CN109360569A - 一种家庭语音控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家庭语音控制系统及其方法，该系统包括：麦克风、语音识别模块、控制器、通信模块和设定数目个带有通信模块的电器；麦克风，与语音识别模块相连接，用于接收外部用户的语音信息；语音识别模块，与控制器相连接，用于对接收的语音信息进行预处理、频谱分析、提取特征，并与预设关键词匹配，得到满足预设条件的匹配项，将匹配项作为最优识别结果，发送最优识别结果至控制器；控制器，与电器通过通信模块相连接，用于接收到最优识别结果之后根据最优识别结果确定待控制电器及对应的控制指令，根据控制指令控制对应待控制电器执行控制指令对应的操作。采用上述系统或方法能精确识别用户的语音信息，进而准确控制电器执行相应操作。

Description

一种家庭语音控制系统及其方法

技术领域

本发明涉及智能家电控制技术领域，具体涉及一种家庭语音控制系统及其方法。

背景技术

近些年人们一直致力于实现智能语音识别。智能语音识别技术能应用于各个领域中。随着科技的发展，越来越多的智能语音识别进入到人们的生活中。越来越多的家用电器具有语音控制的功能。但是现有技术中的带有语音识别功能的家用电器只能实现简单语音控制，在语音识别过程中只能进行粗糙简单的识别，导致经常出现对用户语音识别出现错误的情况，进而对电器进行了错误的控制，语音识别精度低，导致用户产品体验差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种家庭语音控制系统及其方法。解决了现有语音识别精度低的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种家庭语音控制系统，包括：

麦克风、语音识别模块、控制器、通信模块和设定数目个带有通信模块的电器；

所述麦克风，与所述语音识别模块相连接，用于接收外部用户的语音信息；

所述语音识别模块，与所述控制器相连接，用于对接收的所述语音信息进行预处理、频谱分析、提取特征，并与预设关键词匹配，得到满足预设条件的匹配项，将所述匹配项作为最优识别结果，发送所述最优识别结果至所述控制器；

所述控制器，与所述电器通过所述通信模块相连接，用于接收到所述最优识别结果之后根据所述最优识别结果确定待控制电器及对应的控制指令，根据所述控制指令控制对应所述待控制电器执行所述控制指令对应的操作。

可选的，还包括：

与所述语音识别模块相连接的LED指示灯，用于提示语音识别是否成功。

可选的，所述提示语音识别是否成功具体包括：

当所述LED指示灯闪烁时代表语音识别成功。

可选的，所述LED指示灯还用于提示所述语音识别模块是否通电正常。

可选的，所述提示所述语音识别模块是否通电正常具体包括：

当所述LED指示灯常亮时代表所述语音识别模块通电正常。

可选的，所述麦克风还用于接收用户发送的请求启动指令。

可选的，所述语音识别模块还用于接收所述麦克风发送的请求启动指令，根据所述请求启动指令开启语音识别功能。

可选的，还包括：电源模块，分别与所述麦克风、所述语音识别模块、所述控制器、所述通信模块相连接，用于为所述麦克风、所述语音识别模块、所述控制器、所述通信模块供电。

可选的，所述语音识别模块为LD3320模块。

一种家庭语音控制方法，所述方法适用于上述所述的家庭语音控制系统，所述方法包括：

获取语音识别模块发送的最优识别结果；所述最优识别结果由所述语音识别模块根据麦克风发送的由语音信息得到；所述语音信息由用户发送至所述麦克风；

根据所述最优识别结果确定待控制电器及对应的控制指令；

根据所述控制指令控制对应所述待控制电器执行所述控制指令对应的操作。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请中公开了一种家庭语音控制系统，包括麦克风、语音识别模块、控制器、通信模块和设定数目个带有通信模块的电器；其中，通过麦克风接收用户发送的语音信箱，并将该语音信息发送给语音识别模块，语音识别模块根据该语音信息进行预处理、频谱分析、提取特征，并与预设关键词匹配，得到满足预设条件的匹配项，将所述匹配项作为最优识别结果，发送所述最优识别结果至所述控制器；控制器在接收到最优识别结果后根据该最优识别结果确定带控制电器及对应的控制指令，根据控制指令控制对应的待控制电器执行对应操作。通过对用户发送的语言信息进行预处理、频谱分析、提取特征，并与预设关键词匹配，得到满足预设条件的匹配项，将所述匹配项作为最优识别结果等相关处理，能确保精确识别用户的语音信息，对用户发送的语音信息进行准确识别，进而准确控制电器执行相应操作，电器控制效率高，极大地提高了用户产品体验。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1是本发明一实施例提供的家庭语音控制系统结构图；

图2是本发明一实施例提供的家庭语音控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明一实施例提供的家庭语音控制系统结构图。参见图1，一种家庭语音控制系统，包括：

麦克风101、语音识别模块102、控制器103、通信模块104和设定数目个带有通信模块的电器105；

所述麦克风101，与所述语音识别模块102相连接，用于接收外部用户的语音信息；

所述语音识别模块102，与所述控制器103相连接，用于对接收的所述语音信息进行预处理、频谱分析、提取特征，并与预设关键词匹配，得到满足预设条件的匹配项，将所述匹配项作为最优识别结果，发送所述最优识别结果至所述控制器103；

所述控制器103，与所述电器105通过所述通信模块104相连接，用于接收到所述最优识别结果之后根据所述最优识别结果确定待控制电器及对应的控制指令，根据所述控制指令控制对应所述待控制电器执行所述控制指令对应的操作。

其中，更进一步地，上述语音识别模块为LD3320模块。LD3320模块上具有高精度的A/D和D/A接口，省去了外接辅助Flash和RAM的空间，直接就可以实现语音识别、人机对话等功能。并且识别列表中的关键词语受用户支配，可以自有修改。其中，语音识别LD3320模块主要特色功能：1)非特定人语音识别技术：不需要用户进行录音训练；2)关键词列表可以由使用者自己添加并且动态编辑：只要把要修改的识别指令所对应的编码写进芯片，新的指令就可以在程序烧录后生效。比如用户在编程中，可以简单地通过寄存器，把“你是谁”此类的关键词所对应的代码写入芯片，这样就已经设置完成可以进行识别了；3)单芯片，低沉本：没有外接的辅助Flash和RAM，大大降低了系统成本。4)内含有高精度的A/D和D/A通道：没有外接的A/D芯片，用户焊接的时候，把麦克风接在芯片的AD引脚上，就可以完成语音信号的传输；5)语音识别的高精确度和实用的语音识别效果；6)具备可修改的50条关键词语条：LD3320支持最多50条关键词语的识别，使用者可以依据不同功能来修改词条，还能随时编辑和更新词条的内容。

总体来说，LD3320模块的电路，可以分为8个部分。它们分别是LD3320的电源部分、状态信号指示灯部分、外围部分、外部晶体振荡器部分、麦克风信号处理部分、去耦合滤波部分、解码音频去直流成分部分、功能引针输出部分。语音识别模块对电源的要求较高，由LM1117-3.3V为语音识别系统供电，电感、电容为供电进行滤波。RSTB是LD3320模块的复位引脚，将其连接到控制器，用于复位控制。LD3320模块支持并行数据通信和串行数据通信，考虑到对主控I/O资源占用问题，所以选用串行通信方式进行数据传送和控制。LD3320模块的MD引脚通过上拉电阻钳位为高电平。SPI总线的SDI、SDO、SDCK和SCS引脚连接到主控芯片对应引脚。INTB为中断信号引脚，当芯片遇到识别结果输出或者是内部音频文件解码完成等状态，该引脚会输出相对应的电平状态来通知主控。MBS引脚作为麦克风偏置电压输入，连接了电阻-电容电路(RC电路)，保证产生一个浮动电压供给麦克风信号。

更进一步地，本申请中的控制器采用8051系列单片机中的STC12C5A60S2单片机。

更进一步地，上述无线通信模块可以为蓝牙模块或wifi模块。其中，无线通信模块的选择可以根据用户的需求提前选定，只要能够实现通信功能即可。

其中，本申请中语音控制系统中还包括：电源模块，分别与所述麦克风、所述语音识别模块、所述控制器、所述通信模块相连接，用于为所述麦克风、所述语音识别模块、所述控制器、所述通信模块供电。本系统采用3.3V供电，主要控制及识别部分采用LM1117-3.3稳压芯片。

更进一步地，在上述语音控制系统的基础上，本申请中系统还包括：与所述语音识别模块相连接的LED指示灯，用于提示语音识别是否成功；当所述LED指示灯闪烁时代表语音识别成功。当所述LED指示灯常亮时代表语音识别模块通电正常。

采用上述语音控制系统能够根据通过LD3320模块对用户的语音信息进行准备识别，极大地提高电器的控制效率。同时该系统中的LED指示灯还可以提示识别是否成功，系统是否通电正常，以此能对本申请中语音控制系统进行检测，可以获知系统是否正常运行，为系统正常运行提供了检测功能，能够及时获知系统的运行状态，若出现损失，可及时提醒维修。

同时，在上述实施例的基础上，本申请中的语音控制系统语音识别模块还用于接收所述麦克风发送的请求启动指令，根据所述请求启动指令开启语音识别功能。例如：设置一个一级口令：通信二班常俣铖，作为请求启动指令。这相当于加了个保险环节：只有在说出一级口令后，再次说出家电的执行指令，系统才会进行语音识别操作。

采用上述请求启动指令的识别过程，能够更进一步地提升本申请的语音识别的准确度，避免因正常沟通过程中不小心触发本申请系统进行语音识别功能。

对应于本发明实施例提供的一种家庭语音控制系统，本发明实施例还提供一种家庭语音控制方法。请参见下文实施例。

图2是本发明一实施例提供的家庭语音控制方法流程图。参见图2，一种家庭语音控制方法，所述方法适用于上述所述的家庭语音控制系统，所述方法包括：

步骤101：获取语音识别模块发送的最优识别结果；所述最优识别结果由所述语音识别模块根据麦克风发送的由语音信息得到；所述语音信息由用户发送至所述麦克风；

步骤102：根据所述最优识别结果确定待控制电器及对应的控制指令；

步骤103：根据所述控制指令控制对应所述待控制电器执行所述控制指令对应的操作。

本申请语音识别方法以LD3320模块为核心部件，选用STC12LE5A60S2单片机控制LD3320内部寄存器来实现语音识别和对用电器的控制。系统通电后，麦克风会把接收到的声音传送至LD3320模块进行频谱分析，得出语音的特征，然后与设置好的关键词列表中进行匹配，找出得分最高的关键词作为识别结果输出，最后根据接收到的语音识别结果去控制相应的用电器。

采用上述语音识别方法能够确保精确识别用户的语音信息，对用户发送的语音信息进行准确识别，进而准确控制电器执行相应操作，电器控制效率高，极大地提高了用户产品体验。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种家庭语音控制系统，其特征在于，包括：

麦克风、语音识别模块、控制器、通信模块和设定数目个带有通信模块的电器；

所述麦克风，与所述语音识别模块相连接，用于接收外部用户的语音信息；

所述语音识别模块，与所述控制器相连接，用于对接收的所述语音信息进行预处理、频谱分析、提取特征，并与预设关键词匹配，得到满足预设条件的匹配项，将所述匹配项作为最优识别结果，发送所述最优识别结果至所述控制器；

所述控制器，与所述电器通过所述通信模块相连接，用于接收到所述最优识别结果之后根据所述最优识别结果确定待控制电器及对应的控制指令，根据所述控制指令控制对应所述待控制电器执行所述控制指令对应的操作。

2.根据权利要求1所述的家庭语音控制系统，其特征在于，还包括：

与所述语音识别模块相连接的LED指示灯，用于提示语音识别是否成功。

3.根据权利要求2所述的家庭语音控制系统，其特征在于，所述提示语音识别是否成功具体包括：

当所述LED指示灯闪烁时代表语音识别成功。

4.根据权利要求2所述的家庭语音控制系统，其特征在于，所述LED指示灯还用于提示所述语音识别模块是否通电正常。

5.根据权利要求4所述的家庭语音控制系统，其特征在于，所述提示所述语音识别模块是否通电正常具体包括：

当所述LED指示灯常亮时代表所述语音识别模块通电正常。

6.根据权利要求1所述的家庭语音控制系统，其特征在于，所述麦克风还用于接收用户发送的请求启动指令。

7.根据权利要求1所述的家庭语音控制系统，其特征在于，所述语音识别模块还用于接收所述麦克风发送的请求启动指令，根据所述请求启动指令开启语音识别功能。

8.根据权利要求1所述的家庭语音控制系统，其特征在于，还包括：电源模块，分别与所述麦克风、所述语音识别模块、所述控制器、所述通信模块相连接，用于为所述麦克风、所述语音识别模块、所述控制器、所述通信模块供电。

9.根据权利要求1所述的家庭语音控制系统，其特征在于，所述语音识别模块为LD3320模块。

10.一种家庭语音控制方法，其特征在于，所述方法适用于上述权利要求1～9所述的家庭语音控制系统，所述方法包括：

获取语音识别模块发送的最优识别结果；所述最优识别结果由所述语音识别模块根据麦克风发送的由语音信息得到；所述语音信息由用户发送至所述麦克风；

根据所述最优识别结果确定待控制电器及对应的控制指令；

根据所述控制指令控制对应所述待控制电器执行所述控制指令对应的操作。