CN112735400A - 一种语音识别智能传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种语音识别智能传感器，包括：语音采集模块用于采集用户的语音信息，获得第一语音信息；处理器包括：预处理单元用于对第一语音信号进行滤波和静音切除处理，获得第二语音信息；语义识别单元与预处理单元连接，对第二语音信息进行语义分析识别，获得语义信息；指令获得单元与语义识别单元连接，用于根据语义信息获得控制指令；控制单元与指令获得单元连接，接收控制指令；传感器模块与控制单元电连接，控制单元根据控制指令对传感器模块进行调节，使传感器模块按照控制指令采集信息，获得第一数据信息。达到了通过语音对传感器模块的测量参数进行更改，提高传感器模块的智能化程度的技术效果。

Description

一种语音识别智能传感器
技术领域
本发明涉及传感器模块技术领域，特别涉及一种语音识别智能传感器。
背景技术
传感器模块是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能够将感受到的信息按照一定的规律变换成电信号或者其他所需要的形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
目前，传感器模块的测量精度、测量范围、输出类型均是设定好的，在使用过程中不可更改，即使可以更改也只能手动更改，不能通过语音进行，智能化程度不高。
发明内容
本发明提供了一种语音识别智能传感器，解决了现有技术中传感器模块的测量参数不能通过语音进行更改，智能化程度不高的技术问题，达到了通过语音对传感器模块的测量参数进行更改，提高传感器模块的智能化程度的技术效果。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种语音识别智能传感器，所述智能传感器包括：语音采集模块，所述语音采集模块用于采集用户的语音信息，获得第一语音信息；处理器，所述处理器与所述语音采集模块通讯连接，包括：预处理单元，所述预处理单元用于对所述第一语音信号进行滤波和静音切除处理，获得第二语音信息；语义识别单元，所述语义识别单元与所述预处理单元连接，对所述第二语音信息进行语义分析识别，获得语义信息；指令获得单元，所述指令获得单元与所述语义识别单元连接，用于根据所述语义信息获得控制指令；控制单元，所述控制单元与所述指令获得单元连接，接收所述控制指令；传感器模块，所述传感器模块与所述控制单元电连接，所述控制单元根据所述控制指令对所述传感器模块进行调节，使所述传感器模块按照所述控制指令采集信息，获得第一数据信息。
优选的，所述智能传感器还包括：反馈回路，所述反馈回路连接所述传感器模块与所述控制单元，所述控制单元通过所述反馈回路对所述传感器模块进行调节。
优选的，所述语义识别单元还包括：特征提取单元，所述特征提取单元用于对所述第二语音信息进行特征提取，获得语音特征；语音转换单元，语音转换单元通过语音转换模型对所述语音特征进行识别，获得所述语义信息；其中，所述语音转换模型通过机器学习算法训练获得。
优选的，所述指令获得单元包括：控制指令数据库，所述控制指令数据库中包含有多组关键词，以及与每个所述关键词对应的控制指令。
优选的，所述控制指令包括：测量范围、校准精度、输出类型。
优选的，所述智能传感器还包括：数据采集单元，所述数据采集单元与所述传感器模块连接，用于接收所述传感器模块采集到的所述第一数据信息；第一数据存储单元，所述第一数据存储单元与所述数据采集单元连接，用于对所述第一数据信息进行存储。
优选的，所述智能传感器还包括：数据过滤单元，所述数据过滤单元与所述数据采集单元连接，用于对所述第一数据信息进行过滤，获得第二数据信息；数据发送单元，所述数据发送单元与所述数据过滤单元连接，用将所述第二数据发送出去。
优选的，所述智能传感器还包括：第二数据存储单元，所述第二数据存储单元与所述数据过滤单元连接，用于对所述第二数据信息进行存储。
优选的，所述语音采集模块、所述传感器模块均与所述处理器无线通讯连接。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
1、本发明实施例提供了一种语音识别智能传感器，所述智能传感器包括：语音采集模块，所述语音采集模块用于采集用户的语音信息，获得第一语音信息；处理器，所述处理器与所述语音采集模块通讯连接，包括：预处理单元，所述预处理单元用于对所述第一语音信号进行滤波和静音切除处理，获得第二语音信息；语义识别单元，所述语义识别单元与所述预处理单元连接，对所述第二语音信息进行语义分析识别，获得语义信息；指令获得单元，所述指令获得单元与所述语义识别单元连接，用于根据所述语义信息获得控制指令；控制单元，所述控制单元与所述指令获得单元连接，接收所述控制指令；传感器模块，所述传感器模块与所述控制单元电连接，所述控制单元根据所述控制指令对所述传感器模块进行调节，使所述传感器模块按照所述控制指令采集信息，获得第一数据信息。解决了现有技术中传感器模块的测量参数不能通过语音进行更改，智能化程度不高的技术问题，达到了通过语音对传感器模块的测量参数进行更改，提高传感器模块的智能化程度的技术效果。
2、本发明实施例通过数据采集单元，所述数据采集单元与所述传感器模块连接，用于接收所述传感器模块采集到的所述第一数据信息；第一数据存储单元，所述第一数据存储单元与所述数据采集单元连接，用于对所述第一数据信息进行存储，达到对原始数据的采集、存储，便于用户查询原始数据的技术效果。
3、本发明实施例通过数据过滤单元，所述数据过滤单元与所述数据采集单元连接，用于对所述第一数据信息进行过滤，获得第二数据信息；数据发送单元，所述数据发送单元与所述数据过滤单元连接，用将所述第二数据发送出去。达到使所述智能传感器具备对采集到的无效数据进行过滤的功能，免除了用户后续对无效数据的处理的技术效果。
4、本发明实施例通过所述语音采集模块、所述传感器模块均与所述处理器无线通讯连接。一方面扩大了用户的活动范围，使用户不必在传感器模块的安装位置发出语音指令；另一方面不增大所述传感器模块的体积，使所述智能传感器不因其功能的增加而缩小使用范围。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例中一种语音识别智能传感器的结构示意图。
附图标记说明：语音采集模块1；处理器2；预处理单元21；语义识别单元22；指令获得单元23；控制单元24；反馈回路3；传感器模块4；数据采集单元5；数据过滤单元6；数据发送单元7；第一数据存储单元8；第二数据存储单元9。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种语音识别智能传感器，解决了现有技术中传感器模块的测量参数不能通过语音进行更改，智能化程度不高的技术问题，达到了通过语音对传感器模块的测量参数进行更改，提高传感器模块的智能化程度的技术效果。
本发明实施例中的技术方案，总体结构如下：
一种语音识别智能传感器，所述智能传感器包括：语音采集模块，所述语音采集模块用于采集用户的语音信息，获得第一语音信息；处理器，所述处理器与所述语音采集模块通讯连接，包括：预处理单元，所述预处理单元用于对所述第一语音信号进行滤波和静音切除处理，获得第二语音信息；语义识别单元，所述语义识别单元与所述预处理单元连接，对所述第二语音信息进行语义分析识别，获得语义信息；指令获得单元，所述指令获得单元与所述语义识别单元连接，用于根据所述语义信息获得控制指令；控制单元，所述控制单元与所述指令获得单元连接，接收所述控制指令；传感器模块，所述传感器模块与所述控制单元电连接，所述控制单元根据所述控制指令对所述传感器模块进行调节，使所述传感器模块按照所述控制指令采集信息，获得第一数据信息。通过上述语音识别智能传感器解决了现有技术中传感器模块的测量参数不能通过语音进行更改，智能化程度不高的技术问题，达到了通过语音对传感器模块的测量参数进行更改，提高传感器模块的智能化程度的技术效果。
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做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。
实施例一
本发明实施例提供了一种语音识别智能传感器，请参考附图1，所述智能传感器包括：
语音采集模块1，所述语音采集模块1用于采集语音信息，并将所述语音信息转换为第一语音信息；
具体而言，所述语音采集模块1用于采集用户的语音信息，根据所述语音信息的频率与振幅将所述语音信息转换为第一语音信息，并将所述第一语音信息传递给所述处理器2。其中，所述第一语音信息为数字信息。
处理器2，所述处理器2与所述语音采集模块1通讯连接，包括：
预处理单元21，所述预处理单元21用于对所述第一语音信息进行滤波和静音切除处理，获得第二语音信息；
具体而言，处理器2主要包括预处理单元21、语音识别单元、指令获得单元23和控制单元24，所述预处理单元21用于对所述第一语音信息进行预处理，所述预处理包括滤波、静音切除，其中，所述滤波用于滤除所述第一语音信息中的背景噪声，所述静音切除用于对滤波后的所述第一语音信息进行剪切，切除其首尾端的静音，获得所述第二语音信息，使所述第二语音信息中仅含有用户的语音信息。本申请中，先对所述第一语音信息进行滤波，再对滤波后的所述第一语音信息进行静音切除，保证静音切除的准确性。
语义识别单元22，对所述第二语音信息进行语义分析识别，获得语义信息；
进一步的，所述语义识别单元22还包括：
特征提取单元，所述特征提取单元用于对所述第二语音信息进行特征提取，获得语音特征；
语音转换单元，语音转换单元通过语音转换模型对所述语音特征进行识别，获得所述语义信息；其中，所述语音转换模型通过机器学习算法训练获得。
具体而言，所述语义识别单元22与所述预处理单元21连接，接收所述预处理单元21传输来的所述第二语音信息。所述语义识别单元22包括特征提取单元和语音识别单元，所述特征提取单元用于对所述第二语音信息进行特征提取，获得语音特征，并将所述语音特征传递给所述语音转换单元。所述语音转换单元通过语音转换模型对所述语音特征进行识别，获得所述语义信息。通过人工智能算法和/或机器学习算法对所述语音转换模型进行训练，使其可具有对语音特征进行识别的能力。
机器学习算法具体为：根据所述声音特征与所述语义之间的转换关系，建立声音信号与语义之间的语音转换模型，通过大量的样本训练对所述语音转换模型进行训练。同时，对所述训练样本进行统计分析，利用遗传算法、粒子群算法、头脑风暴算法等优化算法，不断完善和优化模型参数，提高所述声音特征与上所述语义信息之间的转换精确度。
指令获得单元23，所述指令获得单元23与所述语义识别单元22连接，用于根据所述语义信息获得控制指令；
进一步的，所述指令获得单元23包括：控制指令数据库，所述控制指令数据库中包含有多组关键词，以及与每个所述关键词对应的控制指令。
具体而言，所述指令获得单元23包括一控制指令数据库，所述控制指令数据库中包含有多组关键词，以及与每个所述关键词对应的控制指令。所述指令获得单元23将所述语义信息与所述关键词相匹配，获得与所述语义信息相匹配的第一关键词，并根据所述第一关键词获得所述第一关键词对应的控制指令。例如，在所述控制指令数据库中，关键词“校准精度提高”、“提高校准精度”对应的控制指令为“提高校准精度”，当所述语义信息为校准精度提高、提高校准精度中的任一个时，所述指令获得单元23即可在所述控制指令数据库中匹配出所述控制指定为提高校准精度。
控制单元24，所述控制单元24与所述指令获得单元23连接，接收所述控制指令；
进一步的，所述智能传感器还包括：反馈回路3，所述反馈回路3连接所述传感器模块4与所述控制单元24，所述控制单元24通过所述反馈回路3对所述传感器模块4进行调节。
传感器模块4，所述传感器模块4与所述控制单元24电连接，所述控制单元24根据所述控制指令对所述传感器模块4进行调节，使所述传感器模块4按照所述控制指令采集信息获得第一数据信息。
具体而言，所述指令获得单元23获得所述控制指令后，将所述控制指令传递给所述控制单元24，所述控制单元24根据所述控制指令通过所述反馈回路3对所述传感器模块4进行调节，使所述传感器模块4按照所述控制指令采集信息获得第一数据信息。
进一步的，所述控制指令包括：测量范围、校准精度、输出类型。
具体而言，所述控制单元24可对所述传感器模块4进行测量范围、校准精度、输出类型进行控制调节，使所述传感器模块4按照用户需要的测量范围、校准精度、输出类型进行数据的采集，达到用户可以根据语音对所述智能传感器的测量范围、测量精度、输出类型等进行控制的技术效果。
进一步的，所述智能传感器还包括：
数据采集单元5，所述数据采集单元5与所述传感器模块4连接，用于接收所述传感器模块4采集到的所述第一数据信息；
第一数据存储单元8，所述第一数据存储单元8与所述数据采集单元5连接，用于对所述第一数据信息进行存储。
具体而言，所述第一数据采集单元5接收所述传感器模块4采集到的所述第一数据信息，并将所述第一数据信息传递给所述第一数据存储单元8进行存储，使所述智能传感器不但具有数据采集功能，还具有数据存储功能。
进一步的，所述智能传感器还包括：
数据过滤单元6，所述数据过滤单元6与所述数据采集单元5连接，用于对所述第一数据信息进行过滤，获得第二数据信息；
数据发送单元7，所述数据发送单元7与所述数据过滤单元6连接，用将所述第二数据发送出去。
进一步的，所述智能传感器还包括：第二数据存储单元9，所述第二数据存储单元9与所述数据过滤单元6连接，用于对所述第二数据信息进行存储。
具体而言，所述数据过滤单元6用于对所述第一数据信息进行过滤，滤除其中的异常值和例外值，经所述数据过滤单元6过滤后的所述第一数据信息为所述第二数据信息。所述数据过滤单元6将所述第二数据信息传递给所述数据发送单元7，所述数据发送单元7将所述第二数据信息传递出去，供用户使用。所述数据过滤单元6的设置使所述智能传感器具备对采集到的无效数据进行过滤的功能，免除了用户后续对无效数据的处理。
所述第二数据存储单元9用于对所述第二数据进行存储，因为异常数据有时也包含有信息，本申请实施例采用第一数据存储单元8存储所述传感器模块4采集到原始数据(所述第一数据信息)，用第二数据存储器存储滤除异常值后的原始数据(所述第二数据信息)，使用户可以根据需要从所述智能传感器获得原始数据或消除异常值后的原始数据，使数据具有可追溯性。
进一步的，所述语音采集模块1、所述传感器模块4均与所述处理器2无线通讯连接。
具体而言，所述智能传感器分为三个独立的部分，分别为所述语音采集模块1、所述传感器模块4、所述处理器2，所述语音采集模块1、所述传感器模块4均与所述处理器2无线通讯连接，使所述语音采集模块1、所述传感器模块4、所述处理器2可以分别位于不同的位置，一方面扩大了用户的活动范围，使用户不必在传感器模块4的安装位置发出语音指令；另一方面不增大所述传感器模块4的体积，使所述智能传感器不因其功能的增加而缩小使用范围。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
1、本发明实施例提供了一种语音识别智能传感器，所述智能传感器包括：语音采集模块，所述语音采集模块用于采集用户的语音信息，获得第一语音信息；处理器，所述处理器与所述语音采集模块通讯连接，包括：预处理单元，所述预处理单元用于对所述第一语音信号进行滤波和静音切除处理，获得第二语音信息；语义识别单元，所述语义识别单元与所述预处理单元连接，对所述第二语音信息进行语义分析识别，获得语义信息；指令获得单元，所述指令获得单元与所述语义识别单元连接，用于根据所述语义信息获得控制指令；控制单元，所述控制单元与所述指令获得单元连接，接收所述控制指令；传感器模块，所述传感器模块与所述控制单元电连接，所述控制单元根据所述控制指令对所述传感器模块进行调节，使所述传感器模块按照所述控制指令采集信息，获得第一数据信息。解决了现有技术中传感器模块的测量参数不能通过语音进行更改，智能化程度不高的技术问题，达到了通过语音对传感器模块的测量参数进行更改，提高传感器模块的智能化程度的技术效果。
2、本发明实施例通过数据采集单元，所述数据采集单元与所述传感器模块连接，用于接收所述传感器模块采集到的所述第一数据信息；第一数据存储单元，所述第一数据存储单元与所述数据采集单元连接，用于对所述第一数据信息进行存储，达到对原始数据的采集、存储，便于用户查询原始数据的技术效果。
3、本发明实施例通过数据过滤单元，所述数据过滤单元与所述数据采集单元连接，用于对所述第一数据信息进行过滤，获得第二数据信息；数据发送单元，所述数据发送单元与所述数据过滤单元连接，用将所述第二数据发送出去。达到使所述智能传感器具备对采集到的无效数据进行过滤的功能，免除了用户后续对无效数据的处理的技术效果。
4、本发明实施例通过所述语音采集模块、所述传感器模块均与所述处理器无线通讯连接。一方面扩大了用户的活动范围，使用户不必在传感器模块的安装位置发出语音指令；另一方面不增大所述传感器模块的体积，使所述智能传感器不因其功能的增加而缩小使用范围。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种语音识别智能传感器，其特征在于，所述智能传感器包括：
语音采集模块，所述语音采集模块用于采集用户的语音信息，获得第一语音信息；
处理器，所述处理器与所述语音采集模块通讯连接，包括：
预处理单元，所述预处理单元用于对所述第一语音信号进行滤波和静音切除处理，获得第二语音信息；
语义识别单元，所述语义识别单元与所述预处理单元连接，对所述第二语音信息进行语义分析识别，获得语义信息；
指令获得单元，所述指令获得单元与所述语义识别单元连接，用于根据所述语义信息获得控制指令；
控制单元，所述控制单元与所述指令获得单元连接，接收所述控制指令；
传感器模块，所述传感器模块与所述控制单元电连接，所述控制单元根据所述控制指令对所述传感器模块进行调节，使所述传感器模块按照所述控制指令采集信息，获得第一数据信息。
2.如权利要求1所述的智能传感器，其特征在于，所述智能传感器还包括：
反馈回路，所述反馈回路连接所述传感器模块与所述控制单元，所述控制单元通过所述反馈回路对所述传感器模块进行调节。
3.如权利要求1所述的智能传感器，其特征在于，所述语义识别单元还包括：
特征提取单元，所述特征提取单元用于对所述第二语音信息进行特征提取，获得语音特征；
语音转换单元，语音转换单元通过语音转换模型对所述语音特征进行识别，获得所述语义信息；其中，所述语音转换模型通过机器学习算法训练获得。
4.如权利要求1所述的智能传感器，其特征在于，所述指令获得单元包括：
控制指令数据库，所述控制指令数据库中包含有多组关键词，以及与每个所述关键词对应的控制指令。
5.如权利要求1所述的智能传感器，其特征在于，所述控制指令包括：测量范围、校准精度、输出类型。
6.如权利要求1所述的智能传感器，其特征在于，所述智能传感器还包括：
数据采集单元，所述数据采集单元与所述传感器模块连接，用于接收所述传感器模块采集到的所述第一数据信息；
第一数据存储单元，所述第一数据存储单元与所述数据采集单元连接，用于对所述第一数据信息进行存储。
7.如权利要求6所述的智能传感器，其特征在于，所述智能传感器还包括：
数据过滤单元，所述数据过滤单元与所述数据采集单元连接，用于对所述第一数据信息进行过滤，获得第二数据信息；
数据发送单元，所述数据发送单元与所述数据过滤单元连接，用将所述第二数据发送出去。
8.如权利要求7所述的智能传感器，其特征在于，所述智能传感器还包括：
第二数据存储单元，所述第二数据存储单元与所述数据过滤单元连接，用于对所述第二数据信息进行存储。
9.如权利要求1所述的智能传感器，其特征在于，所述语音采集模块、所述传感器模块均与所述处理器无线通讯连接。
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