CN111128151A - 一种内置Alexa的智能语音自行车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能自行车技术领域，具体涉及一种内置Alexa的智能语音自行车系统，包括显示系统、电源系统和照明系统，包括Alexa语音系统、中央控制系统、通讯系统和传感器系统；所述Alexa语音系统和传感器系统均与所述中央控制系统相连，所述中央控制系统通过所述通讯系统与总服台相连，所述Alexa语音系统集成语音编码单元和解码单元，可进行语音的编码和解码，集成对话、计时器、闹钟、交通和购物功能，支持多种语音编码解码速率；所述Alexa语音系统唤醒包括近音词法唤醒和穷举法唤醒。本发明语音识别精准，增强用户体验感，实现车速、里程、骑行时间、卡路里和爬坡的智能显示，实现远程连接通信，具有很强的创造性。
Description
技术领域
本发明涉及智能自行车技术领域，具体涉及一种内置Alexa的智 能语音自行车系统。
背景技术
随着智能语音交互的技术发展，人们对语音交互需求的依赖程度 越来越高，解放双手，使用语音直接交互，渐渐成为人们工作，生活 必不可少的一部分。
市面上琳琅满目的语音系统，各有各的特点，操作也各不相同。 而语音系统人机交互的特性，使得其很难找到一种量化评价方法。在 车载应用环境中，语音系统的人机交互特性受到行车环境的影响很 大，说话人的不同，说话声音大小，说话口音的不同，语音系统都会 有不同的响应。因此如何提供一种语音识别精准，增强用户体验感， 实现车速、里程、骑行时间、卡路里和爬坡的智能显示，实现远程连 接通信的语音自行车系统变得尤为重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种内置Alexa的智能语音 自行车系统，用于解决如何提供一种语音识别精准，增强用户体验感， 实现车速、里程、骑行时间、卡路里和爬坡的智能显示，实现远程连 接通信的内置Alexa的智能语音自行车系统问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明中，提供一种内置Alexa的智能语音自行车系统，包括显 示系统、电源系统和照明系统，还包括Alexa语音系统、中央控制系 统、通讯系统和传感器系统；所述Alexa语音系统和传感器系统均与 所述中央控制系统相连，所述中央控制系统通过所述通讯系统与总服 台相连，所述Alexa语音系统集成语音编码单元和解码单元，可进行 语音的编码和解码，集成对话、计时器、闹钟、交通和购物功能，支 持多种语音编码解码速率；所述Alexa语音系统唤醒包括近音词法唤 醒和穷举法唤醒。
更进一步的，所述Alexa语音系统首先接收前端模块生成的进行 语音合成的语音单元索引等信息；然后从语音单元参数库中取出相应 单元的比特流制的语音压缩编码方案。
更进一步的，所述Alexa语音系统将比特流解码形成中间表示形 式-混合流，再由四分类的语音拼接方案实现相邻语音的混合流进行平 滑拼接；最后将完成拼接的一段混合流重新量化、编码成手机的DSP 上的声码器可以接受的标准的比特流。
更进一步的，所述传感器系统包括踏频传感器、温湿度传感器和 霍尔传感器。
更进一步的，所述踏频传感器工作时，当反向旋转时霍尔探头感 应到的磁场方向与正向旋转的方向相反，正转时基准电压为低电平， 霍尔传感器感应到磁钢时变为高电平，反转时刚好相反，由高电平变 为低电平。
更进一步的，所述通讯系统包括蓝牙系统，所述蓝牙系统使用单 向的Blue RF兼容接口来控制射频收发器的全部功能，用于数据收发 的信号包括收发同步信号、收发使能信号、收发数据信号和发送数据 时钟信号。
更进一步的，所述蓝牙系统集成无线输入数据进行调制的Low-IF 接收器，集成GFSK解调器，并且提供数字输出数据和RSSI信号；用 于射频配置信号包括BMISO、BMOSI、BDCLK和BNDEN端口，这些端口 是4线的串行JTAG接口。
更进一步的，所述系统集成离线语音功能和蓝牙耳机唤醒功能， 所述显示系统显示车速、里程、骑行时间、卡路里和爬坡；所述电源 系统上报电量，通过所述显示系统显示。
本发明的有益效果为：
本发明语音识别精准，增强用户体验感，实现车速、里程、骑行 时间、卡路里和爬坡的智能显示，实现远程连接通信，具有很强的创 造性。
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是本发明的原理框图；
图2是本发明实施例Alexa的智能语音的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例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 作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护 的范围。
实施例1
本实施例公开如图1所示的一种内置Alexa的智能语音自行车系 统，包括显示系统、电源系统和照明系统，还括Alexa语音系统、中 央控制系统、通讯系统和传感器系统；所述Alexa语音系统和传感器 系统均与所述中央控制系统相连，所述中央控制系统通过所述通讯系 统与总服台相连，所述Alexa语音系统集成语音编码单元和解码单元， 可进行语音的编码和解码，集成对话、计时器、闹钟、交通和购物功 能，支持多种语音编码解码速率；所述Alexa语音系统唤醒包括近音 词法唤醒和穷举法唤醒。
近音词法唤醒具体为，抽取唤醒词中关键字，寻找关键字的近音 字，抽取字典中常用近音字，利用找岀的近音字组词，形成关键字同 语序的近音词进行唤醒操作，使用组成的近音词对Alexa语音系统进 行唤醒测试，得到可唤醒的近音词。
穷举法唤醒具体为，使用范文用于在未知可能性的唤醒测试，记 录导致系统唤醒所朗读的词语，统计唤醒时的频次，换算为多少小时 一次唤醒。
传感器系统包括踏频传感器、温湿度传感器和霍尔传感器。踏频 传感器是通过其内部电路板实时采集中轴转动不同方向运动加速度变 化或/和角速度变化的信号采集单元和将采集的数据传输给终端的数 据传输单元，进而输出自行车的踏频频率。
通讯系统包括蓝牙系统，所述蓝牙系统使用单向的Blue RF兼容 接口来控制射频收发器的全部功能，用于数据收发的信号包括收发同 步信号、收发使能信号、收发数据信号和发送数据时钟信号。
蓝牙系统集成无线输入数据进行调制的Low-IF接收器，集成GFSK 解调器，并且提供数字输出数据和RSSI信号；用于射频配置信号包括 BMISO、BMOSI、BDCLK和BNDEN端口，这些端口是4线的串行JTAG接 口。
Alexa语音系统首先接收前端模块生成的进行语音合成的语音单 元索引等信息；然后从语音单元参数库中取出相应单元的比特流制的 语音压缩编码方案。
Alexa语音系统将比特流解码形成中间表示形式-混合流，再由四 分类的语音拼接方案实现相邻语音的混合流进行平滑拼接；最后将完 成拼接的一段混合流重新量化、编码成手机的DSP上的声码器可以接 受的标准的比特流。
传感器系统包括踏频传感器、温湿度传感器和霍尔传感器。
踏频传感器工作时，当反向旋转时霍尔探头感应到的磁场方向与 正向旋转的方向相反，正转时基准电压为低电平，霍尔传感器感应到 磁钢时变为高电平，反转时刚好相反，由高电平变为低电平。
系统集成离线语音功能和蓝牙耳机唤醒功能，所述显示系统显示 车速、里程、骑行时间、卡路里和爬坡；所述电源系统上报电量，通 过所述显示系统显示。
本实施例语音识别精准，增强用户体验感，实现车速、里程、骑 行时间、卡路里和爬坡的智能显示，实现远程连接通信。
实施例2
本实施例中，硬件电路的设计是以XFS5051CE芯片为核心设计 的。该硬件电路的主要功能就是将上位机发送的文本信息转换为音频 信号并输出。用户在上位机的软件系统中输入文稿信息，通过串口发 送至语音处理芯片XFS5051CE，文本信息被芯片中TTS语音合成模 块处理，生成对应的音频信号，最后输出音频信号。
芯片可实现中文合成、英文合成、中英文混读，还支持粤语、四 川话、湖南话等6种方言的合成；芯片可配置为导航模式，导航模式 下，全国的地名路名的专有读法、生僻字的读法更加准确；芯片对特 殊格式的天气预报进行了定制，播报的语音更加地亲切自然；同时芯 片集成了语音编解码功能，可以进行录音和播放。
XFS5051CE芯片可以选择PC、单片机作为上位机，在本系统中采 用单片机作为上位机，XFS5051CE芯片与单片机通过UART串口相连， 需要使用MAX3221电平转换模块进行电平的转换芯片，连接如图2。
支持多种方式查询芯片的工作状态，包括：查询状态管脚电平、 通过读芯片自动返回的工作状态字、发送查询命令获得芯片工作状态 的回传数据。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员 应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不 使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种内置Alexa的智能语音自行车系统，包括显示系统、电源系统和照明系统，其特征在于，包括Alexa语音系统、中央控制系统、通讯系统和传感器系统；所述Alexa语音系统和传感器系统均与所述中央控制系统相连，所述中央控制系统通过所述通讯系统与总服台相连，所述Alexa语音系统集成语音编码单元和解码单元，可进行语音的编码和解码，集成对话、计时器、闹钟、交通和购物功能，支持多种语音编码解码速率；所述Alexa语音系统唤醒包括近音词法唤醒和穷举法唤醒。
2.根据权利要求1所述的内置Alexa的智能语音自行车系统，其特征在于，所述Alexa语音系统首先接收前端模块生成的进行语音合成的语音单元索引等信息；然后从语音单元参数库中取出相应单元的比特流制的语音压缩编码方案。
3.根据权利要求2所述的内置Alexa的智能语音自行车系统，其特征在于，所述Alexa语音系统将比特流解码形成中间表示形式-混合流，再由四分类的语音拼接方案实现相邻语音的混合流进行平滑拼接；最后将完成拼接的一段混合流重新量化、编码成手机的DSP上的声码器可以接受的标准的比特流。
4.根据权利要求1所述的内置Alexa的智能语音自行车系统，其特征在于，所述传感器系统包括踏频传感器、温湿度传感器和霍尔传感器。
5.根据权利要求4所述的内置Alexa的智能语音自行车系统，其特征在于，所述踏频传感器工作时，当反向旋转时霍尔探头感应到的磁场方向与正向旋转的方向相反，正转时基准电压为低电平，霍尔传感器感应到磁钢时变为高电平，反转时刚好相反，由高电平变为低电平。
6.根据权利要求1所述的内置Alexa的智能语音自行车系统，其特征在于，所述通讯系统包括蓝牙系统，所述蓝牙系统使用单向的BlueRF兼容接口来控制射频收发器的全部功能，用于数据收发的信号包括收发同步信号、收发使能信号、收发数据信号和发送数据时钟信号。
7.根据权利要求6所述的内置Alexa的智能语音自行车系统，其特征在于，所述集成无线输入数据进行调制的Low-IF接收器，集成GFSK解调器，并且提供数字输出数据和RSSI信号；用于射频配置信号包括BMISO、BMOSI、BDCLK和BNDEN端口，这些端口是4线的串行JTAG接口。
8.根据权利要求1所述的内置Alexa的智能语音自行车系统，其特征在于，所述系统集成离线语音功能和蓝牙耳机唤醒功能，所述显示系统显示车速、里程、骑行时间、卡路里和爬坡；所述电源系统上报电量，通过所述显示系统显示。
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