CN108093348A - 一种智能音箱的扩展器及智能音箱及智能音箱的多点交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能音箱的扩展器，包括声音输入输出模块，连接在所述声音输入输出模块上的数据处理模块，以及连接在所述数据处理模块上的第一PLC模块，所述声音输入输出模块用以接收一语音信息或播放一反馈语音信息；所述数据处理模块用以将所述语音信息处理成适合PLC传输协议传输的数据包，或者将经过PLC传输过来的数据包转化为所述反馈语音信息；所述第一PLC模块用以将所述数据处理模块处理的数据包进行对外传输或将一外部数据包传输给所述数据处理模块，实现智能音箱全方位的实时语音交互体验。

Description

一种智能音箱的扩展器及智能音箱及智能音箱的多点交互 方法

技术领域

本发明属于智能音箱技术领域，特别涉及一种智能音箱的扩展器及智能音箱及智能音箱的多点交互方法。

背景技术

智能音箱依托于智能语音识别技术的进步，智能音箱已经由单一的音乐识别搜索和播放的功能，进化为综合问题解答、天气、航班信息查询和智能聊天等功能的智能服务平台，极大方便了家居生活。然而，现有的智能音箱通常只具有单一的主体结构，受限于该主体，其语音交互仅能在较小的一定范围内实现,当距离超过5m之后通常无法完成拾音和交互功能。

PLC通信（Power Line Carrier，电力线通信）是利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式，目前主要应用于家庭Internet“宽带”接入和家电智能化联网控制。其最大的优势在于可以在不变更现有家庭电气布局的条件下，实现通信网络扩展和分布式应用。

本发明正是基于PLC通信，为智能音箱扩展出扩展器，实现智能音箱全方位的实时交互体验。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能音箱的扩展器及智能音箱及智能音箱的多点交互方法，为智能音箱扩展出扩展器，实现智能音箱全方位的实时交互体验。

根据上述发明目的，本发明提供一种智能音箱的扩展器，包括声音输入输出模块，连接在所述声音输入输出模块上的数据处理模块，以及连接在所述数据处理模块上的第一PLC模块，其中

所述声音输入输出模块用以接收一语音信息或播放一反馈语音信息；

所述数据处理模块用以将所述语音信息处理成适合PLC传输协议传输的数据包，或者将经过PLC传输过来的数据包转化为所述反馈语音信息；

所述第一PLC模块用以将所述数据处理模块处理的数据包进行对外传输或将一外部数据包传输给所述数据处理模块。

优选地，所述声音输入输出模块具体包括：

麦克风单元，用于接收所述语音信息；

扬声器单元，用于播放所述反馈语音信息。

优选地，所述声音输入输出模块具体还包括模拟数字转化单元，与所述麦克风单元连接，用于将所述语音信息进行模拟数字信号转换，并将转换后的语音信息的数字信号发送至所述数据处理模块。

优选地，所述数据处理模块具体包括一数字模拟转化单元，用于将所述反馈语音信息进行数字模拟信号转换，并将转换后的反馈语音信息的模拟信号发送至所述扬声器单元。

优选地，所述声音输入输出模块还包括放大器单元，与所述扬声器单元连接，用于将所述反馈语音信息的模拟信号进行放大增益，并输出至所述扬声器单元。

根据上述发明目的，本发明提供一种智能音箱，所述智能音箱包括音箱主体，和若干如权利要求1所述的智能音箱的扩展器，其中，

所述音箱主体包括第二PLC模块，用以将数据包经过PLC传输至所述扩展器，或者接收来自所述扩展器的外部数据包。

优选地，所述音箱主体还包括主控模块，与所述第二PLC模块连接，用以生成一反馈语音信息，并将所述反馈语音信息处理成适合PLC传输协议传输的数据包，或者将经过所述第二PLC模块传输过来的数据包转化为语音信息。

优选地，所述主控模块具体包括主CPU单元和唤醒单元，其中，

所述唤醒单元，用于侦测并识别所述智能音箱的扩展器发送的唤醒语音指令数据，输出一唤醒指令至所述主CPU单元，使所述主CPU单元处于工作状态。

优选地，所述主CPU单元具体包括数字模拟转换次单元和麦克风次单元，

所述数字模拟转换次单元，用于将所述唤醒语音指令数据进行数字模拟信号转换，并输出至所述麦克风次单元；

所述麦克风次单元，用于将模拟的唤醒语音指令数据输出至唤醒单元。

根据上述发明目的，本发明还提供一种智能音箱的多点交互方法，所述方法包括：

S1、多个智能音箱的扩展器分别发送语音信息至智能音箱的音箱主体，所述各语音信息包括各扩展器的网络地址；

S2、所述音箱主体接收所述各语音信息，获取并存储各扩展器的网络地址；

S3、所述音箱主体根据各扩展器的网络地址，将各语音信息排入缓存队列；

S4、所述音箱主体对缓存队列中的各语音信息依次处理，并输出各反馈语音信息至各扩展器，所述各反馈语音信息包括各扩展器的网络地址。

与现有技术相比，本发明提供的一种智能音箱的扩展器及智能音箱及智能音箱的多点交互方法，具有以下有益效果：智能音箱的音箱主体与智能音箱的扩展器通过PLC通信通道进行语音数据通信，由于电力线通信的固有特点，可以实现在不变更现有家庭电气布局的条件下实现通信网络扩展和分布式应用实现，为智能音箱扩展出更多更灵活的扩展器，实现家居环境下全方位的语音实时交换体验；而且PLC网络连接稳定，充分发挥智能音箱的智能交互功能；扩展器具有一体化供电，不需要外接电源，安装方便，实时待机；智能音箱的音箱主体支持多个扩展器接入，音箱主体能自动识别不同的扩展器，交互功能可以无缝切换，实现多个扩展器同时语音交互的功能，给用户带来更好的体验效果。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种智能音箱的扩展器及智能音箱及智能音箱的多点交互方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种智能音箱的扩展器的组成结构示意图；

图2是本发明一种智能音箱的组成结构示意图；

图3是本发明一种智能音箱的多点交互方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，一种智能音箱的扩展器，包括声音输入输出模块10，连接在所述声音输入输出模块10上的数据处理模块11，以及连接在所述数据处理模块上11的第一PLC模块12，其中

所述声音输入输出模块10用以接收一语音信息或播放一反馈语音信息；

所述数据处理模块11用以将所述语音信息处理成适合PLC传输协议传输的数据包，或者将经过PLC传输过来的数据包转化为所述反馈语音信息；

所述第一PLC模块12用以将所述数据处理模块处理的数据包进行对外传输或将一外部数据包传输给所述数据处理模块。

优选地，所述声音输入输出模块10具体包括：

麦克风单元，用于接收所述语音信息；

扬声器单元，用于播放所述反馈语音信息。

优选地，所述声音输入输出模块10具体还包括模拟数字转化单元，与所述麦克风单元连接，用于将所述语音信息进行模拟数字信号转换，并将转换后的语音信息的数字信号发送至所述数据处理模块。

优选地，所述数据处理模块11具体包括一数字模拟转化单元，用于将所述反馈语音信息进行数字模拟信号转换，并将转换后的反馈语音信息的模拟信号发送至所述扬声器单元。

优选地，所述声音输入输出模块10还包括放大器单元，与所述扬声器单元连接，用于将所述反馈语音信息的模拟信号进行放大增益，并输出至所述扬声器单元。

在具体实现过程中，当智能音箱的扩展器与智能音箱的音箱主体之间进行语音信息交互通信时，因音箱主体的主CPU芯片通常处于待机状态，当主CPU芯片要工作时，需要唤醒该主CPU，通常采用唤醒词唤醒该主CPU的方式，因此需要在扩展器输出唤醒语音指令数据。

具体地，在智能音箱的扩展器输出唤醒语音指令数据来唤醒所述智能音箱的音箱主体。所述声音输入输出模块10的麦克风单元采集用户输出的唤醒语音指令，并发送该唤醒语音指令数据至所述模拟数字转化单元。所述模拟数字转化单元中，将所述唤醒语音指令数据进行模拟数字信号转换，将转换后的唤醒语音指令数据的数字信号发送至所述数据处理模块11。所述数据处理模块11对该唤醒语音指令数据进行以太网协议封装，并将封装后的唤醒语音指令数据发送至所述第一PLC模块12。所述第一PLC模块12对封装后的唤醒语音指令数据进行调制，通过PLC数据通道发送调制后的唤醒词语音指令数据至智能音箱。智能音箱获取该唤醒语音指令数据进行处理，唤醒智能音箱的主CPU，使主CPU处于工作状态。所述智能音箱的扩展器和所述音箱主体之间即可进行语音数据通信。

当音箱主体的主CPU启动工作模式后，所述智能音箱的扩展器与所述音箱主体之间可进行语音通信。具体地，所述麦克风单元采集到用户的语音信息，并发送该语音信息至所述模拟数字转化单元。所述模拟数字转化单元中，将所述语音信息进行模拟数字信号转换，将转换后的语音信息的数字信号发送至所述数据处理模块11。所述数据处理模块11对该语音信息进行以太网协议封装，并将封装后的语音信息发送至所述第一PLC模块12。所述第一PLC模块12对封装后的语音信息进行调制，通过PLC数据通道发送调制后的语音信息至音箱主体。音箱主体获取该语音信息后进行处理，并输出反馈语音信息至智能音箱的扩展器。

所述第一PLC模块12接收到所述反馈语音信息后，对该反馈语音信息进行解调制，并将解调制后的反馈语音信息发送至所述数据处理模块11。解调制后的反馈语音信息为以太网封装格式。所述数据处理模块11对所述反馈语音信息进行以太网协议解封装。并通过数据处理模块11的数字模拟转换单元，对所述反馈语音信息进行数字模拟转换，转换为反馈语音信息的模拟信号，并将该反馈语音信息的模拟信号发送至所述声音输入输出模块10的放大器单元。放大器单元对所述反馈语音信息的模拟信号进行放大增益，并将增益后的反馈语音信息发送至所述声音输入输出模块10的扬声器单元。所述扬声器单元将所述反馈语音信息进行播放。

本发明的一具体实施例的应用场景，在智能家居环境中，将智能音箱的扩展器放置于卧室中，智能音箱的音箱主体放置于客厅中，所述智能音箱的扩展器和音箱主体通过PLC通信通道进行语音数据通信，所述PLC通信通道基于现有家居中的电力线进行数据通信。比如，当用户想查询天气，用户在智能音箱的扩展器侧的麦克风说出“上海市天气”，经过智能音箱的扩展器的处理，以及扩展器和音箱主体间的PLC通信通道将该语音数据传输至音箱主体，音箱主体将查询的上海市天气结果信息通过PLC通信通道传输至扩展器，扩展器通过扬声器将该查询结果信息进行播放，用户获得上海市天气的结果信息。

根据该技术方案，智能音箱的扩展器通过PLC通信通道与智能音箱的音箱主体进行语音数据通信，由于电力线通信的固有特点，可以实现在不变更现有家庭电气布局的条件下，实现家居环境下全方位的语音信息的实时交互的体验；而且PLC网络连接稳定，充分发挥智能音箱的全覆盖的自由交互功能；智能音箱的扩展器具有一体化供电，不需要外接电源，安装方便，实时待机。

如图2所示，根据本发明的一个实施例，一种智能音箱，所述智能音箱包括音箱主体20，和若干如上所述的智能音箱的扩展器21，其中，

所述音箱主体20包括第二PLC模块200，用以将数据包经过PLC传输至所述扩展器，或者接收来自所述扩展器的外部数据包。

优选地，所述音箱主体还包括主控模块201，与所述第二PLC模块连接，用以生成一反馈语音信息，并将所述反馈语音信息处理成适合PLC传输协议传输的数据包，或者将经过所述第二PLC模块传输过来的数据包转化为语音信息。

优选地，所述主控模块201具体包括主CPU单元和唤醒单元，其中，

所述唤醒单元，用于侦测并识别所述智能音箱的扩展器发送的唤醒语音指令数据，输出一唤醒指令至所述主CPU单元，使所述主CPU单元处于工作状态。

所述智能音箱包括音箱主体20，和若干如上所述的智能音箱的扩展器21。所述音箱主体与所述智能音箱的扩展器通过PLC数据通道进行语音信息传输。

所述音箱主体20包括第二PLC模块200，将数据包经过PLC传输至所述扩展器，或者接收来自所述扩展器的外部数据包。

所述音箱主体20包括主控模块201。本发明的一具体实施例，所述主控模块通常为ARM内核的集成控制器，该集成控制器的外围包括多种接口，比如，10/100M以太网PHY接口、RGMII和GMAC等以太网接口。第二PLC模块200为PLC载波调制解调芯片，所述主控模块201通过RGMII接口或者GMAC接口与该PLC载波调制解调芯片连接。

所述主控模块201的主CPU单元通常处于待机状态，当主CPU单元要工作时，需要唤醒单元唤醒该主CPU单元，所述唤醒单元通常采用唤醒词唤醒所述主CPU单元的方式。具体地，当智能音箱的扩展器与智能音箱的音箱主体进行语音信息交互时，需要在扩展器输出一唤醒语音指令数据，并通过PLC通信通道传输至所述智能音箱。所述第二PLC模块接收到该唤醒语音指令数据后，对该唤醒语音指令数据进行解调制，并将解调后的唤醒语音指令数据发送至主控模块，所述解调后的唤醒语音指令数据为以太网封装格式。主控模块对该唤醒语音指令数据进行以太网解封装，获取到解封装后的唤醒语音指令数据。当主控模块的唤醒单元侦测到唤醒语音指令数据后，并识别唤醒语音指令，输出一唤醒指令至所述主CPU单元。所述主CPU单元接收到该唤醒指令后，唤醒主CPU使主CPU处于工作状态。

本发明的一具体实施例所述主CPU单元具体包括数字模拟转换次单元和麦克风次单元。在所述数字模拟转换次单元中，将所述唤醒语音指令数据进行数字模拟信号转换，转换为模拟的唤醒语音指令数据，并输出至所述麦克风次单元。通过所述麦克风次单元，将模拟的唤醒语音指令数据输出至唤醒单元。所述唤醒单元识别该唤醒语音指令，输出一唤醒指令所述主CPU单元。所述主CPU单元接收到该唤醒指令后，启动工作模式。通过该技术方案，所述音箱主体通过麦克风次单元输出唤醒指令到唤醒单元，可以兼容在音箱主体的麦克风次单元输出唤醒指令以唤醒主CPU的技术方案，使所述音箱主体的应用更广泛。

当所述主CPU单元启动工作模式后，扩展器与音箱主体之间通过PLC通信通道可进行语音数据通信。具体地，所述扩展器输出一语音信息通过PLC通信通道传输至所述音箱主体。所述音箱主体的第二PLC模块对所述语音信息进行解调制，并将解调后的语音信息输入至所述主控模块，解调后的语音信息为以太网封装格式。所述主控模块对所述解调后的语音信息进行以太网解封装，获取到语音信息，并对所述语音信息进行处理，生产一反馈语音信息。所述主控模块对所述反馈语音信息进行以太网封装，将封装后的反馈语音信息发送至所述第二PLC模块。所述第二PLC模块对所述反馈语音信息进行调制，并将调制后的反馈语音信息通过PLC通信通道发送至扩展器。

根据该技术方案，音箱主体与扩展器通过PLC通信通道进行语音数据通信，由于电力线通信的固有特点，可以实现在不变更现有家庭电气布局的条件下实现通信网络扩展和分布式应用实现，为智能音箱扩展出更多更灵活的扩展器，实现家居环境下全方位的语音实时的交互体验；而且PLC网络连接稳定，充分发挥智能音箱的智能交互功能。

如图3所示，根据本发明的一个实施例，一种智能音箱的多点交互方法，所述方法包括：

S301、多个智能音箱的扩展器分别发送语音信息至智能音箱的音箱主体，所述各语音信息包括各扩展器的网络地址；

S302、所述音箱主体接收所述各语音信息，获取并存储各扩展器的网络地址；

S303、所述音箱主体根据各扩展器的网络地址，将各语音信息排入缓存队列；

S304、所述音箱主体对缓存队列中的各语音信息依次处理，并输出各反馈语音信息至各扩展器，所述各反馈语音信息包括各扩展器的网络地址。

智能音箱包括音箱主体和若干扩展器。基于PLC通信的以太网特性，每一个智能音箱的扩展器都单独的网络地址。该网络地址能够被智能音箱的音箱主体识别。多个扩展器分别发送语音信息至所述音箱主体，所述各语音信息包括各扩展器的网络地址。音箱主体接收到各扩展器发送的各语音信息，对各语音信息进行解析，获取并存储各扩展器的网络地址。所述音箱主体根据各扩展器的网络地址，将各语音信息进入缓存队列。所述音箱主体对缓存队列中的各语音信息依次处理。根据各语音信息，生成各反馈语音信息，所述各反馈语音数据信号包括各扩展器的网络地址，并输出各反馈语音数据信号至各扩展器。

根据该技术方案，智能音箱的音箱主体支持多个智能音箱的扩展器接入，基于PLC以太网协议，音箱主体能自动识别不同的扩展器，音箱主体和扩展器的交互功能可以无缝切换，实现多个扩展器同时语音交互的功能，给用户带来更好的体验效果。

综上所述，本发明实现了为智能音箱的音箱主体扩展若干个扩展器，实现音箱主体和扩展器间全方位的语音实时交互功能。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不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 (10)

1.一种智能音箱的扩展器，其特征在于，包括声音输入输出模块，连接在所述声音输入输出模块上的数据处理模块，以及连接在所述数据处理模块上的第一PLC模块，其中

所述声音输入输出模块用以接收一语音信息或播放一反馈语音信息；

所述数据处理模块用以将所述语音信息处理成适合PLC传输协议传输的数据包，或者将经过PLC传输过来的数据包转化为所述反馈语音信息；

所述第一PLC模块用以将所述数据处理模块处理的数据包进行对外传输或将一外部数据包传输给所述数据处理模块。

2.如权利要求1所述的智能音箱的扩展器，其特征在于，所述声音输入输出模块具体包括：

麦克风单元，用于接收所述语音信息；

扬声器单元，用于播放所述反馈语音信息。

3.如权利要求2所述的智能音箱的扩展器，其特征在于，所述声音输入输出模块具体还包括模拟数字转化单元，与所述麦克风单元连接，用于将所述语音信息进行模拟数字信号转换，并将转换后的语音信息的数字信号发送至所述数据处理模块。

4.如权利要求3所述的智能音箱的扩展器，其特征在于，所述数据处理模块具体包括一数字模拟转化单元，用于将所述反馈语音信息进行数字模拟信号转换，并将转换后的反馈语音信息的模拟信号发送至所述扬声器单元。

5.如权利要求4所述的智能音箱的扩展器，其特征在于，所述声音输入输出模块还包括放大器单元，与所述扬声器单元连接，用于将所述反馈语音信息的模拟信号进行放大增益，并输出至所述扬声器单元。

6.一种智能音箱，其特征在于，所述智能音箱包括音箱主体，和若干如权利要求1所述的智能音箱的扩展器，其中，

所述音箱主体包括第二PLC模块，用以将数据包经过PLC传输至所述扩展器，或者接收来自所述扩展器的外部数据包。

7.如权利要求6所述的智能音箱，其特征在于，所述音箱主体还包括主控模块，与所述第二PLC模块连接，用以生成一反馈语音信息，并将所述反馈语音信息处理成适合PLC传输协议传输的数据包，或者将经过所述第二PLC模块传输过来的数据包转化为语音信息。

8.如权利要求7所述的智能音箱，其特征在于，所述主控模块具体包括主CPU单元和唤醒单元，其中，

所述唤醒单元，用于侦测并识别所述智能音箱的扩展器发送的唤醒语音指令数据，输出一唤醒指令至所述主CPU单元，使所述主CPU单元处于工作状态。

9.如权利要求8所述的智能音箱，其特征在于，所述主CPU单元具体包括数字模拟转换次单元和麦克风次单元，

所述数字模拟转换次单元，用于将所述唤醒语音指令数据进行数字模拟信号转换，并输出至所述麦克风次单元；

所述麦克风次单元，用于将模拟的唤醒语音指令数据输出至唤醒单元。

10.一种如权利要求6-9任一所述的智能音箱的多点交互方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、多个智能音箱的扩展器分别发送语音信息至智能音箱的音箱主体，所述各语音信息包括各扩展器的网络地址；

S2、所述音箱主体接收所述各语音信息，获取并存储各扩展器的网络地址；

S3、所述音箱主体根据各扩展器的网络地址，将各语音信息排入缓存队列；

S4、所述音箱主体对缓存队列中的各语音信息依次处理，并输出各反馈语音信息至各扩展器，所述各反馈语音信息包括各扩展器的网络地址。