CN117008493A - 基于智慧声控的无网关家居控制调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及家居控制技术领域，具体涉及基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，包括识别模块，识别模块包括识别终端，以及设置于识别终端内的语音识别单元，语音识别单元用于识别语音，并明确语音信息表达内容；处理模块，用于利用明确的语音信息表达内容输出对应指令；执行模块，其包括执行终端，利用处理模块发出的对应指令进行相对应的动作的执行。通过设置的识别模块，能够很好的识别语音并利用语音识别方法进行高效的语音识别，并使得处理模块发出对应指令，让家居执行相对应动作，以满足用户需求，形成相对独立的家居控制系统，无需外部网关，使得控制更便捷稳定。

Description

基于智慧声控的无网关家居控制调节系统

技术领域

本发明涉及家居控制技术领域，具体涉及基于智慧声控的无网关家居控制调节系统。

背景技术

目前所有的智能控制系统大部分都是利用网络连接到云去做智能控制，再由云对接到智能家居系统去控制家庭的设备，这些系统都是需要用到网关，及手机APP去设置，复杂而且又要增加成本购买不同是设备；还有一种情况就是做一个离线的语音设备通过内部的网络连接到网关，再由网关去控制其它的智能设备，这种方式同样需要APP去设置及需要用到网关，增加了客户的应用难度；或者是直接把离线的语音做在一个设备上，例如灯光的开关或电动窗帘，直接就可以控制这种设备,这款产品就显得非常单调，虽然它不需要网络或网关但是他却只能控制单一产品，并不能实现将整套系统配置成全屋智能，灵活度较差，同时要想实现全屋智能，成本较高。

鉴于此，我们提出一种基于智慧声控的无网关家居控制调节系统。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，能够有效地解决现有智能家居控制需要依赖于网关，通过网关连接对应的智能设备，使用局限性较大的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，包括识别模块，识别模块包括识别终端，以及设置于识别终端内的语音识别单元，语音识别单元用于识别语音，并明确语音信息表达内容，且语音识别单元内还存储有多种控制语音；识别终端内还设置有红外识别单元，并且识别终端内存储有多种家居的红外数据；

处理模块，用于利用明确的语音信息表达内容输出对应指令；

执行模块，其包括执行终端，利用处理模块发出的对应指令进行相对应的动作的执行；

其中，控制语音对应特定红外数据，特定红外数据对应特定指令；

其中，执行终端包括自动窗帘系统和照明系统；自动窗帘系统包括直线电机，以及与直线电机保持固定连接的窗帘布，照明系统包括一照明强度可调的灯具。

进一步地，语音识别单元中还包括语音识别方法，语音识别方法包括以下步骤：S100：利用读写设备录入对应常规语调的控制调节系统内的家居关键词，并利用不同地域的方言对家居关键词进行语调重新调整，得到地域关键词并利用词库进行保存；S110：获取识别终端所处地理位置信息，调取词库中对应的地域关键词；S120：将识别终端识别到的语音信息进行处理，并与相对应的地域关键词进行比对，明确语音信息表达内容。

进一步地，还包括将语言信息表达内容与对应指令相匹配的方法：匹配方法包括以下步骤：S200：将语音识别方法中获取的语音信息表达内容发送至处理模块；S210：根据语音信息表达内容，至少匹配一个对应指令并发送至执行模块，使执行终端执行动作；S220：若执行终端执行动作与用户所表达的语音信息不同，用户不会进行确认则该语音信息不会与该动作进行匹配，而后处理模块会主动该语音信息与其他指令一一匹配，直至用户确认，则完成语音信息与对应指令的相互匹配。

进一步地，还包括主动构建模块，用于主动添加新的执行终端至添加控制调节系统中：主动构建模块中包括一构建方法，构建方法包括如下步骤：S300：语音识别单元，识别到非控制调节系统内的家居种类关键词时，将红外识别单元调整为配置状态；S310：语音识别单元播放控制语音，利用该家居已有的遥控终端，按下相对应功能按键，完成控制语音与功能按键的匹配，进而实现识别终端与家居的信号构建。

进一步地，还包括联动模块，用于将具有关联性的自动窗帘系统和照明系统进行联动；联动模块中包括一联动方法，联动方法包括如下步骤：S400：将自动窗帘系统和照明系统赋予相同的功能标记；S410：根据针执行终端执行指令后实现的目的，使具有相同功能标记的其他执行终端执行联动动作，以更快实现目的，当自动窗帘系统接收到打开窗帘的指令后，照明系统会相应打开照明设备。

进一步地，还包括设置环境检测模块，用于依据检测到的外部环境系统，主动干预执行终端的执行动作；环境检测模块，包括光电传感器；当光电传感器检测到室内光照强度较弱低于预设阀值时，其会发出信号至处理模块，使处理模块发出指令到自动窗帘系统或照明系统，使得窗帘布被关闭，或者是打开灯具至一定的照明强度。

有益效果

本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明提供的家居控制调节系统，通过设置的识别模块，能够很好的识别语音并利用语音识别方法进行高效的语音识别，并使得处理模块发出对应指令，让家居执行相对应动作，以满足用户需求，形成相对独立的家居控制系统，其不需要无线Internet，也无需连接外部的网关，更不需要APP，并且实现控制更便捷稳定；

2、同时，本家居控制调节系统中还设置有主动构建模块，其能够依据用户的喜好进行其他家居对象的主动添加，以实现全屋的智能控制，并无需借助外部控制端，极大的节省成本，同时该控制系统简单独立，控制过程流畅。

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为本发明的家居控制调节系统示意图；

图2为本发明的家居控制调节系统使用示意图；

图3为本发明的语音识别方法示意图；

图4为本发明的匹配方法示意图；

图5为本发明的识别终端结构示意图；

图6为本发明的语音识别单元控制系统示意图。

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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例一

基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，包括识别模块，识别模块包括识别终端，识别终端其可以安装在室内环境中，具体的，识别终端内设置有zigbee无线模块，其能够与多个支持zigbee的家居终端保持信号连接，在本案中，家居终端可以理解是该家居控制调节系统中的执行终端，其可以为自动窗帘、照明系统中的灯具、空调、冰箱等，可以理解为但凡能够利用遥控进行控制的家居终端都可以与本系统中的识别终端建立良好的通讯，在此基础上，利用该识别终端能够同时进行多种家居终端的控制，并且在本控制调节系统中，在一定范围内，在本案中可以理解为在实际的室内环境中，其可以借助短距离传输的无线网上协议，也及是zigbee实现通信，而无需借助外部的网关，进行云上实现家居的控制，相较而言，其是个相对独立的系统，在此情况下，其控制不收外部条件的影响，使用更为流畅和方便；

具体的，识别终端内还设置有语音识别单元，语音识别单元用于识别语音，并明确语音信息表达内容，且语音识别单元内还存储有多种控制语音，需要说明的是，这里提及的控制语音其包含两组含义，其一为一般的目的语音，例如打开、关闭、停止运行等等，其二为对象语音，这里的对象指的是家居种类，例如窗帘、照明灯、冰箱等等，通过上述两组含义的组合，其能够表达处具体的控制动作，称之为目的语音，当然本系统中的控制性语言是提前读写在识别终端内部的，用于为后续，增加控制调节系统中的执行终端做准备。

具体的，识别终端内还设置有红外识别单元，并且识别终端内存储有多种家居的红外数据，具体的与上述控制性语言相互匹配，存储的红外数据包括市面上的大多数的空调、电视等对应的红外数据，通过该种方式，其在后续添加家居至该控制调节系统中，更为便捷。

处理模块，用于利用明确的语音信息表达内容输出对应指令；具体的，处理模块其能够根据语音识别单元中识别出的语音信息表达内容匹配对应指令，当然在本系统中，该指令可以理解为是一种具体的红外数据，通过发射出该红外数据，对应的执行终端，也及是对应的家居终端其会接收到相对应的信号，进行执行相对应的动作。

执行模块，其包括执行终端，利用处理模块发出的对应指令进行相对应的动作的执行，具体的，在本家居控制调节系统中，执行模块中设置的执行终端，其可以根据用户的需求进行随意确定和补充，在实际的使用过程中，当处理模块发出对应指令后，理解为具体的红外信号，在此基础上，对应的执行终端会接收到该红外信号，进而进行相对应动作的执行；至此，从识别终端内的语音识别单元识别到语音后，当处理模块进行指令的发出，最后执行终端进行相对应动作的执行，其可以实现语音直接控制家居终端，且在此过程中，整个控制过程无需通过外部的网络，实现高效直接的家居的控制。

其中，控制语音对应特定红外数据，特定红外数据对应特定指令，在本控制系统中，语音被识别后，其想要表达的内容会通过语音识别方法进行确定，在确定后，其会根据确定的语音信息表达内容输出对应的特定指令，在此控制流程中，其不会收到外部因素的影响，例如采用云上处理，会存在网络波动带来的信号之间传输的不稳定的问题；

具体的，在本控制系统中，执行终端至少包括自动窗帘系统和照明系统；自动窗帘系统包括直线电机，以及与直线电机保持固定连接的窗帘布，照明系统包括一照明强度可调的灯具；为了方便理解，以自动窗帘系统为例，当用户朝着识别终端说出，打开窗帘，此时处理模块会输出对应指令至执行终端，在自动窗帘系统中，控制直线电机运行与否的控制模块，当然该控制模块可以为单片机，当单片机接收到该对应的指令，也及是红外信号后，其会控制直线电机运行，实现窗帘的自动打开。

语音识别单元中还包括语音识别方法，

具体的，语音识别方法包括以下步骤：

S100：利用读写设备录入对应常规语调的控制调节系统内的家居关键词，并利用不同地域的方言对家居关键词进行语调重新调整，得到地域关键词并利用词库进行保存；S110：获取识别终端所处地理位置信息，调取词库中对应的地域关键词；S120：将识别终端识别到的语音信息进行处理，并与相对应的地域关键词进行比对，明确语音信息表达内容。

具体的，通过上述步骤S100-S120，其能够实现对用户发出语音的有效控制，在实际的使用过程中，语音会因为地域的原因带来一定的区别，而普通话在老年人中的普及程度并未得到很好的提升，同时由于生活习惯的问题，地区也会存在方言的差异，在面对此种情况下，常规的语音识别装置，并不能够很好的实现对语音的有效识别，因此在本案中，语音识别单元中还包括语音识别方法，具体的，在投入使用前，其也会进行相关常规家居关键词的录入，并且值得说明的是，这里提及的常规家居关键词指的是家居对象种类，可以理解为是冰箱、电视、洗衣机等，那么在录入上述家居关键词后，其会不同的方言进行自适应的调整，具体的就是根据地方性的语音的习惯，使得由普通话的发音频率变为相对应的地域的发音，其目的在于，当该识别终端被应用于不同地域时，对应的当地用户说出的家居关键词能够很好的被识别；上述，是识别终端的自适应调整，调整为带有地方特色内的家居关键词，称之为地域关键词，其相互之间的区别语调不同，但是其对应的家居关键词的家居对象是相同的，也及是，针对不同的发音，该识别终端仍能够识别到对应不同语调所表达的相同的家居对象；而后，根据识别终端自带的定位功能，当其被安装在某一地域后，其会自动的调取该地域的发音，准备好以地域关键词为接收目标，开始进行语音的识别，当语音识别单元识别到用户发出的语音后，其会首先与地域关键词进行比对，若两者一致，则可以明确语音信息表达内容，值得说明的是，上述，其能够有效的明确用户想要控制的家居对象，也及是对语音对象的有效把握。

具体的，参照附图6中所示，识别终端中，包括喇叭以及麦克风，其能够通过设置的喇叭以及麦克风分别将语音进行播放以及录入，识别终端内部设置有独立的电源，其能够支持语音识别单元的正常工作，并且在识别终端内部还分别设置有红外信号的接收以及发射模块，用于对外部红外信号的有效接收，同时也能够主动的发出红外控制信号，还包括有zigbee无线模块，其能够与多个支持zigbee的家居终端保持信号连接，实现信号的无线接收与发送。

上述，通过步骤S100-步骤S120，能够将对应的带有方言性质的语音进行有效的识别，但是关于具体的目的语音，每个地域存在差异，其并不能够被很好的识别，即便是提前存储一定的语音库，因此在本控制调节系统中，还包括将语言信息表达内容与对应指令相匹配的方法，其主要是实现目的语音被很好的理解和接收：

匹配方法包括以下步骤：

S200：将语音识别方法中获取的语音信息表达内容发送至处理模块；S210：根据语音信息表达内容，至少匹配一个对应指令并发送至执行模块，使执行终端执行动作；S220：若执行终端执行动作与用户所表达的语音信息不同，用户不会进行确认则该语音信息不会与该动作进行匹配，而后处理模块会主动该语音信息与其他指令一一匹配，直至用户确认，则完成语音信息与对应指令的相互匹配。

具体的，通过步骤S200-S220，其会实现对用户语音的完全掌握，需要说明的是，针对于某一个执行终端，其能够执行的动作种类是相对固定的，例如自动窗帘系统中对应的动作仅限于打开和关闭，因此在本案中，当通过步骤S100-步骤S120，实现对象语音的确定后，通过处理模块发出的指令其针对的大概率是用户想要控制的家居对象，在此基础上，处理模块会按照自己的识别，发出第一次指令，执行终端接收后该指令后，其会执行相对应的动作，但处理模块识别的对错需要得到用户的认可，因此，当执行终端执行相对应动作后，用户并未认可，该动作执行完成后处理模块会在一定时间内进行下一种指令的自动发送，使得执行终端进行相对应动作，并且该动作与上次动作不同，当客户确认后，此时该语音信息表达内容才会与对应的该指令相匹配，值得说明的是，在此过程中，语音信息表达内容，与用户发出的语音还是保持一致的，通过该种试错的方式，实现用户语音与执行终端执行动作之间进行有效的匹配；

值得说明的是，通过上述方式，每个家居控制系统，其可以有自己的控制特色，其也可以打破常规，例如某用户，最终确认：其语音说出的窗帘打开，对应自动窗帘系统执行窗帘关闭的动作，也是可以被本控制调节控制系统所接受的；当然也不限于上述方式，再例如某用户，最终确认：其语音说出的窗帘开、窗帘开吧、窗帘工作，对应自动窗帘系统执行窗帘打开的动作，其也是可以被本控制调节控制系统所接受的。通过该种方式，其可以增加本控制调节系统的多元性，以更好的满足用户的使用习惯，提高该控制调节系统的包容性。

具体的，在本控制调节系统中还包括主动构建模块，用于主动添加新的执行终端至添加控制调节系统中：

主动构建模块中包括一构建方法，构建方法包括如下步骤：

S300：语音识别单元，识别到非控制调节系统内的家居种类关键词时，将红外识别单元调整为配置状态；S310：语音识别单元播放控制语音，利用该家居已有的遥控终端，按下相对应功能按键，完成控制语音与功能按键的匹配，进而实现识别终端与家居的信号构建。

具体的，首先本家居控制调节系统中会存在已包含的执行终端，那么在后续家居对象的不断增加过程中，其还能够依据用户的喜好进行其他家居对象的主动添加，具体的，通过步骤S300-步骤S310，其在使用过程中，会阶段性的出现某种家居种类关键词，例如最初的该家居控制调节系统中，执行终端为自动窗帘系统，在用户使用一段时间后，觉得控制较为方便捷，其也会考虑将其他的家居种类添加的该控制调节系统中来，具体的，当语音识别单元，识别到目前并不属于控制调节系统内的家居种类关键词，其会主动的将设置于识别终端中的红外识别单元调整为配置状态，该配置状态，不隶属于某家居的控制，其是用于实现新的执行终端的添加，具体的，上述提及过，识别终端内存储有多种家居的红外数据，具体的与上述控制性语言相互匹配，存储的红外数据包括市面上的大多数的空调、电视等对应的红外数据，并且对应的红外数据作为指令被处理模块发出后，对应的执行终端会执行相对应的动作，同时对应的红外数据会匹配相对应的控制性语言，特别的，语音识别单元中还设置有扬声器，在配置过程中，扬声器会播放相对应的控制语音，在此过程中，用户可以通过按下执行终端自带的遥控终端对应的功能按键，完成控制语音与功能按键的匹配，进而实现识别终端与家居的信号构建，通过该种方式，后续用户可以通过模仿语音识别单元播放的控制语音，实现对执行终端的有效控制。

并且值得说明的是，在此过程中，由于识别终端中带有定位功能，其播放的控制语音，可以为普通话，也可以为带有地方特色的语音，也及是在后续，用户利用方言也可实现对执行终端的有效控制。

在本控制调节系统中还包括联动模块，用于将具有关联性的自动窗帘系统和照明系统进行联动；联动模块中包括一联动方法，联动方法包括如下步骤：S400：将自动窗帘系统和照明系统赋予相同的功能标记；S410：根据针执行终端执行指令后实现的目的，使具有相同功能标记的其他执行终端执行联动动作，以更快实现目的，当自动窗帘系统接收到打开窗帘的指令后，照明系统会相应打开照明设备。

通过设置的联动方法，其在实际的使用过程中，该控制调节系统其会进行主动的干预，目的在于，通过多种执行终端的相互配合，以更科学的满足用户的需求，举例说明，当用户觉得房间内的光线较暗时，其会控制自动窗帘系统打开窗帘，与此同时，在打开窗帘使室内光线更加充足时，为了弥补自然光的不足，其也会主动的打开照明系统中的灯具，使得室内的光线处于适应的状态，提高用户的使用感。

本系统中还包括设置环境检测模块，用于依据检测到的外部环境系统，主动干预执行终端的执行动作；环境检测模块，包括光电传感器；当光电传感器检测到室内光照强度较弱低于预设阀值时，其会发出信号至处理模块，使处理模块发出指令到自动窗帘系统或照明系统，使得窗帘布被关闭，或者是打开灯具至一定的照明强度。本系统中设置的环境检测模块，其可以用来分别检测室内以及室外的环境，例如检测设置的光电传感器；当光电传感器检测到室内光照强度较弱低于预设阀值时，其会使得窗帘布被关闭，或者是打开灯具至一定的照明强度，值得说明的是，无论是窗帘被打开，还是灯具被打开至一定照明强度，两者也同时受到联动方法的控制，其相对应的都会进行一定的动作，以迎合用户的需求。

具体的，环境检测模块还包括温度传感器，其可以设置于室内，当其检测到室内的温度高于30℃时，其会主动打开空调或空调扇，使得室内的温度趋于22℃，以保证室内温度适宜，当然，上述的空调以及空调扇，其也被赋予相同的功能标记，并可以通过联动方法进行有效控制。

实施例二

作为一种实施方法，本系统中的识别终端，如附图5中所示的结构。

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，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，其特征在于，包括：

识别模块，识别模块包括识别终端，以及设置于识别终端内的语音识别单元，语音识别单元用于识别语音，并明确语音信息表达内容，且语音识别单元内还存储有多种控制语音；识别终端内还设置有红外识别单元，并且识别终端内存储有多种家居的红外数据；

处理模块，用于利用明确的语音信息表达内容输出对应指令；

执行模块，其包括执行终端，利用处理模块发出的对应指令进行相对应的动作的执行；

其中，控制语音对应特定红外数据，特定红外数据对应特定指令；

其中，执行终端包括自动窗帘系统和照明系统；自动窗帘系统包括直线电机，以及与直线电机保持固定连接的窗帘布，照明系统包括一照明强度可调的灯具。

2.根据权利要求1所述的基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，其特征在于，语音识别单元中还包括语音识别方法，

语音识别方法包括以下步骤：

S100：利用读写设备录入对应常规语调的控制调节系统内的家居关键词，并利用不同地域的方言对家居关键词进行语调重新调整，得到地域关键词并利用词库进行保存；

S110：获取识别终端所处地理位置信息，调取词库中对应的地域关键词；

S120：将识别终端识别到的语音信息进行处理，并与相对应的地域关键词进行比对，明确语音信息表达内容。

3.根据权利要求2所述的基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，其特征在于，还包括将语言信息表达内容与对应指令相匹配的方法：

匹配方法包括以下步骤：

S200：将语音识别方法中获取的语音信息表达内容发送至处理模块；

S210：根据语音信息表达内容，至少匹配一个对应指令并发送至执行模块，使执行终端执行动作；

S220：若执行终端执行动作与用户所表达的语音信息不同，用户不会进行确认则该语音信息不会与该动作进行匹配，而后处理模块会主动该语音信息与其他指令一一匹配，直至用户确认，则完成语音信息与对应指令的相互匹配。

4.根据权利要求1所述的基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，其特征在于，还包括主动构建模块，用于主动添加新的执行终端至添加控制调节系统中：

主动构建模块中包括一构建方法，构建方法包括如下步骤：

S300：语音识别单元，识别到非控制调节系统内的家居种类关键词时，将红外识别单元调整为配置状态；

S310：语音识别单元播放控制语音，利用该家居已有的遥控终端，按下相对应功能按键，完成控制语音与功能按键的匹配，进而实现识别终端与家居的信号构建。

5.根据权利要求1所述的基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，其特征在于，还包括联动模块，用于将具有关联性的自动窗帘系统和照明系统进行联动；

联动模块中包括一联动方法，联动方法包括如下步骤：

S400：将自动窗帘系统和照明系统赋予相同的功能标记；

S410：根据针执行终端执行指令后实现的目的，使具有相同功能标记的其他执行终端执行联动动作，以更快实现目的，当自动窗帘系统接收到打开窗帘的指令后，照明系统会相应打开照明设备。

6.根据权利要求5所述的基于智慧声控的无网关家居控制调节系统，其特征在于，

还包括设置环境检测模块，用于依据检测到的外部环境系统，主动干预执行终端的执行动作；

环境检测模块，包括光电传感器；

当光电传感器检测到室内光照强度较弱低于预设阀值时，其会发出信号至处理模块，使处理模块发出指令到自动窗帘系统或照明系统，使得窗帘布被关闭，或者是打开灯具至一定的照明强度。