CN107168082A - 一种利用语音技术针对传统家居的智能控制系统 - Google Patents

Abstract

一种利用语音技术对传统家居进行智能控制的系统，涉及智能家电技术领域，具体涉及一种利用语音技术针对传统家居的智能控制系统。系统包括：主控制模块，语音模块，红外模块，继电器模块。本发明提出遥控器学习的方法增加可控设备的种类，提出使用唤醒词并将可控设备减小音量的方法降低误触发概率及提高语音识别率。使用本发明后，可以低成本、方便快捷的将已有红外家居及开关通断家居实现语音智能化控制。

Description

一种利用语音技术针对传统家居的智能控制系统

技术领域

一种利用语音技术针对传统家居的智能控制系统,涉及智能家电技术领域，具体涉及一种利用语音技术针对传统家居的智能控制系统。

背景技术

随着科技的进步，智能家居的概念已经深入人心，然而智能家居的应用速度却远没有跟上其概念的普及速度。其主要原因有以下几个方面：1.大多数家庭传统家居设备较为齐全，没有将传统家居置换为智能家居的动力；2.智能家居品牌较多，控制协议各有不同，无法整合出中央控制系统统一控制，如果购置多个智能家居则学习成本较高，反而造成使用不便。3.智能家居的成本较高，如仅需通断控制的照明灯，为了能使用手机应用控制，需加装控制卡、wifi模块等，造成成本急剧增加。

在传统家居方面，随着家用电器的增多，所需要使用的遥控器越来越多，过多遥控器的存放和寻找给民众使用造成了麻烦。为了解决这个问题，某些手机包含了红外发射功能，配合安装遥控器应用，可以改善这个问题。然而使用手机作为遥控器也有很多弊端：1.大多数不具有红外发射功能的手机无法这样控制；2.多数中老年人学习使用手机应用的成本较高；3.需要控制电器的时候，寻找手机并打开手机应用比较麻烦；4.多数手机遥控器应用需要根据其内置的各电器品牌型号配置单进行遥控器匹配，如果不知道待控制电器的品牌型号或手机应用内没有该品牌型号的配置单，则匹配非常麻烦甚至无法匹配。

现有传统家居的控制主要有两类：1.使用红外遥控器进行复杂控制，如空调、电视、机顶盒等；2.使用开关进行通断控制，如照明灯、暖气片等。利用现有的传统家居红外控制协议，加上可简单实现的通断控制，使用语音技术可以低成本、高收益的对传统家居进行智能化控制升级，从而方便民众、普及智能家居的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种利用语音技术针对传统家居的智能控制系统。此系统可将人的语音转化为控制指令，代替红外遥控器进行红外控制以及代替按钮开关进行通断控制。本发明提供的控制系统具有学习功能，可以方便的对现有遥控器进行学习，从而大大提高可控制设备的种类和数量。其技术方案如下：

一种利用语音技术对传统家居进行智能控制的系统，系统包括：主控制模块，语音模块，红外模块，继电器模块。

主控制模块是所述系统的核心，其主要功能有：1.同用户交互，指引用户发出语音指令；2.控制语音模块，将语音模块识别出的用户指令进行处理；3.执行操作，控制红外模块、继电器模块等具体执行用户的指令；4.其他功能，包括遥控器学习功能，用户指令学习功能等。

语音模块提供语音技术服务，其主要功能有：1.用以将用户的语音指令识别为操作指令；2.将主控制模块发送的指引文本翻译为语音并输出；3.存储并使用指令词语法文本等。

红外模块包含一个红外接收器和一到多个红外发射器，其主要功能有：1.将主控制器发送的红外指令输出，从而控制红外设备；2.接收传统遥控器发送的红外指令，从而支持主控制模块的遥控器学习功能。

继电器模块的主要功能是执行主控制模块发送的通断指令，从而对受控设备进行通断电操作。

整合上述模块后，本发明的具体步骤 ：

1，将本发明的一个具体控制设备固定安放于墙壁、天花板、桌面等某个位置。调整红外模块的各个发射器的方向和角度，使其能将信号传输至受控设备。红外发射器不必与受控设备一一对应，在各受控设备协议不冲突的情况下，一个红外发射器可控制在其覆盖范围内的多个受控设备。

2，指令学习和遥控器学习。用户根据自身发音习惯在主控制模块的提示下修改语音指令。用户将受控设备的自带遥控器对准红外模块的红外接收器，根据主控制模块的提示音按下遥控器的各对应按键，完成遥控器学习。

遥控器学习的一种方法可由以下步骤实现：a.用户发出添加修改遥控器指令；b.在系统提示下选择遥控器种类；c.按照系统的提示依次按下遥控器的相关按键，如电视遥控器中，按照提示音依次按下“静音键”、“下一频道”、“数字0”、“数字1”等；系统存储学习结果并用与用户指令执行。

3，用户发出语音指令，语音模块采集到该指令后对语音进行处理、识别，如果识别成功，则将识别结果发送至主控制模块，如果识别失败，则向用户提示重新发出语音指令。

为了提高语音识别准确率，本发明系统提出一种静音识别模式，其交互方法为：a.用户发出唤醒词；b.控制系统收到并识别出唤醒词，进入待识别状态，并将所有可控制的受控设备静音；c.用户发出指令词，控制系统检测并识别出指令词，执行相应操作；d.重复c步骤；e.用户发出结束指令词或长时间无指令，控制系统退出待识别状态，恢复所有受控设备的声音。上述提及的唤醒词可为用户自定义的控制设备名字,需与常出现的环境音有较大区分度,从而减少误触发。

4，主控制模块分析语音模块发送的识别结果，若为红外设备控制指令，则将对应的红外指令进行编码，通过红外模块的发射器发送；若为通断设备控制指令，则通过继电器模块的对应继电器通断进行具体控制。

在使用本发明的系统对传统家居进行智能控制升级时，可将照明灯开关、墙壁插座等某些通断受控设备添加红外接收器进行简单改造，变为红外受控设备，从而避免二次布线带来的施工难度和破坏美观。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1，节约成本。只需加装一个本发明的控制系统，无需额外购置智能家居，既节约了成本，又避免重复采购造成资源浪费。

2，操作方便。使用语音控制无需其他额外载体，免去了寻找手机打开手机应用的麻烦并且无需打断双手的工作。

3，容易学习使用。不同的设备使用统一的一套语音控制指令，且用户可自定义语音指令进行控制，逻辑性强， 容易识记。避免不同智能家居使用不同控制载体、控制方法，学习难度大的困扰。

4，控制种类广。本发明提出的控制系统通过对受控设备遥控器的学习，可控制所有带红外遥控器的设备，并且避免因受控设备的品牌、型号不在控制系统的设备表中就无法控制的情况。

5，扩展便捷。新加入的受控设备，只需要用户按照提示将受控设备的遥控器进行学习，并自定义加入相应语音指令就可方便控制。无需受控设备具备额外的智能控制接口。

7，安装简单。不需要局域网支持、复杂的协议配置或者对受控设备进行任何智能升级，只需将本发明的设备固定于某个位置，并调节好红外模块的各个发射器方向和角度即可使用。无需专业人员安装，方便推广。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图1，对本发明的系统做进一步描述。

本发明的系统包括主控制模块，语音模块，红外模块，继电器模块。

主控制模块可分别语音模块、红外模块、继电器模块交互。主控制模块可控制语音模块的启动、休眠等，并且控制语音模块播放提示语音；当主控制模块收到由接收语音模块发送的指令识别结果后，控制红外模块发送相应的红外指令或控制继电器模块进行通断控制。主控制模块有遥控器学习功能，并且可由用户构建自定义的指令语法。

语音模块通过语音采集，语音处理，语音识别及语义分析等步骤，将用户发出的语音指令翻译成相应的内部指令格式传输给主控制模块。用户可自定义唤醒词、语义语法文件等。

红外模块可将主控制模块发送的红外指令输出，并可将在遥控器学习时接受到的红外信号传输给主控制模块。

继电器模块用于执行主控制模块发送的通断指令。

下面结合附图2，阐述一次具体的语音控制的操作。

步骤1：控制设备开机启动后，系统进入待命状态。待命状态时，系统只监控用户是否发出唤醒词指令，而忽略其他具体操作指令。

步骤2：用户发出唤醒词指令，系统接收并识别后，将可控制的受控设备静音以提高识别准确率。

步骤3：系统发出提示语音，指引用户发出各种操作指令。

步骤4：用户发出具体操作指令。

步骤5：语音模块采集用户语音，处理并识别该语音。如果识别成功，则将识别结果发送至主控制器；如果识别不成功，跳至步骤3，发出提示语音，指引用户重新发出指令。

步骤6：主控制模块收到语音识别结果后，分析该语音，若为遥控器识别操作，则依次发出提示语音引导用户完成遥控器学习操作；若为操作指令，则将指令翻译为具体红外编码或通断指令，控制红外模块或继电器模块完成用户操作。

步骤7：一个用户操作完成后，用户可以继续发出操作指令，重复步骤4、5、6，进行一系列的用户指令操作。如果用户不需要再次发送指令，则可通过一个结束操作的指令使系统进入待命状态；系统在长时间收不到用户操作指令时，会自动进入待命状态。在系统进入待命状态时，会使受控设备退出静音状态。

以上所述仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不明显脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用语音技术对传统家居进行智能控制的系统，其特征在于，利用语音技术对传统红外遥控设备和开关通断控制设备进行智能化控制，所述系统包括：主控制模块，语音模块，红外模块，继电器模块；其中，所述主控制模块可将所述语音模块的用户语音识别结果翻译为具体操作指令，通过所述红外模块和继电器模块执行，所述语音模块包含语音采集，语音处理和语音识别功能，所述红外模块包含一到多个红外发射器，用于控制房间内各个位置的红外受控设备；还包含一个红外接收器，用于对红外受控设备遥控器的学习，所述继电器模块用于受控开关通断设备的执行。

2.如权利1所述的一种利用语音技术对传统家居进行智能控制的系统，其特征在于，所述主控制模块具有红外遥控器学习功能，可通过所述红外接收器接收受控设备的遥控器信号，将遥控器信号存储并建立指令关系，从而扩大可控制红外设备种类。

3.如权利1所述的一种利用语音技术对传统家居进行智能控制的系统，其特征在于，用户使用唤醒词使系统进入用户交互模式时，系统自动使可控制的设备降低音量或静音，降低周围环境音干扰，从而提高用户语音指令的识别率。

4.如权利1所述的一种利用语音技术对传统家居进行智能控制的系统，其特征在于，用户可自定义指令语法，从而符合自己发音习惯，扩充系统操作组合；用户可自定义唤醒词，通过与自身常处环境相似度低的唤醒词设置，降低系统误触发的概率。