CN110971968A - 一种智能机顶盒系统 - Google Patents

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周彩霞
蒋艳山
王硕
王烨琛
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Abstract

本发明公开了一种智能机顶盒系统，包括机顶盒和与机顶盒通过usb接口连接的扩展设备，机顶盒通过usb接口为扩展设备供电，扩展设备用于采集语音并发送至机顶盒，机顶盒用于接收扩展设备发送的语音、经过语音处理获得控制红外电器指令并发送对应的红外码值给扩展设备，扩展设备还用于接收机顶盒发送的红外码值并转换为红外脉冲发送以控制红外电器。本发明通过将集语音采集和红外收发的扩展设备跟普通的机顶盒连接，实现扩展设备的语音采集传输红外收发功能，实现机顶盒的语音接收、语音处理、红外码值转发功能，解决现网大量的非语音机顶盒的语音入口和语音控制红外家居控制功能，实现对运营商网络中的非语音机顶盒的改造。

Description

一种智能机顶盒系统
技术领域
本发明涉及机顶盒技术领域，具体的说，是一种智能机顶盒系统。
背景技术
在人工智能逐步发展的时期，设备的语音智能化是一个趋势。很多早期的机顶盒，不具备远场语音功能，实际的用户家庭里有很多的红外电扇，红外电视机，空调等设备，如果要使这些设备变成能通过语音控制的智能设备，就需要用户花费高额的代价购买支持无线或者zigbee等智能控制的智能设备，这样的成本代价太高，一般用户也无法接受，导致目前的各种高级的智能家居控制的方式普及不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能机顶盒系统，用于解决现有技术中由于早期机顶盒不具备远程语音功能，无法通过语音控制家居设备的问题。
本发明通过下述技术方案解决上述问题：
一种智能机顶盒系统，包括机顶盒和与机顶盒通过usb接口连接的扩展设备，机顶盒通过usb接口为扩展设备供电，所述扩展设备用于采集语音并发送至机顶盒，所述机顶盒用于接收扩展设备发送的语音、经过语音处理获得控制红外电器指令并发送对应的红外码值给扩展设备，扩展设备还用于接收机顶盒发送的红外码值并转换为红外脉冲发送以控制红外电器。
机顶盒侧的实现是轻量级的，语音和红外处理打包成安卓应用，普通的安卓机顶盒可以轻松集成这个安卓应用，通过增加一个usb的语音采集和红外收发的设备，跟普通的机顶盒连接，实现扩展设备的语音采集传输红外收发软件功能，实现机顶盒的语音接收，语音处理，红外码值转发软件功能，通过这一整套系统，从而实现对运营商网络中的非语音机顶盒的改造。本方案将增加的扩展设备与机顶盒通过usb接口连接，无需再借助于手机实现语音入口设备的配网以及语音入口设备和机顶盒设备连接的繁琐操作。本方案中扩展设备集成了红外收发模块，不需要针对旧版红外设备的语音控制额外购买zigbee传感器和控制器，大大降低了家居智能化的成本。
进一步地，所述机顶盒包括语音数据接收模块、语音数据处理模块、语义指令决策模块、数据存储模块、UI模块和红外码值发送模块；所述扩展设备包括语音数据发送模块、红外脉冲发送模块和红外码值接收模块；扩展设备与机顶盒利用Linux内核USB虚拟网口技术，通过网络交互数据；其中：
语音数据发送模块，接收扩展设备的麦克风阵列采集的原始语音、将原始语音经过降噪、增强处理后使用UDP协议发送给语音数据接收模块；
语音数据接收模块，通过监听UDP端口，将接收的语音数据发送到语音数据处理模块；
语音数据处理模块；接收语音数据接收模块发送的数据，并识别语音和语音；
语义指令决策模块，用于接收语音数据处理模块识别的语音和语义并进行权重判断，判定该语音指令是否为控制红外电器指令，若是，则输出到UI模块进行展示以及将语音指令中携带的控制红外电器指令发送给数据存储模块，否则，不做处理；
数据存储模块，用于通过控制红外电器指令中携带的红外家电名称进行检索，找到匹配的红外家电码值进并发送给红外码值发送模块；
红外码值发送模块，用于将红外码值通过MQTT协议发送给红外码值接收模块；
红外码值接收模块，用于通过订阅MQTT Topic，从红外码值发送模块获取红外码值；
红外脉冲发送模块，用于通过GPIO模拟红外脉冲时钟频率，将接收到的红外码值通过红外发射头发送出去。
通过机顶盒完成对扩展设备采集的语音数据的接收及语义处理，实现控制机顶盒换台、系统操作等基础控制功能；通过扩展设备的红外接收模块以及红外发送模块的功能，完成了把解析后的语音红外家居控制指令转发到红外家庭设备上实现家居的语音控制功能。采用该系统实施布署现网机顶盒时，无需单独配置网络以及进行发现添加设备等操作，即可通过语音指令控制机顶盒的基本功能，以及家中常见的红外家电设备。跟其它智能语音设备相比，无需用户下载手机APP配置网络，添加绑定设备等繁琐的操作，较大提升了用户的体验效果。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明通过增加一个usb的语音采集和红外收发的扩展设备，跟普通的机顶盒连接，实现扩展设备的语音采集传输红外收发功能，实现机顶盒的语音接收、语音处理、红外码值转发功能，解决现网大量的非语音机顶盒的语音入口和语音控制红外家居控制功能，实现对运营商网络中的非语音机顶盒的改造。
(2)本发明增加的扩展设备直接跟机顶盒通过usb接口连接，无需在借助于手机实现语音入口设备的配网以及和机顶盒设备连接的繁琐操作；扩展设备集成了红外收发模块，相比现有技术中对家庭中红外设备的语音控制需要购买zigbee传感器和控制器，大大降低了家居智能化的成本。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
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1：
结合附图1所示，一种智能机顶盒系统，包括机顶盒和与机顶盒通过usb接口通信连接的扩展设备，机顶盒包括语音数据接收模块、语音数据处理模块、语义指令决策模块、UI模块、数据存储模块及红外码值发送模块组成，由Android APK实现，通过OTA、Cable等升级方式安装到用户的机顶盒内；
机顶盒给扩展设备供电以及提供网络，扩展设备将usb虚拟成网口，使用UDP、MQTT等协议通过网络与机顶盒交互数据；
扩展设备包括语音数据发送模块、红外码值接收模块和红外脉冲发送模块，其中：
语音数据发送模块负责将通过麦克风阵列采集到的原始语音数据经过主芯片降噪、增强后使用UDP协议实时发送给机顶盒侧的语音数据接收模块；
机顶盒侧的语音数据接收模块通过监听约定好的UDP端口，不断将收到的语音数据对接到Android标准音频采集接口AudioRecorder；
机顶盒的语音数据处理模块使用Android标准音频采集接口AudioRecorder不断获取语音数据，判断其是否有唤醒词，如果有则通知应用程序进入唤醒状态，进而将后续的语音数据送给语音平台进行语音的识别和语义的理解；
语音数据处理模块还对接运营商的语音平台，具体地，语音平台指的是为接入方提供语音识别(语音转话为文字)及语义理解能力的云平台，通过对接语音平台使设备具备语音能力。
机顶盒的语义指令决策模块接收语音数据处理模块从语音平台得到的语音和语义并进行进一步分析和权重判断，决定该条语音指令的意图是否为控制红外电器指令，若是则进行相应的UI展示以及进入数据库进行红外码值的检索；
机顶盒的数据存储模块负责通过语音指令中携带的具体红外家电名称的词槽进行数据库检索，找到存储的匹配的红外家电码值；
机顶盒的红外码值发送模块负责将红外码值通过MQTT协议发送给扩展设备侧，此处使用MQTT协议的主要原因考虑到后续可能有移动终端控制红外家电的需求，使用MQTT可以很方便的解决多终端间通信的问题；
扩展设备侧的红外码值接收模块负责通过订阅特定的MQTT Topic，获取机顶盒侧发送的红外码值。扩展设备侧的红外脉冲发送模块负责通过GPIO模拟红外脉冲时钟频率，将接收到的红外码值通过红外发射头发送出去。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (2)

1.一种智能机顶盒系统，其特征在于，包括机顶盒和与机顶盒通过usb接口连接的扩展设备，所述扩展设备用于采集语音并发送至机顶盒，所述机顶盒用于接收扩展设备发送的语音、经过语音处理获得控制红外电器指令并发送对应的红外码值给扩展设备，扩展设备还用于接收机顶盒发送的红外码值并转换为红外脉冲发送以控制红外电器。
2.根据权利要求1所述的一种智能机顶盒系统，其特征在于，所述机顶盒包括语音数据接收模块、语音数据处理模块、语义指令决策模块、数据存储模块、UI模块和红外码值发送模块；所述扩展设备包括语音数据发送模块、红外脉冲发送模块和红外码值接收模块；扩展设备与机顶盒利用Linux内核USB虚拟网口技术，通过网络交互数据；其中：
语音数据发送模块，接收扩展设备的麦克风阵列采集的原始语音、将原始语音经过降噪、增强处理后使用UDP协议发送给语音数据接收模块；
语音数据接收模块，通过监听UDP端口，将接收的语音数据发送到语音数据处理模块；
语音数据处理模块；接收语音数据接收模块发送的数据，并识别语音和语音；
语义指令决策模块，用于接收语音数据处理模块识别的语音和语义并进行权重判断，判定该语音指令是否为控制红外电器指令，若是，则输出到UI模块进行展示以及将语音指令中携带的控制红外电器指令发送给数据存储模块，否则，不做处理；
数据存储模块，用于通过控制红外电器指令中携带的红外家电名称进行检索，找到匹配的红外家电码值进并发送给红外码值发送模块；
红外码值发送模块，用于将红外码值通过MQTT协议发送给红外码值接收模块；
红外码值接收模块，用于通过订阅MQTT Topic，从红外码值发送模块获取红外码值；
红外脉冲发送模块，用于通过GPIO模拟红外脉冲时钟频率，将接收到的红外码值通过红外发射头发送出去。
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