块准确性不高，仍会造成误识别的情况。

与未来的智能照明系统不兼容。现有技术方案下，每个语音控制灯是独立的设备，无法接入未来的诸如基于ZigBee、WiFi、蓝牙等个域网的智能照明。不能接入网络，则意味着灯具无法共享各种传感器信号，无法获取更多用户数据，控制将陷入机械和僵化。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种家庭智能照明语音控制系统，解决现有技术与未来智能照明系统不兼容的缺陷。

本发明的另一目的在于提供基于上述家庭智能照明语音控制系统的家庭智能照明语音控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种家庭智能照明语音控制系统，包括受控灯具、语音采集模块、家庭控制中心；所述受控灯具、语音采集模块、家庭控制中心之间进行无线通信；

所述受控灯具包括依次连接的光源、调光器、ZigBee收发器；

所述语音采集模块包括依次连接的电源、麦克风、录音模块、ZigBee收发器；

所述家庭控制中心包括CPU、ZigBee收发器、WIFI接收器；所述ZigBee收发器、WIFI接收器分别与CPU连接。

所述语音采集模块采用电源插座直插式或预布线式安装于室内。

所述语音采集模块分布于室内的天花或墙壁上。

所述光源采用白色或RGB三基色LED。

所述调光器采用PWM脉宽调制的恒流电源。

所述语音采集模块的电源采用持续供电的模式。

所述CPU为ARM926EJ架构的Samsung S3C2451，内存64M，系统内核为Linux，运行PocketSphinx开源语音分析引擎；所述CPU内置本地语音库和在线语音库。

所述的家庭智能照明语音控制的系统的家庭智能照明语音控制方法，包括以下步骤：

家庭控制中心发起一个ZigBee网络，所述语音采集模块和所述受控灯具通过ZigBee组网逻辑加入到家庭控制中心发起的网络；

家庭控制中心内部的语音分析模块使用本地语音库对比语音数据，若对比成功且置信程度高于设定值，则发送控制命令至所述受控灯具，实现语音控制；若置信程度低于设定值，甚至对比失败，则使用在线语音库对比语音数据，并发送控制命令至所述受控灯具；若在线语音库对比仍不成功，则忽略此语音数据。

所述语音采集模块、所述受控灯具位于同一个ZigBee个域网。

当用户说出语音命令引导词时，所述语音采集模块被唤醒，并录制用户接下来的一段语音，通过ZigBee网络发送至所述家庭控制中心。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

(1)本发明采用分离式的语音采集模块设计，可实现室内主要空间的实时语音采集，不依赖于其他智能可穿戴设备、智能手机等的限制。

(2)本发明的家庭智能照明语音控制系统，整个智能照明系统共用一个用于语音分析的CPU，可增强用户体验的一致性，并降低系统成本。

(3)本发明采用本地语音库和在线语音库结合的设计，可实现高准确性和适应性的语音分析。

(5)本发明将家庭控制中心、语音采集模块和受控灯具分离成独立的设备，使得家用语音控制灯具更智能、灵活，并降低成本。

附图说明

图1为本发明的实施例的家庭智能照明语音控制系统的分布示意图。

图2为本发明的实施例的受控灯具结构图，

图3为本发明的实施例的语音采集模块结构图。

图4为本发明的实施例的家庭控制中心结构图。

图5为本发明的实施例的语音识别流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1本实施例的家庭智能照明语音控制系统，包括分布于房间R1～R3的受控灯具11～13、语音采集模块21～23、家庭控制中心3；所述受控灯具、语音采集模块、家庭控制中心之间进行无线通信。

如图2所示，所述受控灯具包括依次连接的光源、调光器、ZigBee收发器。受控灯具的光源采用白色或RGB三基色LED，调光器采用PWM脉宽调制的恒流电源，实现亮度、色温、颜色等的调节。

如图3所示，所述语音采集模块包括依次连接的电源、麦克风、录音模块、ZigBee收发器。语音采集模块采用电源插座直插式或预布线式安装于室内，布于室内的天花或墙壁上。语音采集模块的电源采用持续供电的模式，能进入休眠模式，以及时响应用户的语音引导词。所述语音采集模块还可以采用具有降噪效果的结构。

如图4所示，所述家庭控制中心包括CPU、ZigBee收发器、WIFI接收器；所述CPU为ARM926EJ架构的Samsung S3C2451，内存64M，系统内核为Linux，运行PocketSphinx开源语音分析引擎。所述ZigBee收发器、WIFI接收器分别与语音分析模块连接。CPU内置本地语音库和在线语音库。本地语音库采用C++语音引擎，内置足量的语料资源用于对比语音数据。在线语音库采用云服务器上提供的语音识别服务。家庭控制中心由电源适配器提供不间断电源。

本实施例的家庭智能照明语音控制方法，包括以下步骤：

家庭控制中心发起一个ZigBee网络，所述语音采集模块和所述受控灯具通过ZigBee组网逻辑加入到家庭控制中心发起的网络；所述语音采集模块、所述受控灯具位于同一个ZigBee个域网；

当用户说出语音命令引导词时，所述语音采集模块被唤醒，并录制用户接下来的一段语音，通过ZigBee网络发送至所述家庭控制中心；

语音识别流程如图5所示，家庭控制中心内部的语音分析模块使用本地语音库对比语音数据，若对比成功且置信程度高于设定值，则发送控制命令至所述受控灯具，实现语音控制；若置信程度低于设定值，甚至对比失败，则使用在线语音库对比语音数据，并发送控制命令至所述受控灯具；若在线语音库对比仍不成功，则忽略此语音数据。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家庭智能照明语音控制系统，其特征在于，包括受控灯具、语音采集模块、家庭控制中心；所述受控灯具、语音采集模块、家庭控制中心之间进行无线通信；

所述受控灯具包括依次连接的光源、调光器、ZigBee收发器；

所述语音采集模块包括依次连接的电源、麦克风、录音模块、ZigBee收发器；

所述家庭控制中心包括CPU、ZigBee收发器、WIFI接收器；所述ZigBee收发器、WIFI接收器分别与CPU连接。

2.根据权利要求1所述的家庭智能照明语音控制系统，其特征在于，所述语音采集模块采用电源插座直插式或预布线式安装于室内。

3.根据权利要求1或2所述的家庭智能照明语音控制系统，其特征在于，所述语音采集模块分布于室内的天花或墙壁上。

4.根据权利要求1所述的家庭智能照明语音控制系统，其特征在于，所述光源采用白色或RGB三基色LED。

5.根据权利要求1所述的家庭智能照明语音控制系统，其特征在于，所述调光器采用PWM脉宽调制的恒流电源。

6.根据权利要求1所述的家庭智能照明语音控制系统，其特征在于，所述语音采集模块的电源采用持续供电的模式。

7.根据权利要求1所述的家庭智能照明语音控制系统，其特征在于，所述CPU为ARM926EJ架构的Samsung S3C2451，内存64M，系统内核为Linux，运行PocketSphinx开源语音分析引擎；所述CPU内置本地语音库和在线语音库。

8.基于权利要求7所述的家庭智能照明语音控制的系统的家庭智能照明语音控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

家庭控制中心发起一个ZigBee网络，所述语音采集模块和所述受控灯具通过ZigBee组网逻辑加入到家庭控制中心发起的网络；

家庭控制中心内部的语音分析模块使用本地语音库对比语音数据，若对比成功且置信程度高于设定值，则发送控制命令至所述受控灯具，实现语音控制；若置信程度低于设定值，甚至对比失败，则使用在线语音库对比语音数据，并发送控制命令至所述受控灯具；若在线语音库对比仍不成功，则忽略此语音数据。

9.根据权利要求8所述的家庭智能照明语音控制方法，其特征在于，所述语音采集模块、所述受控灯具位于同一个ZigBee个域网。

10.根据权利要求8所述的家庭智能照明语音控制方法，其特征在于，当用户说出语音命令引导词时，所述语音采集模块被唤醒，并录制用户接下来的一段语音，通过ZigBee网络发送至所述家庭控制中心。