TWM526109U

TWM526109U - 具有語音控制功能之物聯網系統

Info

Publication number: TWM526109U
Application number: TW105202938U
Authority: TW
Inventors: Tai-An Lu
Original assignee: Tai-An Lu
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2016-07-21

Description

具有語音控制功能之物聯網系統

本新型係關於一種物聯網系統，尤指一種具有語音控制功能之物聯網系統。

科技日新月異，近年來物聯網技術蓬勃發展，應用的領域相當廣泛，使用物聯網的主要目的在於透過聯網技術將物聯網裝置所提供的資訊，透過統一制定的格式或標準加以分享，使各個系統間能互相溝通並傳遞資訊，系統端所能參考與分析的資訊不再是針對單一事件。

一般而言，物聯網的架構可分為三個階層，其包括一感知層、一網路層、一應用層，其中該感知層包含有RFID感測器、RFID標籤、感測器閘道、感測器節點、接入閘道、智慧終端等，可針對不同的場景進行感知與監控，該感知層是具有感測、辨識及通訊能力的設備；該網路層包含有雲端計算平台、行動通訊網路、互聯網、資訊中心或網管中心等，可將感知層收集到的資料傳輸至網際網路，而建構於無線通訊網路上的又分別有以語音傳輸為主的電信網路(TeleCom)、以資料傳輸為主的數據網路(DataCom)；該應用層包含有遠端醫療、物流監控、智慧交通、汙染監控、智能居家、智能電網或智慧電表等，用於將物聯網與其他行業間的專業進行技術融合，可根據不同的需求開發出相應的應用軟體。

雖然物聯網技術已經日趨普及，但是目前市場上應用於物聯網的語音系統抗噪功能仍不理想，且內建的固定語音指令也僅有數個而已，當現有技術中的語音辨識能力不足時，對於物聯網之間的資訊傳輸效率、以及對不同物聯裝置的辨識能力都有影響，因此，如何克服現有技術中物聯網的語音辨識能力不佳、資訊傳輸效率低的問題，確實有待進一步提出更佳解決方案的必要性。

有鑑於上述現有技術的不足，本新型的主要目的在於提供一種具有語音控制功能之物聯網系統，其可控管物聯網內各個裝置之間訊息的傳輸狀態與相互的行為，可根據判別出的語音內容藉由無線傳輸技術，以一對多的廣播方式將訊息傳輸到指定的裝置來執行指定的命令，藉由連鎖性的廣播方式驅動使用者欲執行的物聯網裝置或取得回傳信息，以提升使用者的方便性。

為達到上述目的所採取的主要技術手段係令前述具有語音控制功能之物聯網系統包括：一個以上的物聯網裝置；一物聯網主機，係與網路連結，並與該物聯網裝置連結；一語音控制裝置，與網路連結，並與該物聯網裝置連結，該語音控制裝置具有一語音控制介面，用以收發聲音；其中，該語音控制裝置的語音控制介面收集一環境聲音資訊，並根據該環境聲音資訊過濾噪音以保留一語音控制信息，該語音控制介面將該語音控制信息廣播至相鄰的物聯網裝置，以驅動與該語音控制信息相對應的物聯網裝置；以及收到該語音控制信息的物聯網裝置，根據該語音控制信息執行相對應的控制動作，並回傳一完畢訊息至該語音控制裝置的語音控制介面；當該語音控制裝置的語音控制介面無法辨識語音控制信息時，則透過該物聯網主機，將該語音控制信息上傳至一雲端伺服器進行搜尋。

藉由上述構造，本新型由該語音控制裝置透過該語音控制介面接收環境聲音中的該語音控制信息，並將該語音控制信息廣播至相鄰的物聯網裝置，以驅動與該語音控制信息相對應的物聯網裝置，當該語音控制介面無法辨識語音控制信息時，則透過該物聯網主機，將該語音控制信息上傳至該雲端伺服器進行搜尋，並根據回傳的搜尋結果進行廣播；藉由連鎖性的廣播方式驅動使用者欲執行的物聯網裝置或取得回傳信息，以達到提升使用物聯網裝置之方便性的目的。

10‧‧‧語音控制裝置

11‧‧‧語音控制介面

111‧‧‧數位訊號處理器

112‧‧‧輸入模組

113‧‧‧應用處理器

1131‧‧‧語音識別模組

114‧‧‧解編碼器

115‧‧‧喇叭模組

12‧‧‧無線模組

121‧‧‧第一天線

20A‧‧‧第一物聯網裝置

20B‧‧‧第二物聯網裝置

20C‧‧‧第三物聯網裝置

20D‧‧‧第四物聯網裝置

20E‧‧‧第五物聯網裝置

30‧‧‧物聯網主機

31‧‧‧第二天線

40‧‧‧雲端伺服器

圖1係本新型之較佳實施例的系統架構方塊圖。

圖2係本新型之較佳實施例的裝置方塊圖。

圖3係本新型之較佳實施例的應用狀態示意圖。

圖4係本新型之較佳實施例的語音控制模式流程圖。

圖5係本新型之較佳實施例的物聯網模式流程圖。

關於本新型具有語音控制功能之物聯網系統的較佳實施例，請參考圖1、2所示，其中包括一語音控制裝置10、多數物聯網裝置以及一物聯網主機30，該物聯網主機30係與網路連結並可與該等物聯網裝置連結，該語音控制裝置10與網路連結並與該等物聯網裝置連結，該語音控制裝置10具有一語音控制介面11用以收發聲音；於本實施例中進一步包括一雲端伺服器40，該雲端伺服器40透過網路與該物聯網主機30交換資訊。

多數物聯網裝置包含一第一物聯網裝置20A、一第二物聯網裝置20B、一第三物聯網裝置20C以及一第四物聯網裝置20D，該第一至第四物聯網裝置20A~20D彼此之間可透過無線的方式互相收發信息，該第一至第四物聯網裝置20A~20D亦可接收該語音控制裝置10發送的信息，當該語音控制裝置10距離該第一物聯網裝置20A、該第二物聯網裝置20B較近時，該第一物聯網裝置20A、該第二物聯網裝置20B可將收到的信息傳送給距離較遠的該第三物聯網裝置20C、該第四物聯網裝置20D，再由該第三物聯網裝置20C或該第四物聯網裝置20D將信息傳送給該物聯網主機30；進一步的，該物聯網主機30更可將信息透過網路提供給該雲端伺服器40。

當使用者在環境中對該語音控制裝置10說話，該語音控制裝置10的語音控制介面11收集一環境聲音資訊，並根據該環境聲音資訊過濾噪音以保留一語音控制信息，該語音控制介面11將該語音控制信息廣播至相鄰的物聯網裝置(多數物聯網裝置中的至少一個，如第二物聯網裝置20B)，以驅動與該語音控制信息相對應的物聯網裝置(如第三物聯網裝置20C)，收到該語音控制信息的物聯網裝置(如第三物聯網裝置20C)，根據該語音控制信息執行相對應的控制動作，並回傳一完畢訊息至該語音控制裝置10的語音控制介面11；當該語音控制裝置10的語音控制介面11無法辨識語音控制信息時，則透過該物聯網主機30，將該語音控制信息上傳至一雲端伺服器40進行搜尋，藉由前述一對多的連鎖性廣播方式將信息傳輸致不同的裝置、主機、伺服器，可控管系統內各個裝置之間訊息的傳輸狀態與相互的行為。

如圖2所示，於本實施例中該語音控制裝置10包括一無線模組12，該無線模組12與該語音控制介面11連接，並透過一第一天線121收發信息；該語音控制介面11包括一數位訊號處理器111、一個以上的輸入模組112、一應用處理器113、一解編碼器114以及一喇叭模組115，該數位訊號處理器111係與該輸入模組112、該應用處理器113、該解編碼器114連接，該解編碼器114與該喇叭模組115連接以播放聲音，該應用處理器113係與該無線模組12連接用以處理接收或發送的聲音信息。本實施例中該應用處理器113內建有一語音識別模組1131，用以辨識聲音中的特定信息，亦具有抗噪的功能；該語音控制裝置10更可包括多個輸入模組112，該等輸入模組112可分別為一麥克風。

為說明本新型具有語音控制功能之物聯網系統的較佳實施例應用方式，請參考圖2、3所示，其中的該第一物聯網裝置20A係指一風扇IOT裝置(IOT：物聯網)、該第二物聯網裝置20B係指一冷氣IOT裝置、該第三物聯網裝置20C係指一電視IOT裝置、該第四物聯網裝置20D係指一冰箱IOT裝置，進一步以一第五物聯網裝置20E代表一電燈IOT裝置，且該物聯網主機30係透過一第二天線31與網路連結。

使用者在環境中對該語音控制裝置10說話並發出聲音，該語音控制裝置10利用多個輸入模組112(如數個麥克風)收集周遭的該環境聲音資訊後，藉由該數位訊號處理器111過濾背景噪音保留下乾淨的該語音控制信息，並傳送給該應用處理器113，而本實施例中，該應用處理器113內建的語音識別模組1131可進一步將該語音控制信息辨識為一裝置標籤資訊、一命令標籤資訊以及一代表物聯網系統的認證標籤資訊，當使用者發出”打開電燈”的聲音時，”電燈”就是該裝置標籤資訊、”打開”就是該命令標籤資訊；舉例而言，該語音識別模組1131內預設有多數裝置標籤資訊以及相對應的命令標籤資訊，多數裝置標籤資訊包括一電燈資訊(如字串”0001”)、一風扇資訊(如字串”0010”)、一電視資訊(如字串”0011”)、一冷氣資訊(如字串”0100”)、一冰箱資訊(如字串”0101”)，而與該電燈資訊相對應的命令標籤資訊包括一關閉資訊(如字串”0000”)、一開啟資訊(如字串”0001”)，當使用者說完”打開電燈”，經由該語音控制介面11處理後，該應用處理器113會取得該電燈資訊(如字串”0001”)與相對應的該開啟資訊(如字串”0001”)，並且取得該認證標籤資訊(如字串”1000”)，則該應用處理器113會將一組”0001 0001 1000”的語音控制信息透過該無線模組12廣播至相鄰的物聯網裝置。

相鄰的物聯網裝置收到該語音控制信息，根據該語音控制信息執行相對應的控制動作，並回傳完畢訊息至該語音控制裝置10的語音控制介面 11；當該語音控制裝置10的語音控制介面11無法辨識語音控制信息時，則透過該物聯網主機30，將該語音控制信息上傳至該雲端伺服器40進行搜尋；例如，使用者說”今天台北天氣如何”，在這樣的語音訊息內，無法得到任何該語音識別模組1131內預設的裝置標籤資訊與命令標籤資訊，該應用處理器113會把這段乾淨的語音錄製下來後，從無線模組12傳送至該物聯網主機30，該物聯網主機30會將這段語音上傳至該雲端伺服器40(例如Google Baidu等搜尋引擎)，然後把從搜尋引擎上得到的資訊再回傳至該語音控制裝置10，從該喇叭模組115告訴使用者今天台北的天氣的相關資訊。

因此，如圖3所示，當使用者說"打開電燈"之後，這樣的訊息會廣播從該風扇IOT裝置到該冰箱IOT裝置再到該電燈IOT裝置，當該電燈IOT裝置的燈打開之後，該電燈IOT裝置會回傳完成的訊息，從該冰箱IOT裝置到該風扇IOT裝置再回到該語音控制裝置10，並從該喇叭模組115發出完成的訊息，當使用者說”今天台北天氣如何”，這樣的語音會廣播從該風扇IOT裝置至該電視IOT裝置再到該物聯網主機30，或廣播從該冷氣IOT裝置至該物聯網主機30，該物聯網主機30再將語音上傳至搜尋引擎以得到答案，該物聯網主機30再將答案回傳至該語音控制裝置10，並從該喇叭模組115告訴使用者今天台北的天氣如何，當該語音控制裝置10於預計的時間範圍內，重覆獲取同樣資訊時，將會忽略並且不再廣播相同的資訊。

根據上述較佳實施例的具體應用方式可歸納出一具有語音控制功能之物聯網系統的資訊處理方法，其主要係由該語音控制裝置10提供一語音控制裝置端模式，如圖4所示，該語音控制裝置端模式係執行以下步驟：收集一環境聲音資訊(S41)；根據該環境聲音資訊過濾噪音以保留一語音控制信息(S42)，該語音控制信息包括該裝置標籤資訊、該命令標籤資訊和該認證標籤資訊；將該語音控制信息廣播至相鄰的至少一物聯網裝置，以驅動與該語音控制信息相對應的物聯網裝置(S43)。

於本實施例中當上述步驟執行至「將該語音控制信息廣播至相鄰的至少一物聯網裝置，以驅動與該語音控制信息相對應的物聯網裝置(S43)」之步驟時，更包括以下子步驟：根據該語音控制信息判斷是否能把語音內容辨識出該裝置標籤資訊和該命令標籤資訊及該認證標籤資訊(S431)；若是，則將該裝置標籤資訊、該命令標籤資訊和該認證標籤資訊廣播至附近的物聯網裝置(S432)；若否，則將該語音控制信息發送至該物聯網主機30、上傳至該雲端伺服器40，並根據回傳資訊內容進行廣播(S433)。

上述方法主要係將該語音控制信息廣播至相鄰的物聯網裝置，以驅動與該語音控制信息相對應的物聯網裝置，以連鎖性的廣播方式驅動使用者欲執行的物聯網裝置；於本實施例中令至少一物聯網裝置提供一物聯網裝置端模式，如圖5所示，該物聯網裝置端模式係執行以下步驟：收到該語音控制裝置10發送的語音控制信息(S51)；根據該語音控制信息執行相對應的控制動作，並回傳一完畢訊息至該語音控制裝置10(S52)。

於本實施例中當上述步驟執行至「收到一語音控制裝置發送的一語音控制信息(S51)」之步驟時，更包括以下子步驟：於收到該裝置標籤資訊、該命令標籤資訊和該認證標籤資訊後判斷是否重覆獲取相同的資訊(S511)；若否，則判斷該認證標籤資訊是否為一有效的認證標籤(S512)；若是，則接續執行上述「根據該語音控制信息執行相對應的控制動作，並回傳一完畢訊息至該語音控制裝置10(S52)」之步驟；當上述步驟執行至「判斷是否重覆獲取相同的資訊(S511)」之步驟時，若是，則不予理會此次的標籤內容後結束(S513)；當上述步驟執行至「判斷該認證標籤資訊是否為一有效的認證標籤(S512)」之步驟時，若否，則不予理會此次的標籤內容後結束(S514)。

於本實施例中當上述步驟執行至「根據該語音控制信息執行相對應的控制動作，並回傳一完畢訊息至該語音控制裝置10(S52)」之步驟時，更包括以下子步驟：根據收到的該認證標籤資訊判斷是否與本裝置(即該物聯網裝置)的裝置標籤資訊一致(S521)；若是，則執行該命令標籤資訊，並回傳該完畢訊息給該語音控制裝置10(S522)；若否，則將該裝置標籤資訊、該命令標籤資訊和該認證標籤資訊繼續廣播至相鄰的其他物聯網裝置(S523)。

藉此本新型的物聯網裝置收到該語音控制信息並執行相對應的控制動作，並回傳該完畢訊息至該語音控制裝置10，可即時得知物聯網內各個裝置之間訊息的傳輸狀態與相互的行為，並藉由連鎖性的廣播方式驅動使用者欲執行的物聯網裝置或取得回傳信息，以達到提升使用物聯網裝置之方便性的目的。