CN208227271U - 蓝牙智能音响及音响语音交互系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓝牙智能音响，包括远场拾音模块、语音识别模块、蓝牙通讯模块和语音输出模块；语音识别模块在检测到唤醒词时输出唤醒信号至蓝牙通讯模块，蓝牙通讯模块与外部智能终端建立蓝牙通讯连接；在外部智能终端进入语音助手模式后，语音识别模块对远场拾音模块拾取到的语音信号进行识别并传输相应的语音数据给蓝牙通讯模块，蓝牙通讯模块将语音数据传送给外部智能终端，且对智能终端反馈回传的语音数据进行解码并输出相应的语音信号至语音输出模块进行语音输出。本实用新型还公开了一种音响语音交互系统，包括智能终端、云服务端和上述蓝牙智能音响。本实用新型能够实现智能音响的无线连接简单化、便携性高、低成本和低功耗。

Description

蓝牙智能音响及音响语音交互系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居设备技术领域，尤其涉及一种蓝牙智能音响及音响语音交互系统。

背景技术

随着人工智能技术的发展，传统的音响可以接入互联网，发展为互联网服务的分发平台。随着亚马逊ALEXA智能语音助手的推出，智能语音市场趋势尤为明显，智能音响与手机无线连接进行语音交互方案越来越受关注。目前，在智能音响与手机无线连接的解决方案中，大部分都是采用WIFI连接的解决方案，然而WIFI连接的解决方案存在智能音响与手机连接复杂，开发成本高，功耗大以及不便携等问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种蓝牙智能音响及音响语音交互系统，旨在实现智能音响与智能终端无线连接的简单化，便携性高，降低智能音响的开发成本和功耗。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种蓝牙智能音响，该蓝牙智能音响包括远场拾音模块、语音识别模块、蓝牙通讯模块和语音输出模块；所述语音识别模块分别与所述远场拾音模块和所述蓝牙通讯模块连接，所述蓝牙通讯模块与所述语音输出模块连接；

所述远场拾音模块用于拾取语音信号；所述语音识别模块在检测到所述语音信号为预设唤醒词时，输出唤醒信号至所述蓝牙通讯模块，通过所述蓝牙通讯模块与外部智能终端进行蓝牙通讯，使外部智能终端进入语音助手模式；在外部智能终端进入语音助手模式后，所述语音识别模块对所述远场拾音模块拾取到的语音信号进行识别并传输相应的语音数据给所述蓝牙通讯模块，所述蓝牙通讯模块将接收到的语音数据传送给外部智能终端，且在接收外部智能终端反馈回传的语音数据后，对语音数据进行解码并输出相应的语音信号至所述语音输出模块进行语音输出。

优选地，所述语音识别模块包括语音处理芯片、晶振、第一电容和第二电容；所述语音处理芯片分别与所述远场拾音模块和所述蓝牙通讯模块连接；所述晶振的一端与所述语音处理芯片的第一主时钟输入引脚连接，且经由所述第一电容接地；所述晶振的另一端与所述语音处理芯片的第二主时钟输入引脚连接，且经由所述第二电容接地。

优选地，所述远场拾音模块为数字麦克风阵列，包括主麦克风和辅麦克风；

所述主麦克风分别与语音处理芯片的一数据引脚和一时钟引脚连接，所述辅麦克风分别与语音处理芯片的一数据引脚和一时钟引脚连接；所述主麦克风用于拾取外部语音信号，所述辅麦克风用于拾取所述语音输出模块发出的语音信号。

优选地，所述蓝牙通讯模块包括蓝牙芯片；所述蓝牙芯片与所述语音处理芯片之间通过SPI、I2S和IO接口通讯连接。

优选地，所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的串行数据输入引脚连接；所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的串行数据输出引脚连接；所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚分别与所述语音处理芯片的串行同步时钟引脚连接；所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的片选引脚连接；

所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的一时分复用数据接收引脚连接，所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的一时分复用数据发送引脚连接，所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的一时分复用帧同步引脚连接，所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的一时分复用串行时钟引脚连接；

所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的中断引脚连接。

优选地，所述语音输出模块包括功率放大器和扬声器；所述功率放大器与所述蓝牙芯片连接，所述扬声器与所述功率放大器连接。

优选地，所述语音输出模块包括功率放大器、左声道扬声器和右声道扬声器；所述功率放大器与所述蓝牙芯片连接，所述左声道扬声器和右声道扬声器均与所述功率放大器连接。

优选地，所述蓝牙智能音响还包括UI交互模块和电池电量管理模块；所述UI交互模块和电池电量管理模块均与所述蓝牙通讯模块连接；所述UI交互模块用于与用户交互，所述电池电量管理模块用于管理蓝牙智能音响的电池电量。

优选地，所述UI交互模块包括但不限于以下器件中的一种或多种组合：

功能按键；

灯效显示器；以及

声音提示器。

本实用新型还提供一种音响语音交互系统，该音响语音交互系统包括智能终端、云服务端和蓝牙智能音响，所述蓝牙智能音响与所述智能终端通过蓝牙通讯连接，所述智能终端与所述云服务端通过无线网络连接。该蓝牙智能音响包括远场拾音模块、语音识别模块、蓝牙通讯模块和语音输出模块；所述语音识别模块分别与所述远场拾音模块和所述蓝牙通讯模块连接，所述蓝牙通讯模块与所述语音输出模块连接；

所述远场拾音模块用于拾取语音信号；所述语音识别模块在检测到所述语音信号为预设唤醒词时，输出唤醒信号至所述蓝牙通讯模块，通过所述蓝牙通讯模块与外部智能终端进行蓝牙通讯，使外部智能终端进入语音助手模式；在外部智能终端进入语音助手模式后，所述语音识别模块对所述远场拾音模块拾取到的语音信号进行识别并传输相应的语音数据给所述蓝牙通讯模块，所述蓝牙通讯模块将接收到的语音数据传送给外部智能终端，且在接收外部智能终端反馈回传的语音数据后，对语音数据进行解码并输出相应的语音信号至所述语音输出模块进行语音输出。

本实用新型提供的蓝牙智能音响，通过蓝牙通讯模块结合语音识别模块实现蓝牙智能音响的语音唤醒和语音交互等功能，通过蓝牙通讯模块与外部智能终端无线蓝牙通讯连接，能够实现智能音响与智能终端无线连接的简单化，使得智能音响便携性高，而且能够降低智能音响的开发成本和功耗。

附图说明

图1为本实用新型蓝牙智能音响一实施例的原理框图；

图2为本实用新型蓝牙智能音响另一实施例的原理框图；

图3为本实用新型蓝牙智能音响一具体实施例的电路结构示意图；

图4为本实用新型蓝牙智能音响另一具体实施例的电路结构示意图。

本实用新型的目的、功能特点及优点的实现，将结合实施例，并参照附图作进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种蓝牙智能音响。

参照图1，图1为本实用新型蓝牙智能音响一实施例的原理框图。

本实用新型一实施例中，如图1所示，本实用新型蓝牙智能音响包括远场拾音模块10、语音识别模块20、蓝牙通讯模块30和语音输出模块40；所述语音识别模块20分别与所述远场拾音模块10和所述蓝牙通讯模块30连接，所述蓝牙通讯模块30与所述语音输出模块40连接。

所述远场拾音模块10用于拾取语音信号；所述语音识别模块20在检测到所述语音信号为预设唤醒词时，输出唤醒信号至所述蓝牙通讯模块30，通过所述蓝牙通讯模块30与外部智能终端进行蓝牙通讯，使外部智能终端进入语音助手模式；在外部智能终端进入语音助手模式后，所述语音识别模块20对所述远场拾音模块10拾取到的语音信号进行识别并传输相应的语音数据给所述蓝牙通讯模块30，所述蓝牙通讯模块30将接收到的语音数据传送给外部智能终端，且在接收外部智能终端反馈回传的语音数据后，对语音数据进行解码并输出相应的语音信号至所述语音输出模块40进行语音输出。

在本实施例中，语音识别模块20实时监测远场拾音模块10是否拾取到唤醒词，当检测到远场拾音模块10拾取到的语音信号为预设唤醒词时，语音识别模块20输出唤醒信号至蓝牙通讯模块30。上述预设唤醒词可根据实际需要设定，此处不作限制。蓝牙通讯模块30接收到语音识别模块20输出的唤醒信号后，通过预设蓝牙通讯协议与具有蓝牙通讯功能的外部智能终端(如手机、平板电脑等)建立蓝牙通讯连接，使得外部智能终端进入语音助手模式工作状态。上述预设蓝牙通讯协议可以是HFP(Hands-free Profile，免提规范)协议等协议。

在外部智能终端进入语音助手模式后，远场拾音模块10继续拾取语音信号，例如采集用户与蓝牙智能音响的语音交互内容，语音识别模块20对远场拾音模块10拾取到的语音信号进行消除回音、降噪消噪等处理，对该语音信号进行识别获取相应的语音数据，并将该相应的语音数据传输给蓝牙通讯模块30，蓝牙通讯模块30通过上述预设蓝牙通讯协议将接收到的语音数据传送给外部智能终端。外部智能终端接收到蓝牙通讯模块30发送来的语音数据后，通过无线网络(如4G网络、WIFI网络等)将接收到的语音数据传送到云服务端。云服务端对接收到的语音数据进行解析，将经解析后的语音数据反馈给智能终端，智能终端通过上述预设蓝牙通讯协议将云服务端传送来的语音数据反馈给蓝牙通讯模块30。蓝牙通讯模块30在接收智能终端反馈回传的语音数据后，对语音数据进行解码并输出相应的语音信号至语音输出模块40，通过语音输出模块40将语音信号对应的语音交互内容进行输出，完成一次语音交互。

相对于现有技术，本实用新型蓝牙智能音响通过蓝牙通讯模块30结合语音识别模块20实现蓝牙智能音响的语音唤醒和语音交互等功能，通过蓝牙通讯模块30与外部智能终端无线蓝牙通讯连接，能够实现智能音响与智能终端无线连接的简单化，使得智能音响便携性高，而且能够降低智能音响的开发成本和功耗。

再参照图2，图2为本实用新型蓝牙智能音响另一实施例的原理框图。

如图2所示，基于图1所示的蓝牙智能音响，本实用新型蓝牙智能音响还还包括UI交互模块50和电池电量管理模块60；所述UI交互模块50和电池电量管理模块60均与所述蓝牙通讯模块30连接；所述UI交互模块50用于与用户交互，所述电池电量管理模块60用于管理蓝牙智能音响的电池电量。

蓝牙智能音响通过UI交互模块50与用户进行交互，通过UI交互模块50可将蓝牙智能音响的工作状态向用户提示，用户可通过UI交互模块50可对蓝牙智能音响进行开关机、播放内容等功能控制。

通过电池电量管理模块60管理蓝牙智能音响的电池电量，在蓝牙智能音响的电池电量低于预设电量,例如电池电量低于总电量的10％时，通过UI交互模块50向用户提示。电池电量管理模块60的结构参照现有技术，此处不作赘述。

再参照图3和图4，图3和图4为本实用新型蓝牙智能音响两个具体实施例的电路结构示意图。

如图3或图4所示，所述语音识别模块20包括语音处理芯片U1、晶振X1、第一电容C1和第二电容C2；所述语音处理芯片U1分别与所述远场拾音模块10和所述蓝牙通讯模块30连接；所述晶振X1的一端与所述语音处理芯片U1的第一主时钟输入引脚XTAL1连接，且经由所述第一电容C1接地；所述晶振X1的另一端与所述语音处理芯片U1的第二主时钟输入引脚XTAL2连接，且经由所述第二电容C2接地。晶振X1优选为有源晶振，为语音处理芯片U1提供主时钟信号。

如图3或图4所示，所述远场拾音模块10为数字麦克风阵列，包括主麦克风和辅麦克风。本实施例优选地，远场拾音模块10为三个数字麦克风阵列，包括一个主麦克风11和两个辅麦克风(即第一辅麦克风12和第二辅麦克风13)。

如图3或图4所示，主麦克风11分别与语音处理芯片U1的数据引脚DM0_DATA和时钟引脚DM0_CLK连接，第一辅麦克风12和第二辅麦克风13均分别与语音处理芯片U1的数据引脚DM1_DATA和时钟引脚DM1_CLK连接。

所述主麦克风11用于拾取外部语音信号，该外部语音信号为蓝牙智能音响自身发出的声音之外的语音内容，例如用户与蓝牙智能音响进行语音交互的语音信号，第一辅麦克风12和第二辅麦克风13用于拾取所述语音输出模块40发出的语音信号，即第一辅麦克风12和第二辅麦克风13拾取蓝牙智能音响自身发出的声音。

如图3或图4所示，所述蓝牙通讯模块30包括蓝牙芯片U2；所述蓝牙芯片U2与所述语音处理芯片U1之间通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)、I2S(Inter—IC Sound，集成电路内置音频)和IO(Input/Output，输入/输出)接口通讯连接。

具体地，如图3或图4所示，所述蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO1与所述语音处理芯片U1的串行数据输入引脚SPI_SDI连接；所述蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO2与所述语音处理芯片U1的串行数据输出引脚SPI_SDO连接；所述蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO3与所述语音处理芯片U1的串行同步时钟引脚SPI_SCK连接；所述蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO4与所述语音处理芯片U1的片选引脚SPI_SCS连接。

语音处理芯片U1通过串行数据输入引脚SPI_SDI、串行数据输出引脚SPI_SDO、串行同步时钟引脚SPI_SCK和片选引脚SPI_SCS与蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO1～GPIO4连接，语音处理芯片U1与蓝牙芯片U2之间能够进行SPI数据传输，实现语音处理芯片U1与蓝牙芯片U2之间的SPI通讯，传输语音信号。

具体地，如图3或图4所示，所述蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO5与所述语音处理芯片U1的时分复用数据接收引脚APR_TMD0_RXD连接，所述蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO6与所述语音处理芯片U1的时分复用数据发送引脚APR_TMD0_TXD连接，所述蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO7与所述语音处理芯片U1的时分复用帧同步引脚APR_TMD0_FSYNC连接，所述蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO8与所述语音处理芯片U1的时分复用串行时钟引脚APR_TMD0_SCLK连接。

语音处理芯片U1通过时分复用数据接收引脚APR_TMD0_RXD、分复用数据发送引脚APR_TMD0_TXD、时分复用帧同步引脚APR_TMD0_FSYNC、时分复用串行时钟引脚APR_TMD0_SCLK与蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO5～GPIO8连接，而且晶振X1为语音处理芯片U1提供主时钟信号，语音处理芯片U1与蓝牙芯片U2之间能够进行I2S数据传输，实现语音处理芯片U1与蓝牙芯片U2之间的I2S通讯，传输语音信号。

具体地，如图3或图4所示，所述蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO9与所述语音处理芯片U1的中断引脚INT连接。

语音处理芯片U1通过中断引脚INT与蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO9连接，进行IO口通讯，当语音处理芯片U1检测到辅麦克风拾取到预设唤醒词时，通过中断引脚INT输出中断信号至蓝牙芯片U2的通用输入/输出引脚GPIO9，唤醒蓝牙芯片U2与外部智能终端进行蓝牙通讯连接，使得外部智能终端进入语音助手工作模式，从而可进行语音交互。

如图3所示，所述语音输出模块40包括功率放大器41和扬声器42；所述功率放大器41与所述蓝牙芯片U2连接，所述扬声器42与所述功率放大器41连接。功率放大器41将语音信号进行功率放大处理后输出至扬声器42进行播放。图3所示实施例为蓝牙智能音响单声道语音输出。

在另一实施例中，如图4所示，所述语音输出模块40包括功率放大器41、左声道扬声器43和右声道扬声器44；所述功率放大器41与所述蓝牙芯片U2连接，所述左声道扬声器43和右声道扬声器44均与所述功率放大器41连接。功率放大器41将语音信号进行功率放大处理后输出至左声道扬声器43和右声道扬声器44进行播放。图4所示实施例为蓝牙智能音响双声道语音输出。

如图3或图4所示，UI交互模块50包括功能按键51、灯效显示器52和声音提示器53。功能按键51可以是连接配对按键、通话按键、开/关机按键、播放/暂停按键等一个或多个按键；灯效显示器52可以是LED灯圈，进行灯效显示交互；声音提示器53可以是蜂鸣器，进行提示音交互。

本实用新型还提供一种音响语音交互系统，该音响语音交互系统包括智能终端、云服务端和蓝牙智能音响，所述蓝牙智能音响与所述智能终端通过蓝牙通讯连接，所述智能终端与所述云服务端通过无线网络(如4G网络、WIFI网络等)连接。蓝牙智能音响的结构、功能原理以及所带来的有效果均参照上述实施例，此处不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种蓝牙智能音响，其特征在于，包括远场拾音模块、语音识别模块、蓝牙通讯模块和语音输出模块；所述语音识别模块分别与所述远场拾音模块和所述蓝牙通讯模块连接，所述蓝牙通讯模块与所述语音输出模块连接；

所述远场拾音模块用于拾取语音信号；所述语音识别模块在检测到所述语音信号为预设唤醒词时，输出唤醒信号至所述蓝牙通讯模块，通过所述蓝牙通讯模块与外部智能终端进行蓝牙通讯，使外部智能终端进入语音助手模式；在外部智能终端进入语音助手模式后，所述语音识别模块对所述远场拾音模块拾取到的语音信号进行识别并传输相应的语音数据给所述蓝牙通讯模块，所述蓝牙通讯模块将接收到的语音数据传送给外部智能终端，且在接收外部智能终端反馈回传的语音数据后，对语音数据进行解码并输出相应的语音信号至所述语音输出模块进行语音输出；

其中，所述语音识别模块包括语音处理芯片、晶振、第一电容和第二电容；所述语音处理芯片分别与所述远场拾音模块和所述蓝牙通讯模块连接；所述晶振的一端与所述语音处理芯片的第一主时钟输入引脚连接，且经由所述第一电容接地；所述晶振的另一端与所述语音处理芯片的第二主时钟输入引脚连接，且经由所述第二电容接地。

2.如权利要求1所述的蓝牙智能音响，其特征在于，所述远场拾音模块为数字麦克风阵列，包括主麦克风和辅麦克风；

所述主麦克风分别与语音处理芯片的一数据引脚和一时钟引脚连接，所述辅麦克风分别与语音处理芯片的一数据引脚和一时钟引脚连接；所述主麦克风用于拾取外部语音信号，所述辅麦克风用于拾取所述语音输出模块发出的语音信号。

3.如权利要求1所述的蓝牙智能音响，其特征在于，所述蓝牙通讯模块包括蓝牙芯片；

所述蓝牙芯片与所述语音处理芯片之间通过SPI、I2S和IO接口通讯连接。

4.如权利要求3所述的蓝牙智能音响，其特征在于，所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的串行数据输入引脚连接；所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的串行数据输出引脚连接；所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚分别与所述语音处理芯片的串行同步时钟引脚连接；所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的片选引脚连接；

所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的一时分复用数据接收引脚连接，所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的一时分复用数据发送引脚连接，所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的一时分复用帧同步引脚连接，所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的一时分复用串行时钟引脚连接；

所述蓝牙芯片的一通用输入/输出引脚与所述语音处理芯片的中断引脚连接。

5.如权利要求3所述的蓝牙智能音响，其特征在于，所述语音输出模块包括功率放大器和扬声器；所述功率放大器与所述蓝牙芯片连接，所述扬声器与所述功率放大器连接。

6.如权利要求3所述的蓝牙智能音响，其特征在于，所述语音输出模块包括功率放大器、左声道扬声器和右声道扬声器；所述功率放大器与所述蓝牙芯片连接，所述左声道扬声器和右声道扬声器均与所述功率放大器连接。

7.如权利要求1至6中任一项所述的蓝牙智能音响，其特征在于，所述蓝牙智能音响还包括UI交互模块和电池电量管理模块；所述UI交互模块和电池电量管理模块均与所述蓝牙通讯模块连接；所述UI交互模块用于与用户交互，所述电池电量管理模块用于管理蓝牙智能音响的电池电量。

8.如权利要求7所述的蓝牙智能音响，其特征在于，所述UI交互模块包括但不限于以下器件中的一种或多种组合：

功能按键；

灯效显示器；以及

声音提示器。

9.一种音响语音交互系统，其特征在于，包括智能终端、云服务端，以及权利要求1至8中任一项所述的蓝牙智能音响，所述蓝牙智能音响与所述智能终端通过蓝牙通讯连接，所述智能终端与所述云服务端通过无线网络连接。