CN108806683A - 一种基于智能音箱的路由器功率调节方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于无线路由器功率调节技术领域，具体涉及一种基于智能音箱的路由器功率调节方法及系统。其中，基于智能音箱的路由器功率调节方法，包括以下步骤：S1、接收一语音输入；S2、对所述语音进行语义识别以获取功率调节指令，并根据功率调节指令确定目标功率；S3、将所述目标功率发送至无线路由器以调节其功率至目标功率。本发明基于智能音箱的路由器功率调节方法将无线路由器与智能音箱相结合，智能音箱获取用户发出的路由器功率调节指令信息，并将调节指令信息转化为目标功率，接着将目标功率发送至无线路由器，无线路由器端接收目标功率并根据目标功率进行功率调节，实现语音智能调节路由器功率的效果。

Description

一种基于智能音箱的路由器功率调节方法及系统

技术领域

本发明属于无线路由器功率调节技术领域，具体涉及一种基于智能音箱的路由器功率调节方法及系统。

背景技术

无线路由器是带有无线覆盖功能的路由设备。终端设备尤其是移动终端设备通常可以利用无线路由器提供的无线覆盖功能接入网络。无线路由器在加电启动或者热启动后，通常会按照预定的发射功率进行工作，即无线路由器按照预定的发射功率实现无线覆盖功能。

传统的无线路由器都是采用固定的基带输出，固定增益的功率放大器，来得到固定的发射功率。如标称发射功率为22dbm的无线路由器，其内部结构为：无线发射功率基带输出功率为-7dbm，板载无线功率放大器增益为32db，线路衰减为3db，输出结果为：Pout＝基带输出功率+功放增益-线路衰减＝-7dbm+32db-3db＝22dbm。

首先，这种发射原理的无线路由器永远保持预设的发射功率，效率低且耗能。其次，这种发射原理的无线路由器不能灵活适应各种传输的场合，例如：用户A住的是70平米的房子，用户B住的是100平米的房子，用户C住的是2层楼的别墅，同一款无线路由器对于A、B、C三位用户来讲，其发射功率也许刚好适合用户B的100平米的房子，那么它对于用户A的70平米的房子来说是多余，但对于用户C的2层楼别墅来讲又有半层无法覆盖。

基于传统的无线路由器存在的上述不足之处，现有无线路由器的功能得以完善，其发射功率通常是可以调节的；一种具体的调节方式为：在终端设备(如移动终端设备)的浏览器的地址栏中输入无线路由器的访问地址(如192.168.1.1)，用户在该访问地址对应的页面中点击高级设置，之后，输入用户名(如admin)和密码(如admin)，从而可以登录到无线路由器的后台管理页面；进入该后台管理页面中的发射功率选项，该选项中显示出的发射功率为无线路由器当前的发射功率，在发射功率的输入栏中填入新的百分比数值，以修改无线路由器的发射功率，从而无线路由器会按照该修改后的发射功率进行工作。另一种具体的调节方式为：在终端设备上下载对应无线路由器的App，通过App注册、登陆以及无线路由器的绑定，点击App上的功率调节选项，选择穿墙模式、正常模式和健康模式中的一种，从而无线路由器会按照所选择模式下的发射功率进行工作。上述两种调节方式操作比较繁琐，用户体验不佳。

另外，无线路由器发射的无线信号在穿越墙壁后，信号会衰减严重，导致信号品质差，数据传输慢，影响用户使用，用户希望无线路由器可以增加输出功率，增强信号品质。用户在近距离使用无线时，则希望无线路由器的输出功率可以降低，减少信号的辐射能量。然而，在一般情况下，无线芯片的输出功率都是固定输出的功率值，不能够做到智能化调节无线路由器的输出功率。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种基于智能音箱的路由器功率调节方法及系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，包括以下步骤：

S1、接收一语音输入；

S2、对所述语音进行语义识别以获取功率调节指令，并根据功率调节指令确定目标功率；

S3、将所述目标功率发送至无线路由器以调节其功率至目标功率。

作为优选方案，所述功率调节指令包括功率调大指令和功率调小指令。

作为优选方案，所述步骤S2包括：

S21、统计预设时间段内获取功率调大指令的次数n和功率调小指令的次数m；

S22、计算预期目标功率，预期目标功率的计算公式为：a+(n-m)×k；其中，k为预设的每次功率调节定值，a为当前的路由器功率；

S23、将预期目标功率与最大功率阈值、最小功率阈值进行比较，根据比较结果确定目标功率。

作为优选方案，所述步骤S23具体包括：

若预期目标功率大于最大功率阈值，则以最大功率阈值作为目标功率；

若预期目标功率小于最小功率阈值，则以最小功率阈值作为目标功率；

其它比较结果，则以预期目标功率作为目标功率。

作为优选方案，所述功率调节指令还包括调节至期望功率指令；相应地，所述步骤S2还包括：判断调节至期望功率指令中的期望功率是否在功率可调区间内；若期望功率处于功率可调区间内，则期望功率作为目标功率。

作为优选方案，若期望功率处于功率可调区间之外，则提示错误。

作为优选方案，所述功率调节指令还包括最大功率调节指令和最小功率调节指令；若功率调节指令为最大功率调节指令，则最大功率作为目标功率；若功率调节指令为最小功率调节指令，则最小功率作为目标功率。

作为优选方案，所述步骤S1之后还包括：将所述语音发送至一服务器，所述服务器对语音进行识别以实现身份认证；若身份认证通过，则转至步骤S2。

作为优选方案，所述步骤S2还包括：对所述目标功率进行编码；相应地，所述步骤S3包括：无线路由器接收经过编码的目标功率，并对经过编码的目标功率进行解码。

本发明还提供一种基于智能音箱的路由器功率调节系统，包括：

语音输入模块，设于所述智能音箱，用于接收一语音输入；

语音识别模块，用于对所述语音进行语义识别以获取功率调节指令；

目标功率确定模块，用于根据功率调节指令确定目标功率；

功率调节模块，用于根据目标功率调节无线路由器的功率至目标功率。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明基于智能音箱的路由器功率调节方法和系统，将无线路由器与智能音箱相结合，智能音箱获取用户发出的路由器功率调节指令信息，并将调节指令信息转化为目标功率，接着将目标功率发送至无线路由器，无线路由器端接收目标功率并根据目标功率进行功率调节，实现语音智能调节路由器功率的效果。

附图说明

图1是本发明实施例基于智能音箱的路由器功率调节方法的流程图；

图2是本发明实施例基于智能音箱的路由器功率调节系统的结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，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。

如图1所示，本发明实施例的基于智能音箱的路由器功率调节方法，包括以下步骤：

S1、接收一语音输入；具体地，智能音箱通过手机APP进行绑定，并将智能音箱与无线路由器进行无线通信连接，优选为Wifi连接。通过智能音箱上的麦克风接收用户的语音输入。

S2、对语音进行语义识别以获取功率调节指令，并根据功率调节指令确定目标功率。

具体地，通过智能音箱的系统对用户的语音进行语义识别，根据语义识别的结果获得功率调节指令；其中，采用机器学习的方法识别人声，采用的框架是谷歌的tensorflowLite框架，该框架跟它的名字一样具有小巧的特点。在保证精度的同时，框架的大小只有300KB左右，且经过压缩后产生的模型是tensorflow模型的四分之一；因此，tensorflowLite框架比较适合在客户端上使用，故而将其应用在本实施例的智能音箱上。为了提高人声的识别率，需要提取音频特征作为机器学习框架的输入样本，本实施例使用的特征提取算法是基于人耳听觉机理的梅尔倒频谱算法；由于在智能音箱上使用人声识别比较耗时，因此，智能音箱的系统构造上需要进行以下优化：

(1)指令集加速：由于算法有大量的加法和乘法矩阵运算，因此引入ARM指令集，做多指令集优化，加速运算；

(2)多线程加速：将音频拆分为多个片段，采用多线程并行处理；

(3)模型加速：选用支持NEON优化的模型，并预加载模型减少预处理时间；

(4)算法加速：I)降低音频采样率；II)选取人声频段(20hz～20khz)，剔除非人声频段；III)合理分窗和切片，防止过度计算；IV)静音检测，减少不必要的时间片段。

本实施例的人声识别方法，具备以下功能：

音视频质量分析：判断是否存在人声，通话无声，啸叫声，背景杂音等现象。

识别特定声音：识别是否是某人的特定声音，用于声音解锁，远程身份认证等。

识别情绪：用于判断说话者的情绪和状态等，声纹结合内容和情感信息的结合可以有效阻止声纹假冒和人身胁迫。

识别性别：可以识别是男声还是女声。

人声识别分为训练和预测两个部分。训练指的是生成预测模型，预测是利用模型产生预测结果。训练的过程，分为以下三个部分：

(1)基于梅尔倒频谱算法，提取声音特征，并将其转换成频谱图片。具体地，输入声音文件，解析成原始的声音数据(时域信号)；通过短时傅里叶变换，加窗分帧将时域信号转变为频域信号；通过梅尔频谱变换，将频率转换成人耳能感知的线性关系；通过梅尔倒谱分析，采用DCT变换将直流信号分量和正弦信号分量分离；提取声音频谱特征向量，将向量转换成图像。

(2)将人声频谱作为正样本，动物声音和杂音等非人声作为负样本，交由Inception-v3模型训练。

(3)当训练模型收敛时，即可生成端上可使用的预测模型；然后经过tensorflow提供的toco工具生成lite模型，该模型可以直接在智能音箱上使用tensorflowLite框架调用。

因此，对声音文件使用梅尔倒频谱算法提取特征，并生成预测图片；之后使用训练产生的lite模型即可预测，预测结果为功率调节指令。

功率调节指令包括功率调大指令、功率调小指令、调节至期望功率指令、最大功率调节指令和最小功率调节指令。

当功率调节指令为功率调大指令和功率调小指令时，其根据功率调节指令确定目标功率的步骤包括：

S21、统计预设时间段内获取功率调大指令的次数n和功率调小指令的次数m；

S22、计算预期目标功率，预期目标功率的计算公式为：a+(n-m)×k；其中，k为预设的每次功率调节定值，a为当前的路由器功率；

S23、将预期目标功率与最大功率阈值、最小功率阈值进行比较，根据比较结果确定目标功率；若预期目标功率大于最大功率阈值，则以最大功率阈值作为目标功率；若预期目标功率小于最小功率阈值，则以最小功率阈值作为目标功率；其它比较结果，即预期目标功率位于最大功率阈值与最小功率阈值之间(包括最大功率阈值与最小功率阈值)，则以预期目标功率作为目标功率；。

例如，功率调节采用发送数值为总功率百分比的方法，路由器接收端提供接收的接口为数字0-100，代表当前的功率占路由器最大发送功率的百分比。路由器初始配置为最大功率，智能音箱通过发送0-100这101个数值调节路由器的无线发射功率。

具体的，功率调大的操作为：记录1分钟之内接收到功率调大指令的次数为n，目标功率对应的数值为b；首先判断数值(a+(n-0)×10)是否大于最大功率阈值100；如果数值(a+(n-0)×10)大于100，则确定目标功率b＝100；如果数值(a+(n-0)×10)小于或等于100，则确定目标功率b＝(a+(n-0)×10)；其中，每次功率调节定值k＝10，还可以为其它值，可根据实际需求进行自由设置。

功率调小的操作为：记录1分钟之内接收到功率调小指令的次数为m，目标功率对应的数值为b；首先判断数值(a+(0-m)×10)是否小于最小功率阈值25；如果数值(a+(0-m)×10)小于25，则确定目标功率b＝25；如果数值(a+(0-m)×10)大于或等于25，则确定目标功率b＝(a+(0-m)×10)。

当预设时间内包括功率调大和功率调小的操作为：记录1分钟之内接收到功率调大指令的次数n和功率调小指令的次数为m，目标功率对应的数值为b；首先将数值(a+(n-m)×10)与最小功率阈值25和最大功率阈值100进行比较；如果数值(a+(n-m)×10)小于25，则确定目标功率b＝25；如果数值(a+(n-m)×10)大于100，则确定目标功率b＝100；如果是其它判断结果，则确定目标功率b＝(a+(n-m)×10)。

其中，最小功率阈值的设定方法可以为：保证3m范围内的手机与路由器的连接质量为满格的路由器功率值假如为c，保证测试5米以外信号为非满格的路由器功率值假设为d，取(c+d)/2并四舍五入取整的值为最小功率阈值。

当功率调节指令为调节至期望功率指令时，相应地，步骤S2还包括：判断调节至期望功率指令中的期望功率是否在功率可调区间内；若期望功率处于功率可调区间内，则期望功率作为目标功率；若期望功率处于功率可调区间之外，则提示错误，以提醒用户需要重新进行语音输入。其中，功率可调区间为[0，100]。

当功率调节指令为最大功率调节指令时，则最大功率作为目标功率，便于快速调节无线路由器的无线发射功率至最大功率，从而快速扩大信号的覆盖范围。

当功率调节指令为最小功率调节指令时，则最小功率作为目标功率，便于快速调节无线路由器的无线发射功率至最小功率，从而达到减少辐射，绿色节能，降低蹭网可能性。

当确定目标功率后，对目标功率进行编码，以便将目标功率发送至无线路由器；

S3、将编码后的目标功率发送至无线路由器以调节其功率至目标功率。具体地，无线路由器接收编码后的目标功率，对其进行解码，然后根据目标功率调节无线路由器的无线发射功率至目标功率。

优选地，步骤S1之后还可以包括：将语音发送至云服务器，云服务器对语音进行识别以实现身份认证；若身份认证通过，则转至步骤S2。

具体地，如果当前网络较差，云服务器过载时；可以直接在智能音箱上实现人声识别功能后获取目标功率，目标功率经过编码后通过TCP/IP协议传输给无线路由器，无线路由器对编码后的目标功率进行解码以获取目标功率，然后调用路由器功率调节模块根据目标功率调节无线路由器的无线发射功率。

如果云服务器正常，可以对获取的人声识别上传到云服务器，进行大数据分析及深度学习，如：对特定声音，性别不同，特定情绪和状态，通过声纹结合内容和情感信息的结合可以有效阻止声纹假冒和人身胁迫，从而进行身份认证。

本发明实施例基于智能音箱的路由器功率调节方法，将无线路由器与智能音箱相结合，智能音箱获取用户发出的路由器功率调节指令信息，并将调节指令信息转化为目标功率，接着将目标功率发送至无线路由器，无线路由器接收目标功率并根据目标功率进行功率调节，实现语音智能调节路由器功率的效果；用户体验佳。

本发明实施例还提供一种基于智能音箱的路由器功率调节系统，对应于上述实施例的路由器功率调节方法。具体地，如图2所示，路由器功率调节系统包括：

语音输入模块，设于智能音箱，用于接收用户的语音输入；

语音识别模块，设于智能音箱，与语音输入模块连接，用于对语音进行语义识别以获取功率调节指令；

目标功率确定模块，设于智能音箱，与语音识别模块连接，用于根据功率调节指令确定目标功率；

编码模块，设于智能音箱，编码模块与目标功率确定模块、智能音箱端通讯模块连接，用于对待发送的目标功率进行编码，以便将目标功率发送至无线路由器。

智能音箱端通讯模块，用于将目标功率发送至无线路由器；通讯模块包括WIFI子模块和互联网子模块；

无线路由器端通讯模块，用于接收智能音箱端发送的目标功率；通讯模块包括WIFI子模块和互联网子模块；无线路由器端通讯模块与智能音箱端通讯模块之间通过WIFI连接；

解码模块，设于无线路由器，解码模块与无线路由器端通讯模块，用于对接收的编码后的目标功率进行解码以获取目标功率；

功率调节模块，设于无线路由器，与解码模块连接，用于根据目标功率调节无线路由器的功率至目标功率。

云服务器，云服务器与智能音箱、无线路由器通过各自的互联网子模块连接，云服务器对智能音箱发送的语音进行识别以实现身份认证。

其中，目标功率确定模块包括依次连接的统计子模块、计算子模块、比较子模块和判定子模块。

统计子模块用于统计预设时间段内获取功率调大指令的次数n和功率调小指令的次数m；

计算子模块用于计算预期目标功率，预期目标功率的计算公式为：a+(n-m)×k；其中，k为预设的每次功率调节定值，a为当前的路由器功率；

比较子模块，用于将预期目标功率与最大功率阈值、最小功率阈值进行比较以获取比较结果；

判定子模块，用于根据比较结果确定目标功率。若预期目标功率大于最大功率阈值，则判定子模块以最大功率阈值作为目标功率；若预期目标功率位于最大功率阈值与最小功率阈值之间，则判定子模块以预期目标功率作为目标功率；若预期目标功率小于最小功率阈值，则判定子模块以最小功率阈值作为目标功率。

另外，比较子模块还用于比较期望功率是否在功率可调区间内；相应地，若期望功率处于功率可调区间内，则判定子模块以期望功率作为目标功率；若期望功率处于功率可调区间之外，则判定子模块提示错误，以提醒用户需要重新进行语音输入。当功率调节指令为最大功率调节指令时，则判定子模块以最大功率作为目标功率；当功率调节指令为最小功率调节指令时，则判定子模块以最小功率作为目标功率。

本发明实施例的基于智能音箱的路由器功率调节系统，将无线路由器与智能音箱相结合，智能音箱获取用户发出的路由器功率调节指令信息，并将调节指令信息转化为目标功率，接着将目标功率发送至无线路由器，无线路由器接收目标功率并根据目标功率进行功率调节，实现语音智能调节路由器功率的效果。

作为优选实施例，路由器功率调节系统还包括负载判断模块，用于判断云服务器负载是否正常；具体地，如果当前网络较差，云服务器过载时；可以直接在智能音箱上实现人声识别功能后获取目标功率，目标功率经过编码后通过TCP/IP协议传输给无线路由器，无线路由器对编码后的目标功率进行解码以获取目标功率，然后调用路由器功率调节模块根据目标功率调节无线路由器的无线发射功率。

如果云服务器正常，可以对获取的人声识别上传到云服务器，进行大数据分析及深度学习，如：对特定声音，性别不同，特定情绪和状态，通过声纹结合内容和情感信息的结合可以有效阻止声纹假冒和人身胁迫，从而进行身份认证。

作为优选实施例，可以将云服务器省略，直接由智能音箱与无线路由器进行交互，无需云服务器的身份认证，也可以由智能音箱进行身份认证。

作为优选实施例，还可以将解码模块和编码模块省略，通过通信技术直接将目标功率信息由智能音箱发送至无线路由器。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、接收一语音输入；

S2、对所述语音进行语义识别以获取功率调节指令，并根据功率调节指令确定目标功率；

S3、将所述目标功率发送至无线路由器以调节其功率至目标功率。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，其特征在于，所述功率调节指令包括功率调大指令和功率调小指令。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、统计预设时间段内获取功率调大指令的次数n和功率调小指令的次数m；

S22、计算预期目标功率，预期目标功率的计算公式为：a+(n-m)×k；其中，k为预设的每次功率调节定值，a为当前的路由器功率；

S23、将预期目标功率与最大功率阈值、最小功率阈值进行比较，根据比较结果确定目标功率。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，其特征在于，所述步骤S23具体包括：

若预期目标功率大于最大功率阈值，则以最大功率阈值作为目标功率；

若预期目标功率小于最小功率阈值，则以最小功率阈值作为目标功率；

其它比较结果，则以预期目标功率作为目标功率。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，其特征在于，所述功率调节指令还包括调节至期望功率指令；相应地，所述步骤S2还包括：判断调节至期望功率指令中的期望功率是否在功率可调区间内；若期望功率处于功率可调区间内，则期望功率作为目标功率。

6.根据权利要求5所述的一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，其特征在于，若期望功率处于功率可调区间之外，则提示错误。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，其特征在于，所述功率调节指令还包括最大功率调节指令和最小功率调节指令；若功率调节指令为最大功率调节指令，则最大功率作为目标功率；若功率调节指令为最小功率调节指令，则最小功率作为目标功率。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，其特征在于，所述步骤S1之后还包括：将所述语音发送至一服务器，所述服务器对语音进行识别以实现身份认证；若身份认证通过，则转至步骤S2。

9.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于智能音箱的路由器功率调节方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：对所述目标功率进行编码；相应地，所述步骤S3包括：无线路由器接收经过编码的目标功率，并对经过编码的目标功率进行解码。

10.一种基于智能音箱的路由器功率调节系统，其特征在于，包括：

语音输入模块，设于所述智能音箱，用于接收一语音输入；

语音识别模块，用于对所述语音进行语义识别以获取功率调节指令；

目标功率确定模块，用于根据功率调节指令确定目标功率；

功率调节模块，用于根据目标功率调节无线路由器的功率至目标功率。