CN112700772A - 基于硬件识别的智能语音系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开公开的基于硬件识别的智能语音系统及方法，包括：语音采集装置，用于采集人员语音信息；数据采集装置，用于采集各房间的电力、供暖或空调系统的运行状态；控制单元，用于对采集的语音信息进行识别，根据语音的识别结果对电力、供暖或空调系统进行控制，并能根据采集的各系统的运行状态进行故障判断，发出语音报警；其中，控制单元中存储房间分布信息和设备位置型号信息，通过房间分布信息和设备位置型号信息，识别语音要控制的电力、供暖或空调系统的具体设备与位置，及识别产生故障的具体设备与位置。实现了通过语音对电力、供暖以及空调系统进行自动控制。

Description

基于硬件识别的智能语音系统及方法

技术领域

本发明涉及管理服务机器人技术领域，尤其涉及基于硬件识别的智能语音系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，能源的消耗越来越严重，节能问题已经成为人们日益关注的问题。电力、供暖及空调使用是产生能耗的重要来源，在大型建筑的电力、供暖和空调使用中出现了很多能源浪费的现象，经常出现无人空房灯光全开，供暖不停，空调持续工作的情况，诸如此类的情况都会造成能源的极大浪费。而这种浪费产生的原因是不能及时的、智能的管理和控制电力、供暖以及空调系统导致的。

随着科技的发展以及人们对管理质量的需求不断增加，目前市面上开始出现物业管理机器人。但是，现有的物业管理机器人仅针对某些单一的场景而实现单一的管理功能；比如：门禁管理、楼宇设备管理控制等等；导致管理效率低、管控能力不足，无法实现复杂场景或者多场景下的协同管理控制功能。

机器人对声音的识别，是机器人音频采集传感器将声音的频率信号，进过模数转换器转换为数字信号，机器人处理器对这些数字信号进行处理，分析出语音信号的内容。现有的语音信号识别需要进行复杂的语音模型训练，并且语音识别流程一旦确定无法直接更改，严重影响了识别效率和准确率。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了基于硬件识别的智能语音系统及方法，能够通过语音对电力、供暖以及空调系统进行自动控制。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，提出了基于硬件识别的智能语音系统，包括：

语音采集装置，用于采集人员语音信息；

数据采集装置，用于采集各房间的电力、供暖或空调系统的运行状态；

控制单元，用于对采集的语音信息进行识别，根据语音的识别结果对电力、供暖或空调系统进行控制，并能根据采集的各系统的运行状态进行故障判断，发出语音报警；

其中，控制单元中存储房间分布信息和设备位置型号信息，通过房间分布信息和设备位置型号信息，识别采集的语音要控制的电力、供暖或空调系统的具体设备与位置，及识别产生故障的具体设备与位置。

进一步的，还设置图像采集装置，通过图像采集装置采集人员图像，控制单元通过人员图像对人员的权限进行识别。

进一步的，控制单元包括语音交互模块、图像识别模块、故障判断模块和主控制器，通过语音交互模块识别采集的语音及发出语音报警，通过图像识别模块对采集的人员图像进行识别，通过故障判断模块对电力、供暖或空调系统进行故障判断，主控制器用于对图像识别模块识别的结果对人员权限进行控制，根据语音交互模块识别的结果对电力、供暖或空调系统进行控制，当故障判断模块判断出故障后，主控制器控制语音交互模块发出语音报警。

进一步的，语音交互模块采用非特定人语音识别芯片，通过非特定人语音识别芯片实现对不同人员的语音进行识别。

进一步的，主控制器与扬声器连接，通过扬声器发出语音报警。

进一步的，语音交互模块对采集的语音进行识别，并根据识别的语音做出应答。

进一步的，主控制器设置定时识别，当语音交互模块做出应答后，人员需在设定时间内发出语音指令，若超出设定时长时，语音交互模块不对语音指令进行响应。

进一步的，语音交互模块使用拒识算法，通过拒识算法对接收的语音进行选择性识别。

进一步的，主控制器与人机交互模块连接。

第二方面，公开了基于硬件识别的智能语音方法，包括：

采集语音信息；

采集各房间的电力、供暖或空调系统的运行状态信息；

对语音信息进行识别，通过语音识别结果对电力、供暖或空调系统进行控制；

根据各系统的运行状态信息进行故障判断，根据故障判断结果，进行语音报警。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

1、本公开实现了通过语音对电力、供暖和空调系统进行自动控制，并能对各系统的运行状态进行监控，当发现故障时，发出语音预警，即实现了语音控制功能，又实现了系统故障报警功能，提高了后勤工作效率。

2、本公开能够对电力、供暖和空调系统同时进行监管、控制，解决了现有机器人只能对单一场景进行控制的技术问题，进一步提高了后勤的工作效率。

3、本公开的语音交互模块采用非特定人语音识别芯片，实现了对不同人的语音进行识别，提高了系统的适用范围。

4、本公开设置了不同的使用权限，通过图像识别的方法对人员的权限进行判断，实现了对不同人权限的识别，防止了误操作的发生。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开实施例1的系统运行示意图；

图2为本公开实施例1的系统框图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

实施例1

该实施例公开了一种基于硬件识别的智能语音系统，如图1、图2所示，包括，语音采集装置、数据采集装置、图像采集装置和控制单元；

语音采集装置，用于采集人员语音信息；

数据采集装置，用于采集各房间的电力、供暖或空调系统的运行状态；

图像采集装置，用于采集人员图像与各房间的内部图像；

控制单元中，用于对采集的语音信息进行识别，根据语音的识别结果对电力、供暖或空调系统进行控制，根据采集的各系统的运行状态对各系统进行故障判断，当发现故障时，发出语音报警。

从而实现了对电力、供暖和空调系统的集中监控，解决了现有机器人只能对单一场景进行控制的技术问题，且通过语音对各系统进行控制，提高了对系统进行控制的工作效率，对各系统的运行状态进行监控，能够及时有效的发现各系统的故障并发出语音报警，能够及时将故障进行发现解除。

其中，控制单元包括语音交互模块、图像识别模块、故障判断模块、数据存储模块和主控制器。

语音采集装置采用麦克风，基于麦克风阵列接收外界输入的语音信息，利用麦克风阵列的空域滤波特性，在目标说话人方向形成拾音波束，抑制波束之外的噪声和反射声；输出降噪后的音频信号和声源角度数据。

语音交互模块采用非特定人语音识别芯片，可以选用LD3320语音识别芯片对接收的语音信息进行识别，通过LD3320语音识别芯对语音进行识别时。

LD3320语音识别芯片不用针对特定人进行语音识别，能够对不同人的语音进行识别，从而能够通过不同人对电力、供暖和空调系统进行监管、控制，提高了系统的适用范围。

非特定人语音识别芯片中嵌入了基于识别分数的拒识算法，对接收的语音信息进行打分，当分数低于设定阈值时，拒绝对该语音进行识别，只对高于设定阈值的语音进行识别。

主控制器根据语音识别的结果，对电力、供暖或空调系统进行控制。

数据存储模块中存储了人员身份信息、房间分布信息和设备位置型号信息，且管理员可以对数据存储模块中存储的各种信息进行修改。

房间分布信息和设备位置型号信息，与房间内的电力、供暖或空调系统的设备一一对应，实现了对各系统中设备的位置定位，从而能够通过语音识别对各系统中具体的设备进行控制。

语音交互模块还设置了语音应答功能，通过语音采集装置采集人员的语音信息，通过语音交互模块对人员发出的语音进行应答。

主控制器在接受到外接一个触发后，启动LD3320芯片的一个定时识别过程，要求用户在这份定时过程中说出要识别的语音关键词语。过了这个定时过程后，需要用户再次触发主控制器，才能再次启动一个识别过程。当识别之后，LD3320会将识别结果发送到主控制器中，通过主控制器中给出的应答指令，再返回给LD3320，调用存储在数据存储模块中的应答语句，通过扬声器进行语音应答。

主控制器连接人机交互模块，通过人机交互模块对数据存储模块中存储的各种信息进行修改。

在数据存储模块中还存储楼宇信息、天气信息、作息时间信息，语音发出相关的查询指令后，主控器将数据存储模块的信息通过人机交互模块进行显示，或通过语音交互模块进行应答，实现对天气、作息时间及楼宇信息的查询，可以查询楼宇关闭时间等信息。

人员身份信息包括管理员信息、值班人员信息和用户信息，通过管理员信息、值班人员信息和用户信息判断使用者权限。

为了判断人员权限，设置了图像分析模块，通过图像分析模块对采集的人员图像进行识别，当识别出管理员权限时，允许对存储的各种信息进行修改。

当识别出值班人员权限时，值班人员可以通过语音对电力、供暖或空调系统进行控制，包括控制房间门禁，控制末端区域照明、空调、多媒体、实验设备供电和暖气的通断控制。

当识别为普通用户时，普通用户只能实现语音应答功能。

通过对管理员权限、值班人员权限的判断，防止了误操作的发生，保证了系统的正常运行。

控制单元通过语音识别芯片就完成了对不同语音的识别，而不用额外进行语音模型训练，识别速度快，不占用嵌入式系统资源，对于系统的集成具有极大的便利性。

数据采集装置，用于采集各房间的电力、供暖或空调系统的运行状态，将运行状态信息发送至故障判断模块，通过故障判断模块对各系统进行故障判断。

针对电力系统，数据采集装置为电参数采集器，通过电参数采集器采集电表回路信息，获知当前电路状态，电表回路信息包括电流、电压。故障判断模块通过采集的电表回路信息进行电力系统的故障判断。

针对供暖系统，数据采集装置包括设置在各管线处的流量计、压力传感器和温度传感器，用于监测管线的流量、压力和温度数据，故障判断模块根据采集的流量、压力和温度数据，与设定阈值比较，对供暖系统进行故障判断。

针对空调系统，数据采集装置包括安装于室内的温度传感器，采集空调出风口风速的风速传感器，通过采集的风速与温度结合空调的运行参数信息对空调系统进行故障判断。

当故障判断模块判断出电力、供暖或空调系统出现故障时，主控制器通过语音交互模块发出语音报警。

语音交互模块与扬声器连接，通过扬声器将报警信息发出。

还在各房间内设置了图像采集装置，通过该图像采集装置采集房间内的现场图像，将图像发送至人机交互模块进行显示，便于对所有房间内部环境的监控。

本实施例实现了通过语音对电力、供暖和空调系统进行自动控制，并能对各系统的运行状态进行监控，当发现故障时，发出语音预警，即实现了语音控制功能，又实现了系统故障报警功能，提高了后勤工作效率。

本公开能够对电力、供暖和空调系统同时进行监管、控制，解决了现有机器人只能对单一场景进行控制的技术问题，进一步提高了后勤的工作效率。

本公开的语音交互模块采用非特定人语音识别芯片，实现了对不同人的语音进行识别，提高了系统的适用范围。

本公开设置了不同的使用权限，通过图像识别的方法对人员的权限进行判断，实现了对不同人权限的识别，防止了误操作的发生。

本实施例针对楼宇值班人员、师生用户和后勤管理人员分别建立语音通信机制，实现不同的语音交互控制，降低人际交流成本与门槛，针对不同的用户分配不同的权限权限，实现多个层级用户的无障碍交流、人机交互工作，显著提高后勤工作效率。

采用基于硬件识别的智能语音系统，硬件识别系统经过特殊优化，无需进行复杂的语音模型训练，只要把编写的识别流程程序下载进语音识别芯片即可，识别速度极快，并可实现非特定人(SI)的语音识别，该模块不占用嵌入式系统资源，对于系统的集成具有极大的便利性。

管理员可以增删控制指令，基于识别分数的拒识算法可以大幅度降低误触发率，提高安全系数。

此外，语音交互模块增加了语音应答的功能，管理员可以方便地对语音应答的内容进行更改，更好的实现人机交互的功能；

人机交互配有图形显示界面对人机交互内容及楼宇内相关信息等进行显示，以达到更加直观的交互效果。

实施例2

在该实施例中，公开了基于硬件识别的智能语音方法，包括：

采集语音信息；

采集各房间的电力、供暖或空调系统的运行状态信息；

对语音信息进行识别，通过语音识别结果对电力、供暖或空调系统进行控制；

根据各系统的运行状态信息进行故障判断，根据故障判断结果，进行语音报警。

进一步的，还包括：

识别语音信息，对识别的语音信息进行应答。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.基于硬件识别的智能语音系统，其特征在于，包括：

语音采集装置，用于采集人员语音信息；

数据采集装置，用于采集各房间的电力、供暖或空调系统的运行状态；

控制单元，用于对采集的语音信息进行识别，根据语音的识别结果对电力、供暖或空调系统进行控制，并能根据采集的各系统的运行状态进行故障判断，发出语音报警；

其中，控制单元中存储房间分布信息和设备位置型号信息，通过房间分布信息和设备位置型号信息，识别语音要控制的电力、供暖或空调系统的具体设备与位置，及识别产生故障的具体设备与位置。

2.如权利要求1所述的基于硬件识别的智能语音系统，其特征在于，还设置图像采集装置，通过图像采集装置采集人员图像，控制单元通过人员图像对人员的权限进行识别。

3.如权利要求2所述的基于硬件识别的智能语音系统，其特征在于，控制单元包括语音交互模块、图像识别模块、故障判断模块、数据存储模块和主控制器，语音交互模块用于识别采集的语音，图像识别模块用于识别采集的人员图像，故障判断模块用于根据各系统运行状态信息进行故障判断，主控制器用于根据图像识别结果对人员权限进行控制，根据语音识别结果对电力、供暖或空调系统进行控制，根据故障判断模块判断出的故障，控制语音交互模块发出语音报警。

4.如权利要求1所述的基于硬件识别的智能语音系统，其特征在于，语音交互模块采用非特定人语音识别芯片，通过非特定人语音识别芯片实现对不同人员的语音进行识别。

5.如权利要求3所述的基于硬件识别的智能语音系统，其特征在于，主控制器与扬声器连接，通过扬声器发出语音报警。

6.如权利要求3所述的基于硬件识别的智能语音系统，其特征在于，语音交互模块对采集的语音进行识别，并根据识别的语音做出应答。

7.如权利要求3所述的基于硬件识别的智能语音系统，其特征在于，主控制器设置定时识别，当语音交互模块做出应答后，人员需在设定时间内发出语音指令，若超出设定时长，语音交互模块不对语音指令进行响应。

8.如权利要求3所述的基于硬件识别的智能语音系统，其特征在于，语音交互模块使用拒识算法，通过拒识算法对接收的语音进行选择性识别。

9.如权利要求3所述的基于硬件识别的智能语音系统，其特征在于，主控制器与人机交互模块连接。

10.基于硬件识别的智能语音方法，其特征在于，包括：

采集语音信息；

采集各房间的电力、供暖或空调系统的运行状态信息；

对语音信息进行识别，通过语音识别结果对电力、供暖或空调系统进行控制；

根据各系统的运行状态信息进行故障判断，根据故障判断结果，进行语音报警。

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