CN205983188U - 一种智能家居交互式语音控制系统 - Google Patents

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包理群
李锦珑
郭宁
王海兵
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Abstract

本实用新型涉及一种智能家居交互式语音控制系统，由移动电话终端1、GPRS通信模块2、语音识别及控制模块3、继电器模块4、家居产品5和家居环境监测模块6组成。可连接已有家居产品，实现使用语音命令控制家居产品的打开和关闭；既可以近距离控制，也可以远程打电话控制；家居环境参数出现异常时给主人拨打电话报警；用户也可以拨打电话查询家居环境参数；适用于残疾人用户和普通用户。本实用新型的优点是成本低，可扩展性强。

Description

一种智能家居交互式语音控制系统
技术领域
本实用新型属于智能家居技术领域，具体涉及一种智能家居交互式语音控制系统。
背景技术
目前，智能家居产品的语音控制存在以下局限性。
第一，语音控制功能大多集成在遥控器上，用户语音与遥控器设备通信，经过遥控器的音频处理之后发送给目标家居产品。有些需下载所配套的手机APP等软件，而且必须对着遥控器发送简单的语音命令。这种操作模式本质上与传统的红外遥控式控制相似，操作繁琐。
第二，有些智能家居产品集成了语音控制功能，例如语音控制液晶电视、电水壶、台灯等，但都是单独控制，需要重新购买相应产品，没有语音控制系统可应用于现有家居产品。
第三，现有家居语音控制功能只能近距离使用语音命令进行控制，没有远程语音控制功能。
发明内容
为了解决现有智能家居语音控制产品的不足，本实用新型提供了一种智能家居交互式语音控制系统，可连接已有家居产品，实现使用语音命令控制家居产品的打开和关闭。
一种智能家居交互式语音控制系统由移动电话终端1、GPRS通信模块2、语音识别及控制模块3、继电器模块4、家居产品5及家居环境监测模块6组成。
所述GPRS通信模块2带有SIM卡21、按键22、LCD23、第一麦克风24、第一扬声器25。按键22和LCD23用于设定和管理家居主人的电话号码，第一麦克风24用于接收由第二扬声器31播放的语音信号，第一扬声器25用于播放由GPRS通信模块2接收到的远程用户的语音命令。
所述语音识别及控制模块3带有麦克风接口和扬声器接口，第二扬声器31用于播放执行结果语音反馈信号、家居参数查询结果和报警语音信号，第二麦克风32用于接收用户的近距离语音信号和由和第一扬声器25播放的远程用户的语音命令。
所述语音识别及控制模块3分为语音转换模块、语音识别模块、信号处理模块和控制模块。语音转换模块与麦克风相连，它将用户的语音信号转换为数字脉冲信号，语音识别模块将用户语音对应的数字脉冲信号与模块内预先设置的关键词进行匹配，然后由信号处理模块进行判断识别，并由控制模块驱动继电器模块4控制家居产品5的打开和关闭。
所述控制模块还用于控制扬声器31播放语音信号。
所述语音识别及控制模块3通过I/O口与继电器模块4连接。
所述语音识别及控制模块3与GPRS通信模块2之间通过有线连接，用于由语音识别及控制模块3向GPRS通信模块2发送拨打电话控制命令。
所述家居环境监测模块6采用单片机作为微控制器，连接了烟雾传感器61、温湿度传感器62和LCD63。
所述烟雾传感器61和温湿度传感器62并不限定环境监测模块的参数采集范围，本领域的技术人员也可以将其他家居环境监测传感器无任何技术障碍地连接到家居环境监测模块6。
所述家居环境监测模块6与语音识别及控制模块3之间采用RS232串口进行通信。
所述语音识别及控制模块3可选用嵌入式微处理器STC10L08XE作为控制核心，LD3320作为语音识别芯片。由STC10L08XE控制LD3320对麦克风输入的语音信号进行分析处理，如果语音命令输入正确，由控制模块发出指令，通过继电器实现开灯、关灯等控制。
优选地，该智能家居交互式语音控制系统用于：（1）用户通过语音命令控制家居产品的打开和关闭，并得到执行结果的语音反馈；（2）用户既可以近距离控制家居产品，也可以远程打电话控制，且只能识别主人的电话号码，陌生号码打电话自动挂断；（3）温度或者烟雾浓度等参数超过阈值时给主人拨打报警电话；（4）用户打电话查询家居参数。
本实用新型是这样实现的：由麦克风32采集用户的语音控制命令，并传送给语音识别及控制模块3；由语音识别及控制模块3完成语音信号的转换、识别，并根据识别结果发送控制指令，驱动继电器模块4控制家居产品5的打开和关闭，并通过扬声器31播放执行结果给用户；远程用户可通过移动电话终端1给指定号码（与SIM卡21对应）拨打电话，电话信号经GPRS/GSM模块2接收后通过扬声器25进行播放，然后由麦克风32进行采集；用户可通过按键22和LCD23设定和管理若干个主人电话号码；家居环境监测模块6定时采集家居环境参数(温湿度、烟雾浓度等数据)，当家居环境参数超过阈值（出现异常）时通过RS232串口将异常信息发送给语音识别及控制模块3，由语音识别及控制模块3向GPRS通信模块2发送控制信号，并通过GPRS通信模块2拨打报警电话给家居主人；主人也可以通过移动电话拨打电话使用语音命令查询家居环境参数状况。
本实用新型的有益效果是：（1）可连接各种用电家居产品，可扩展性高；（2）解决肢体不便和有视力障碍的残疾人通过开关控制家居产品的不便，以及满足家中无人时远程控制家居产品的需求，同时也适应普通用户休息时控制家居产品的人性化需求，可进一步方便特殊群体用户和提高普通用户的生活质量；（3）成本低，易于实现普及推广。
附图说明
图1：本实用新型的结构框图；
图2：本实用新型的语音控制系统控制流程图。
具体实施方式
根据图1和图2，一种交互式智能家居语音控制系统,包括如下步骤。
（1）用户发出的“把灯打开”、“把风扇打开”、“把灯关了”等语音控制命令由麦克风32接收后，传送给语音识别及控制模块3；语音识别及控制模块3识别用户命令，并根据识别结果发送控制指令，驱动继电器模块4控制家居产品5的打开和关闭，并通过扬声器31播放“灯已经打开”、“风扇已经打开”、“灯已关闭”等执行结果语音给用户。
（2）远程用户可通过移动电话终端1给指定号码（SIM卡21对应）拨打电话发布语音命令，语音命令经GPRS通信模块2自动接听后通过扬声器25进行播放，然后由麦克风32进行接收，然后按照步骤（1）进行处理。
（3)用户可通过按键22和LCD23设定和管理若干个主人号码，只有主人号码才能拨打电话控制家居，陌生号码打电话会自动挂断。
（4）家居环境监测模块6定时采集家居环境状况(温湿度、烟雾等数据)，当家居环境参数出现异常（例如温度或烟雾浓度超过设定的阈值）时通过RS232串口将参数信息发送给语音识别及控制模块3，由语音识别及控制模块3向GPRS通信模块2发送拨打电话控制命令，由GPRS通信模块2拨打报警电话给家居主人。
（5）主人也可以通过移动电话终端给指定号码（SIM卡21对应）拨打电话查询家居环境参数状况，语音识别及控制模块3使用语音播报查询结果。
（6）语音识别及控制模块3接收和识别语音信号，若为家居参数查询命令，则通过家居参数监测模块6读取家居参数信息并转换为语音信号进行播报；若为“把灯打开”、“把风扇打开”等家居控制命令，则执行相关控制操作。

Claims (7)

1.一种智能家居交互式语音控制系统，其特征在于由移动电话终端(1)、GPRS通信模块(2)、语音处理及控制模块(3）、继电器模块(4)、家居产品(5)及家居环境监测模块(6)组成。
2.根据权利要求1所述的一种智能家居交互式语音控制系统，其特征在于所述GPRS通信模块(2)带有SIM卡(21)、按键(22)、LCD(23)、第一麦克风(24)、第一扬声器(25)，按键(22)和LCD(23)用于设定和管理家居主人的电话号码，第一麦克风(24)用于接收由第二扬声器(31)播放的语音信号，第一扬声器(25)用于播放由GPRS通信模块(2)接收到的远程用户的语音命令。
3.根据权利要求1所述的一种智能家居交互式语音控制系统，其特征在于所述语音识别及控制模块(3)带有麦克风接口和扬声器接口，第二扬声器(31)用于播放执行结果语音反馈信号、家居参数查询结果和报警语音信号，第二麦克风(32)用于接收用户的近距离语音信号和由和第一扬声器(25)播放的远程用户的语音命令。
4.根据权利要求1所述的一种智能家居交互式语音控制系统，其特征在于所述语音识别及控制模块(3)分为语音转换模块、语音识别模块、信号处理模块和控制模块，由控制模块驱动继电器模块(4)控制家居产品(5)的打开和关闭。
5.根据权利要求1所述的一种智能家居交互式语音控制系统，其特征在于所述语音识别及控制模块(3)通过I/O口与继电器模块(4)连接。
6.根据权利要求1所述的一种智能家居交互式语音控制系统，其特征在于所述语音识别及控制模块(3)与GPRS通信模块(2)之间通过有线连接，用于由语音识别及控制模块(3)向GPRS通信模块(2)发送拨打电话控制命令。
7.根据权利要求1所述的一种智能家居交互式语音控制系统，所述家居环境监测模块(6)与语音处理及控制模块(3)之间采用RS232串口进行通信。
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