CN114639382A - 带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统 - Google Patents
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Abstract
带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，属于智能家居技术领域，为了解决装载语音控制系统的控制装置外露设置沾染灰尘，电子产品定期清理维护起来额外注意，操作起来比较麻烦；以及现有的装载语音控制系统的控制装置存在识别延迟，对语音指令识别效果不理想的问题；本发明通过移动套在壳体外部上下移动推动活塞压杆抽推调节气筒内部气体，以驱动气动伸缩连杆伸缩配合活动转盘和拨板控制防护板上下偏转，实现移动套对控制器主体的显露和隔离，通过DSP指令集模块和FPU运算模块的浮点运算对所需识别的语音进行信号处理，提高对语音信号的识别能力；本发明便于维护，能够高效准确的对语音信号进行识别。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，具体而言，为带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统。
背景技术
智能家居是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、医疗电子技术依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖、健康保健、卫生防疫、安防保安等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。在选购智能家居时，系统的稳定性是采购时首先需要考虑的因素。
智能家居一般依靠语音控制装置进行自动控制，然而，现有的一些装载语音控制系统的控制装置多是外露的，长期使用时容易在其表面沾染灰尘，需要定期清理维护，电子产品定期清理维护起来需要额外注意，操作起来比较麻烦；而且现有的装载语音控制系统的控制装置在对智能家居进行控制时存在识别延迟的现象，控制系统对语音指令识别效果不理想，造成对智能家居的控制操作不及时影响其使用。
因此，我们推出带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，旨在解决上述背景技术中，现有的一些装载语音控制系统的控制装置多是外露的，长期使用时容易在其表面沾染灰尘，需要定期清理维护，电子产品定期清理维护起来需要额外注意，操作起来比较麻烦的问题，以及现有的装载语音控制系统的控制装置在对智能家居进行控制时存在识别延迟的现象，控制系统对语音指令识别效果不理想，造成对智能家居的控制操作不及时影响其使用的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，包括底座和设置于底座上端的壳体，壳体为金属构件，壳体内部的底座上端设置有控制器主体，壳体的外壁上活动套接有移动套，移动套为上下开口结构，移动套顶部端口相邻处的两侧内壁间设置有活动轴，活动轴的外壁上均匀间隔设置有防护板，且壳体对应防护板的两侧端口处内壁上设置有气筒，气筒顶部端口内设置有活塞压杆，活塞压杆的顶部固定连接于固定支架的下端，固定支架设置于活动轴下端相邻处的移动套内壁上，且固定支架的末端侧壁间设置有活动转盘，活动转盘靠近防护板一侧的外壁上设置有拨板，活动转盘远离防护板一侧的外壁上固定连接有固定条，固定条的侧壁上活动连接有气动伸缩连杆，气动伸缩连杆末端固定连接于柔性固定套的侧壁上，柔性固定套固定套接于活塞压杆的外壁上，活塞压杆内侧的固定支架底部设置有磁石块，磁石块对应壳体顶部外壁设置，气筒底部处一侧外壁上设置有相连通的柔性导管，柔性导管的末端与气动伸缩连杆固定端的侧壁连接且相通，控制器主体内部设置有语音控制模块；
控制器主体的外壁上设置有清灰件，清灰件包括固定连接于控制器主体外壁上靠近底部处的固定环和设置于固定环顶部的环形鼓风气囊，环形鼓风气囊的顶部设置有移动环，且环形鼓风气囊和移动环均活动环套于控制器主体外部，移动环顶部两侧固定连接有L型限位板，L型限位板顶部贯穿设置有移动推杆，移动推杆顶部固定连接于移动套顶板下端，且L型限位板外侧的移动环顶部均匀间隔设置有气管，气管与环形鼓风气囊相连通，气管端口处外壁上设置有安装套，安装套的侧壁上设置有U型连杆，U型连杆末端悬置于气管顶部端口上方，且U型连杆的末端固定连接有飘带；
防护板的内部设置有中空腔，中空腔底板上端中部处设置有集水槽，集水槽与活动轴相连通，活动轴为中空且侧端开口结构，活动轴开口端贯穿移动套侧壁并延伸至其外部，中空腔对应集水槽的防护板顶部均匀开设有漏水孔，中空腔一侧的内壁上设置有导向杆，且导向杆的外壁上贯穿设置有移动板，移动板顶部设置有密封板，密封板贴合漏水孔底部端口设置，导向杆下端远离移动板一侧设置有固定板，固定板的侧壁上贯穿设置有T型杆，T型杆末端固定连接于移动板侧壁上，移动板和固定板间的T型杆外壁上缠绕设置有缓冲弹簧，中空腔远离导向杆一侧的内壁上设置有永磁体，中空腔下方的防护板一侧外壁上嵌合有弹性垫，其另一侧外壁上设置有相对应的限位槽，弹性垫的内部设置内嵌有吸水棉，弹性垫突出防护板外侧的顶部开设有引流槽，引流槽连通至吸水棉处。
进一步地，移动套顶部端口处两侧活动轴外壁上的防护板相互间隔交错设置，活塞压杆未压缩推动气筒内部气体时，防护板均呈水平设置，且防护板的末端与移动套顶部端口内壁相平齐，活动转盘仅与活动轴两端最外侧的防护板相对设置。
进一步地，语音控制模块电连接用于进行用户语音样本收集的样本采集模块和用于进行语音调设的语音设置模块，以及用于进行用户控制语音读取识别的语音识别模块；语音控制模块还依次电连接存储模块、语音输入模块和语音播报模块，存储模块用于数据存储；语音输入模块用于对用户语音命令进行录入；而语音播报模块用于播报执行的语音命令；且语音输入模块和语音播报模块分别电连接麦克风和喇叭。
进一步地，语音控制模块电连接用于能源供应的电源模块，电源模块电连接低电压检测模块，低电压检测模块用于对电源模块的电压进行实时检测，且语音控制模块还依次电连接定时模块、报警模块和音乐模块，定时模块用于在语音控制模块开启后额定时间内未接收语音命令的定时关闭计时；报警模块用于在检测到电源模块存在低电压时进行报警；而音乐模块用于进行音乐播放。
进一步地，语音控制模块包括控制运行的MCU模块和与MCU模块电连接的数据收发模块及数据处理模块，数据收发模块用于进行数据的收发处理；而数据处理模块用于对收发数据进行信号转化处理；且MCU模块还依次电连接蓝牙模块、DSP指令集模块、FPU运算模块和FFT加速器，蓝牙模块用于离线连接智能家居电器；DSP指令集模块用于辅助识别语音指令；FPU运算模块用于对语音指令信号处理进行浮点运算；而FFT加速器用于加快信号处理运算。
进一步地，样本采集模块包括用于进行建立用于语音样本的新建样本模块和用于对语音样本进行声音特征提取的样本特征提取模块，样本采集模块内还设置有情绪样本模块和样本编辑模块，情绪样本模块用户保存用户不同情绪下的语音样本；而样本编辑模块用于对语音样本进行名称优化编辑。
进一步地，语音设置模块用于自定义设置语音控制模块的开机播报语，自定义设置语音控制模块待机休眠时的语音唤醒词，自定义设置语音控制模块对智能家居电器控制的命令词，以及自动设置TTS语音播报。
进一步地，语音识别模块包括用于对用户情绪判断的情绪判定模块和进行语音音色确认的音色识别模块，以及进行语音音域判定的音域识别模块，且语音识别模块内还设置有分析对比模块、命令词对比模块和指令转化处理模块，分析对比模块用于将接收的语音命令特征与预先留存的语音样本进行对比分析，确定命令是否出自用户本人；命令词对比模块用于对语音命令和预先设置的命令词进行对比，快速确定执行的语音命令；而指令转化处理模块用与对语音命令进行文本转化处理。
进一步地，语音控制模块的操作流程如下：
S1：开启电源模块进行通电，语音控制系统基于蓝牙模块连接手机APP和智能家居电器，通过样本采集模块分别采集用户不同情绪下的语音样本，提取用户语音特征；
S2：利用手机APP配合语音设置模块为系统自定义设置不同的唤醒词和命令词，并自定义选择特色音质的语音播报模式，完成对系统的设置；
S3：用户通过说出唤醒词控制系统启动，说出命令词后基于情绪判定模块线分析用户心情，再通过语音的音色和音域进行识别后，利用分析对比模块将其与预先设置的语音样本特征进行对比分析；
S4：语音特征对比正确后对命令词进行确认，确认后通过指令转化处理模块对其进行转化处理，命令进行信号处理后传递给数据收发模块，数据收发模块通过蓝牙连接将命令传递给智能家居电器以对其进行控制；
S5：指令下达完成后一段时间内未接收新的指令时，定时模块计时完成后语音控制模块控制系统自动进行关闭。
进一步地，壳体的侧壁上设置有限位滑槽，移动套底部端口处内壁上对应限位滑槽处设置有限位滑块，移动套通过限位滑块卡合限位滑槽活动套接于壳体外壁上，限位滑槽下端的壳体侧壁上设置有连接口，且控制器主体侧壁上对应喇叭处设置有播报出声孔，控制器主体顶端对应麦克风处设置有进声孔，进声孔两侧的控制器主体顶部设置有信号增强器，信号增强器电连接蓝牙模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明提出的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，移动套通过限位滑块卡合限位滑槽活动套接于壳体外壁上，壳体内部的底座上端设置控制器主体，移动套顶部端口相邻处的两侧内壁间设置活动轴，活动轴的外壁上均匀间隔设置防护板，壳体对应防护板的两侧端口处内壁上设置气筒，气筒顶部端口内设置活塞压杆，活塞压杆的顶部固定连接于固定支架的下端，固定支架设置于活动轴下端相邻处的移动套内壁上，固定支架的末端侧壁间设置活动转盘，活动转盘靠近防护板一侧的外壁上设置拨板，活动转盘远离防护板一侧的外壁上固定连接固定条，固定条的侧壁上活动连接气动伸缩连杆，气动伸缩连杆末端固定连接于柔性固定套的侧壁上，柔性固定套固定套接于活塞压杆的外壁上，活塞压杆内侧的固定支架底部设置磁石块，气筒底部处一侧外壁上设置有相连通的柔性导管，柔性导管的末端与气动伸缩连杆固定端的侧壁连接且相通，通过向下按压移动套使其沿壳体外壁下移，移动套下移时利用固定支架带动活塞压杆下压气筒内部的气体，使气筒内部的气体通过柔性导管输送到气动伸缩连杆固定端内，气动伸缩连杆受气体推动伸长末端的移动杆，移动杆配合固定条推动活动转盘偏转，活动转盘偏转时驱动拨板推动防护板围绕活动轴向上偏转伸出移动套顶部端口，随着移动套下移固定支架底部的磁石块吸附壳体顶部边沿进行固定，控制器主体延伸至移动套顶部端口外部，用户通过语音操作控制器主体对智能家居进行控制，使用结束后拨动移动套使其沿壳体外壁上移，活塞压杆上移将气动伸缩连杆内部的气体抽回气筒内，气动伸缩连杆回缩带动活动转盘向下偏转，使的防护板向下偏转封堵移动套顶部端口，将控制器主体密封于移动套和壳体内部，避免灰尘堆积在控制器主体，用户只需清理移动套和壳体即可，方便维护。
2.本发明提出的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，语音控制模块基于蓝牙模块连接手机APP和智能家居电器，实现语音控制的离线操作，通过样本采集模块分别采集用户不同的语音样本，提取用户语音特征；利用手机APP配合语音设置模块为系统自定义设置不同的唤醒词和命令词，并自定义选择特色音质的语音播报模式，完成对系统的设置；用户通过说出唤醒词控制系统启动，通过DSP指令集模块和FPU运算模块的浮点运算对所需识别的语音进行信号处理，使用FFT加速器辅助加速，利用分析对比模块将其与预先设置的语音样本特征进行对比分析，提高对语音信号的识别能力；语音特征对比正确后对命令词进行确认，命令进行信号处理后传递给数据收发模块，数据收发模块通过蓝牙连接将命令传递给智能家居电器以对其进行控制；指令下达完成后一段时间内未接收新的指令时，定时模块计时完成后语音控制模块控制系统自动进行关闭。
3.本发明提出的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，通过样本采集模块分别采集用户不同情绪下的语音样本，提取用户语音特征；用户通过说出唤醒词控制系统启动，说出命令词后基于情绪判定模块线分析用户心情，再通过语音的音色和音域进行识别后，利用分析对比模块将其与预先设置的语音样本特征进行对比分析，通过预先设置情绪样本，结合音色和音域的对比分析，语音控制模块能够更加精准快速的读取识别用户情绪爆发下的语音信号，避免用户情绪对语音信号的识别产生干扰，提高对语音信号识别的准确性。
附图说明
图1为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的整体结构示意图；
图2为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的防护板安装结构示意图；
图3为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的控制器主体安装结构示意图；
图4为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的图3中A处放大结构示意图；
图5为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的防护板截面图；
图6为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的弹性垫截面图；
图7为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的清灰件结构示意图；
图8为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的架构图；
图9为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的语音控制模块架构图；
图10为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的样本采集模块架构图；
图11为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的语音设置模块功能架构图；
图12为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的语音识别模块架构图；
图13为本发明带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统的语音控制模块操作流程图。
图中：1、底座；2、壳体；3、控制器主体；4、移动套；5、活动轴；6、防护板；61、中空腔；62、集水槽；63、漏水孔；64、导向杆；65、移动板；66、密封板；67、固定板；68、T型杆；69、缓冲弹簧；610、永磁体；611、弹性垫；6111、吸水棉；6112、引流槽；612、限位槽；7、气筒；8、活塞压杆；9、固定支架；10、活动转盘；11、拨板；12、固定条；13、气动伸缩连杆；14、柔性固定套；15、柔性导管；16、语音控制模块；161、MCU模块；162、数据收发模块；163、数据处理模块；164、蓝牙模块；165、DSP指令集模块；166、FPU运算模块；167、FFT加速器；17、样本采集模块；171、新建样本模块；172、样本特征提取模块；173、情绪样本模块；174、样本编辑模块；18、语音设置模块；19、语音识别模块；191、情绪判定模块；192、音色识别模块；193、音域识别模块；194、分析对比模块；195、命令词对比模块；196、指令转化处理模块；20、存储模块；21、语音输入模块；22、语音播报模块；23、麦克风；24、喇叭；25、电源模块；26、低电压检测模块；27、定时模块；28、报警模块；29、音乐模块；30、限位滑槽；31、限位滑块；32、连接口；33、磁石块；34、播报出声孔；35、进声孔；36、信号增强器；37、清灰件；371、固定环；372、环形鼓风气囊；373、移动环；374、L型限位板；375、移动推杆；376、气管；377、安装套；378、U型连杆；379、飘带。
具体实施方式
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。
为了解决现有的一些装载语音控制系统的控制装置多是外露的，长期使用时容易在其表面沾染灰尘，需要定期清理维护，电子产品定期清理维护起来需要额外注意，操作起来比较麻烦的问题，请参阅图1-4，提供以下优选技术方案：
带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，包括底座1和设置于底座1上端的壳体2，壳体2为金属构件，壳体2内部的底座1上端设置有控制器主体3，壳体2的外壁上活动套接有移动套4，移动套4为上下开口结构，移动套4顶部端口相邻处的两侧内壁间设置有活动轴5，活动轴5的外壁上均匀间隔设置有防护板6，且壳体2对应防护板6的两侧端口处内壁上设置有气筒7，气筒7顶部端口内设置有活塞压杆8，活塞压杆8的顶部固定连接于固定支架9的下端，固定支架9设置于活动轴5下端相邻处的移动套4内壁上，且固定支架9的末端侧壁间设置有活动转盘10，活动转盘10靠近防护板6一侧的外壁上设置有拨板11，活动转盘10远离防护板6一侧的外壁上固定连接有固定条12，固定条12的侧壁上活动连接有气动伸缩连杆13，气动伸缩连杆13末端固定连接于柔性固定套14的侧壁上，柔性固定套14固定套接于活塞压杆8的外壁上，活塞压杆8内侧的固定支架9底部设置有磁石块33，磁石块33对应壳体2顶部外壁设置，气筒7底部处一侧外壁上设置有相连通的柔性导管15，柔性导管15的末端与气动伸缩连杆13固定端的侧壁连接且相通，控制器主体3内部设置有语音控制模块16。
移动套4顶部端口处两侧活动轴5外壁上的防护板6相互间隔交错设置，活塞压杆8未压缩推动气筒7内部气体时，防护板6均呈水平设置，且防护板6的末端与移动套4顶部端口内壁相平齐，活动转盘10仅与活动轴5两端最外侧的防护板6相对设置。
壳体2的侧壁上设置有限位滑槽30，移动套4底部端口处内壁上对应限位滑槽30处设置有限位滑块31，移动套4通过限位滑块31卡合限位滑槽30活动套接于壳体2外壁上，限位滑槽30下端的壳体2侧壁上设置有连接口32，且控制器主体3侧壁上对应喇叭24处设置有播报出声孔34，控制器主体3顶端对应麦克风23处设置有进声孔35，进声孔35两侧的控制器主体3顶部设置有信号增强器36，信号增强器36电连接蓝牙模块164。
具体的，通过向下按压移动套4使其沿壳体2外壁下移，移动套4下移时利用固定支架9带动活塞压杆8下压气筒7内部的气体，使气筒7内部的气体通过柔性导管15输送到气动伸缩连杆13固定端内，气动伸缩连杆13受气体推动伸长末端的移动杆，移动杆配合固定条12推动活动转盘10偏转，活动转盘10偏转时驱动拨板11推动防护板6围绕活动轴5向上偏转伸出移动套4顶部端口，随着移动套4下移固定支架9底部的磁石块33吸附壳体2顶部边沿进行固定，控制器主体3延伸至移动套4顶部端口外部，用户通过语音操作控制器主体3对智能家居进行控制，使用结束后拨动移动套4使其沿壳体2外壁上移，活塞压杆8上移将气动伸缩连杆13内部的气体抽回气筒7内，气动伸缩连杆13回缩带动活动转盘10向下偏转，使的防护板6向下偏转封堵移动套4顶部端口，将控制器主体3密封于移动套4和壳体2内部，避免灰尘堆积在控制器主体3，用户只需清理移动套4和壳体2即可，方便维护。
为了加强防护板6对移动套4顶部端口的防水密封性能，如图2、图5和图6所示，提供以下优选技术方案：
防护板6的内部设置有中空腔61，中空腔61底板上端中部处设置有集水槽62，集水槽62与活动轴5相连通，活动轴5为中空且侧端开口结构，活动轴5开口端贯穿移动套4侧壁并延伸至其外部，中空腔61对应集水槽62的防护板6顶部均匀开设有漏水孔63，中空腔61一侧的内壁上设置有导向杆64，且导向杆64的外壁上贯穿设置有移动板65，移动板65顶部设置有密封板66，密封板66贴合漏水孔63底部端口设置，移动板65下端远离移动板65一侧设置有固定板67，固定板67的侧壁上贯穿设置有T型杆68，T型杆68末端固定连接于移动板65侧壁上，移动板65和固定板67间的T型杆68外壁上缠绕设置有缓冲弹簧69，中空腔61远离导向杆64一侧的内壁上设置有永磁体610，中空腔61下方的防护板6一侧外壁上嵌合有弹性垫611，其另一侧外壁上设置有相对应的限位槽612，弹性垫611的内部设置内嵌有吸水棉6111，弹性垫611突出防护板6外侧的顶部开设有引流槽6112，引流槽6112连通至吸水棉6111处。
具体的，移动套4顶部两侧的防护板6间隔交替卡合后，相邻防护板6侧壁上的弹性垫611挤压卡合于限位槽612内，利用弹性垫611对相邻防护板6缝隙进行密封，同时相邻防护板6内部的永磁体610吸附T型杆68带动移动板65在移动板65外壁上移动，移动板65带动密封板66移动显露防护板6顶部的漏水孔63，移动套4和防护板6隔离控制器主体3后，不小心将水洒到移动套4顶部时，水通过防护板6顶部的漏水孔63进入到中空腔61内，顺着密封板66末端斜板引流到中空腔61底部的集水槽62中，通过集水槽62的引导进入和防护板6相连接且中空的活动轴5内，利用活动轴5排向移动套4一侧外部，避免不使用时水通过移动套4顶部端口进入壳体2内部对控制器主体3造成损伤，加强了对控制器主体3的防水防护性能。
为了对控制器主体3外壁上使用时附着的灰尘进行自动清理，如图3和图7所示，提供以下优选技术方案：
控制器主体3的外壁上设置有清灰件37，清灰件37包括固定连接于控制器主体3外壁上靠近底部处的固定环371和设置于固定环371顶部的环形鼓风气囊372，环形鼓风气囊372靠近底部处侧壁上设置有单向进气嘴，环形鼓风气囊372的顶部设置有移动环373，且环形鼓风气囊372和移动环373均活动环套于控制器主体3外部，移动环373顶部两侧固定连接有L型限位板374，L型限位板374顶部贯穿设置有移动推杆375，移动推杆375顶部固定连接于移动套4顶板下端，且L型限位板374外侧的移动环373顶部均匀间隔设置有气管376，气管376与环形鼓风气囊372相连通，气管376端口处外壁上设置有安装套377，安装套377的侧壁上设置有U型连杆378，U型连杆378末端悬置于气管376顶部端口上方，且U型连杆378的末端固定连接有飘带379。
具体的，向下按压滑动移动套4露出控制器主体3时，移动套4下移带动移动推杆375下移，移动推杆375沿着L型限位板374顶部的套孔下移接触移动环373，移动环373受移动推杆375推动下移挤压环形鼓风气囊372，环形鼓风气囊372受压缩对气管376进行鼓风，气管376喷出的风对控制器主体3外壁进行吹拂，同时U型连杆378末端固定的飘带379受吹动向上不定向飘动，将控制器主体3外壁上附着的灰尘擦拭飘动，利用气管376喷出的风将灰尘从移动套4顶部喷出，每次基于移动套4的下滑开启使用控制器主体3时，实现对控制器主体3外壁上附着灰尘的自动联动清理控制，便捷实用。
为了解决现有的装载语音控制系统的控制装置在对智能家居进行控制时存在识别延迟的现象，控制系统对语音指令识别效果不理想，造成对智能家居的控制操作不及时影响其使用的问题，请参阅图8-13，提供以下优选技术方案：
语音控制模块16电连接用于进行用户语音样本收集的样本采集模块17和用于进行语音调设的语音设置模块18，以及用于进行用户控制语音读取识别的语音识别模块19；语音控制模块16还依次电连接存储模块20、语音输入模块21和语音播报模块22，存储模块20用于数据存储；语音输入模块21用于对用户语音命令进行录入；而语音播报模块22用于播报执行的语音命令；且语音输入模块21和语音播报模块22分别电连接麦克风23和喇叭24。
语音控制模块16电连接用于能源供应的电源模块25，电源模块25电连接低电压检测模块26，低电压检测模块26用于对电源模块25的电压进行实时检测，且语音控制模块16还依次电连接定时模块27、报警模块28和音乐模块29，定时模块27用于在语音控制模块16开启后额定时间内未接收语音命令的定时关闭计时；报警模块28用于在检测到电源模块25存在低电压时进行报警；而音乐模块29用于进行音乐播放。
语音控制模块16包括控制运行的MCU模块161和与MCU模块161电连接的数据收发模块162及数据处理模块163，数据收发模块162用于进行数据的收发处理；而数据处理模块163用于对收发数据进行信号转化处理；且MCU模块161还依次电连接蓝牙模块164、DSP指令集模块165、FPU运算模块166和FFT加速器167，蓝牙模块164用于离线连接智能家居电器；DSP指令集模块165用于辅助识别语音指令；FPU运算模块166用于对语音指令信号处理进行浮点运算；而FFT加速器167用于加快信号处理运算。
语音设置模块18用于自定义设置语音控制模块16的开机播报语，自定义设置语音控制模块16待机休眠时的语音唤醒词，自定义设置语音控制模块16对智能家居电器控制的命令词，以及自动设置TTS语音播报。
具体的，开启电源模块25进行通电，语音控制系统基于蓝牙模块164连接手机APP和智能家居电器，通过样本采集模块17分别采集用户不同的语音样本，提取用户语音特征；利用手机APP配合语音设置模块18为系统自定义设置不同的唤醒词和命令词，并自定义选择特色音质的语音播报模式，完成对系统的设置；用户通过说出唤醒词控制系统启动，通过DSP指令集模块165和FPU运算模块166的浮点运算对所需识别的语音进行信号处理，使用FFT加速器167辅助加速，利用分析对比模块194将其与预先设置的语音样本特征进行对比分析，提高对语音信号的识别能力；语音特征对比正确后对命令词进行确认，命令进行信号处理后传递给数据收发模块162，数据收发模块162通过蓝牙连接将命令传递给智能家居电器以对其进行控制；指令下达完成后一段时间内未接收新的指令时，定时模块27计时完成后语音控制模块16控制系统自动进行关闭。
为了进一步加强对语音信号识别的精准度，如图8、图10和图12所示，提供以下优选技术方案：
样本采集模块17包括用于进行建立用于语音样本的新建样本模块171和用于对语音样本进行声音特征提取的样本特征提取模块172，样本采集模块17内还设置有情绪样本模块173和样本编辑模块174，情绪样本模块173用户保存用户不同情绪下的语音样本；而样本编辑模块174用于对语音样本进行名称优化编辑。
语音识别模块19包括用于对用户情绪判断的情绪判定模块191和进行语音音色确认的音色识别模块192，以及进行语音音域判定的音域识别模块193，且语音识别模块19内还设置有分析对比模块194、命令词对比模块195和指令转化处理模块196，分析对比模块194用于将接收的语音命令特征与预先留存的语音样本进行对比分析，确定命令是否出自用户本人；命令词对比模块195用于对语音命令和预先设置的命令词进行对比，快速确定执行的语音命令；而指令转化处理模块196用与对语音命令进行文本转化处理。
具体的，通过样本采集模块17分别采集用户不同情绪下的语音样本，提取用户语音特征；用户通过说出唤醒词控制系统启动，说出命令词后基于情绪判定模块191线分析用户心情，再通过语音的音色和音域进行识别后，利用分析对比模块194将其与预先设置的语音样本特征进行对比分析，通过预先设置情绪样本，结合音色和音域的对比分析，语音控制模块16能够更加精准快速的读取识别用户情绪爆发下的语音信号，避免用户情绪对语音信号的识别产生干扰，提高对语音信号识别的准确性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，包括底座（1）和设置于底座（1）上端的壳体（2），壳体（2）为金属构件，壳体（2）内部的底座（1）上端设置有控制器主体（3），其特征在于：壳体（2）的外壁上活动套接有移动套（4），移动套（4）为上下开口结构，移动套（4）顶部端口相邻处的两侧内壁间设置有活动轴（5），活动轴（5）的外壁上均匀间隔设置有防护板（6），且壳体（2）对应防护板（6）的两侧端口处内壁上设置有气筒（7），气筒（7）顶部端口内设置有活塞压杆（8），活塞压杆（8）的顶部固定连接于固定支架（9）的下端，固定支架（9）设置于活动轴（5）下端相邻处的移动套（4）内壁上，且固定支架（9）的末端侧壁间设置有活动转盘（10），活动转盘（10）靠近防护板（6）一侧的外壁上设置有拨板（11），活动转盘（10）远离防护板（6）一侧的外壁上固定连接有固定条（12），固定条（12）的侧壁上活动连接有气动伸缩连杆（13），气动伸缩连杆（13）末端固定连接于柔性固定套（14）的侧壁上，柔性固定套（14）固定套接于活塞压杆（8）的外壁上，活塞压杆（8）内侧的固定支架（9）底部设置有磁石块（33），磁石块（33）对应壳体（2）顶部外壁设置，气筒（7）底部处一侧外壁上设置有相连通的柔性导管（15），柔性导管（15）的末端与气动伸缩连杆（13）固定端的侧壁连接且相通，控制器主体（3）内部设置有语音控制模块（16）；
控制器主体（3）的外壁上设置有清灰件（37），清灰件（37）包括固定连接于控制器主体（3）外壁上靠近底部处的固定环（371）和设置于固定环（371）顶部的环形鼓风气囊（372），环形鼓风气囊（372）的顶部设置有移动环（373），且环形鼓风气囊（372）和移动环（373）均活动环套于控制器主体（3）外部，移动环（373）顶部两侧固定连接有L型限位板（374），L型限位板（374）顶部贯穿设置有移动推杆（375），移动推杆（375）顶部固定连接于移动套（4）顶板下端，且L型限位板（374）外侧的移动环（373）顶部均匀间隔设置有气管（376），气管（376）与环形鼓风气囊（372）相连通，气管（376）端口处外壁上设置有安装套（377），安装套（377）的侧壁上设置有U型连杆（378），U型连杆（378）末端悬置于气管（376）顶部端口上方，且U型连杆（378）的末端固定连接有飘带（379）；
防护板（6）的内部设置有中空腔（61），中空腔（61）底板上端中部处设置有集水槽（62），集水槽（62）与活动轴（5）相连通，活动轴（5）为中空且侧端开口结构，活动轴（5）开口端贯穿移动套（4）侧壁并延伸至其外部，中空腔（61）对应集水槽（62）的防护板（6）顶部均匀开设有漏水孔（63），中空腔（61）一侧的内壁上设置有导向杆（64），且导向杆（64）的外壁上贯穿设置有移动板（65），移动板（65）顶部设置有密封板（66），密封板（66）贴合漏水孔（63）底部端口设置，导向杆（64）下端远离移动板（65）一侧设置有固定板（67），固定板（67）的侧壁上贯穿设置有T型杆（68），T型杆（68）末端固定连接于移动板（65）侧壁上，移动板（65）和固定板（67）间的T型杆（68）外壁上缠绕设置有缓冲弹簧（69），中空腔（61）远离导向杆（64）一侧的内壁上设置有永磁体（610），中空腔（61）下方的防护板（6）一侧外壁上嵌合有弹性垫（611），其另一侧外壁上设置有相对应的限位槽（612），弹性垫（611）的内部设置内嵌有吸水棉（6111），弹性垫（611）突出防护板（6）外侧的顶部开设有引流槽（6112），引流槽（6112）连通至吸水棉（6111）处。
2.如权利要求1所述的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，其特征在于：移动套（4）顶部端口处两侧活动轴（5）外壁上的防护板（6）相互间隔交错设置，活塞压杆（8）未压缩推动气筒（7）内部气体时，防护板（6）均呈水平设置，且防护板（6）的末端与移动套（4）顶部端口内壁相平齐，活动转盘（10）仅与活动轴（5）两端最外侧的防护板（6）相对设置。
3.如权利要求2所述的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，其特征在于：语音控制模块（16）电连接用于进行用户语音样本收集的样本采集模块（17）和用于进行语音调设的语音设置模块（18），以及用于进行用户控制语音读取识别的语音识别模块（19）；语音控制模块（16）还依次电连接存储模块（20）、语音输入模块（21）和语音播报模块（22），存储模块（20）用于数据存储；语音输入模块（21）用于对用户语音命令进行录入；而语音播报模块（22）用于播报执行的语音命令；且语音输入模块（21）和语音播报模块（22）分别电连接麦克风（23）和喇叭（24）。
4.如权利要求3所述的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，其特征在于：语音控制模块（16）电连接用于能源供应的电源模块（25），电源模块（25）电连接低电压检测模块（26），低电压检测模块（26）用于对电源模块（25）的电压进行实时检测，且语音控制模块（16）还依次电连接定时模块（27）、报警模块（28）和音乐模块（29），定时模块（27）用于在语音控制模块（16）开启后额定时间内未接收语音命令的定时关闭计时；报警模块（28）用于在检测到电源模块（25）存在低电压时进行报警；而音乐模块（29）用于进行音乐播放。
5.如权利要求4所述的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，其特征在于：语音控制模块（16）包括控制运行的MCU模块（161）和与MCU模块（161）电连接的数据收发模块（162）及数据处理模块（163），数据收发模块（162）用于进行数据的收发处理；而数据处理模块（163）用于对收发数据进行信号转化处理；且MCU模块（161）还依次电连接蓝牙模块（164）、DSP指令集模块（165）、FPU运算模块（166）和FFT加速器（167），蓝牙模块（164）用于离线连接智能家居电器；DSP指令集模块（165）用于辅助识别语音指令；FPU运算模块（166）用于对语音指令信号处理进行浮点运算；而FFT加速器（167）用于加快信号处理运算。
6.如权利要求5所述的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，其特征在于：样本采集模块（17）包括用于进行建立用于语音样本的新建样本模块（171）和用于对语音样本进行声音特征提取的样本特征提取模块（172），样本采集模块（17）内还设置有情绪样本模块（173）和样本编辑模块（174），情绪样本模块（173）用户保存用户不同情绪下的语音样本；而样本编辑模块（174）用于对语音样本进行名称优化编辑。
7.如权利要求6所述的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，其特征在于：语音设置模块（18）用于自定义设置语音控制模块（16）的开机播报语，自定义设置语音控制模块（16）待机休眠时的语音唤醒词，自定义设置语音控制模块（16）对智能家居电器控制的命令词，以及自动设置TTS语音播报。
8.如权利要求7所述的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，其特征在于：语音识别模块（19）包括用于对用户情绪判断的情绪判定模块（191）和进行语音音色确认的音色识别模块（192），以及进行语音音域判定的音域识别模块（193），且语音识别模块（19）内还设置有分析对比模块（194）、命令词对比模块（195）和指令转化处理模块（196），分析对比模块（194）用于将接收的语音命令特征与预先留存的语音样本进行对比分析，确定命令是否出自用户本人；命令词对比模块（195）用于对语音命令和预先设置的命令词进行对比，快速确定执行的语音命令；而指令转化处理模块（196）用与对语音命令进行文本转化处理。
9.如权利要求8所述的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，其特征在于：语音控制模块（16）的操作流程如下：
S1：开启电源模块（25）进行通电，语音控制系统基于蓝牙模块（164）连接手机APP和智能家居电器，通过样本采集模块（17）分别采集用户不同情绪下的语音样本，提取用户语音特征；
S2：利用手机APP配合语音设置模块（18）为系统自定义设置不同的唤醒词和命令词，并自定义选择特色音质的语音播报模式，完成对系统的设置；
S3：用户通过说出唤醒词控制系统启动，说出命令词后基于情绪判定模块（191）线分析用户心情，再通过语音的音色和音域进行识别后，利用分析对比模块（194）将其与预先设置的语音样本特征进行对比分析；
S4：语音特征对比正确后对命令词进行确认，确认后通过指令转化处理模块（196）对其进行转化处理，命令进行信号处理后传递给数据收发模块（162），数据收发模块（162）通过蓝牙连接将命令传递给智能家居电器以对其进行控制；
S5：指令下达完成后一段时间内未接收新的指令时，定时模块（27）计时完成后语音控制模块（16）控制系统自动进行关闭。
10.如权利要求9所述的带有离线语音识别模块的智能家居语音控制系统，其特征在于：壳体（2）的侧壁上设置有限位滑槽（30），移动套（4）底部端口处内壁上对应限位滑槽（30）处设置有限位滑块（31），移动套（4）通过限位滑块（31）卡合限位滑槽（30）活动套接于壳体（2）外壁上，限位滑槽（30）下端的壳体（2）侧壁上设置有连接口（32），且控制器主体（3）侧壁上对应喇叭（24）处设置有播报出声孔（34），控制器主体（3）顶端对应麦克风（23）处设置有进声孔（35），进声孔（35）两侧的控制器主体（3）顶部设置有信号增强器（36），信号增强器（36）电连接蓝牙模块（164）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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