[发明专利]一种语音交互智能家居系统及语音交互方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及智能家居技术领域，具体是一种能实现语音交互功能的智能家居系统及语音交互方法。

[背景技术]

随着科技的发展，语音交互模块被越来越多的应用到智能家居系统里面。考虑到智能家居的应用性、便捷性和小型化需求，目前应用于智能家居的语音交互系统基本都是使用嵌入式系统，这些嵌入式系统大都采用专门的语音识别芯片，如MCU，DSP和语音识别专用芯片，其存储容量和运算速度都有一定的限制。在目前市场上的语音识别模块中，基本都使用的非特定人语音识别模块，但是这个模块里面只能存储50个词条，存储容量有限，并且每个词条都是前期根据应用场景预先输入进去的,比如“将卧室的灯打开”这句话可以是一个词条，如果用户说了一句“将卧室的灯”，这个语音识别模块是识别不了的。除此之外，这种语音识别模块也不能识别一些诸如嗯、啊的语气词。

同时，目前业界的智能家居语音交互系统都只能实现简单的语音指令操作，这些语音指令，也都是前期预设在嵌入式系统中，如果用户所说的语音不是系统预设的，系统就不能识别。

[发明内容]

本发明为了解决上述的嵌入式语音系统存储容量和运算速度有限的问题，提供一种不仅能根据系统预设的语音指令进行操作以外，还可以让系统根据用户自己的语言使用习惯，学习用户的语言，从而提高语音识别的正确性的语音交互智能家居系统及语音交互方法。

为了实现上述目的，提供一种语音交互智能家居系统,包括硬件端和服务器端，所述的硬件端由网关、ZigBee路由器和ZigBee终端节点组成，若干电器设备或传感器都会接到ZigBee的终端节点上，每个ZigBee终端节点上都有Mic语音输入模块，用于采集用户的语音模拟信息，并将其转换成数字信息，通过ZigBee路由器传输给ZigBee协调器，所述的网关由ZigBee协调器、Wifi模块、语音处理模块和控制命令表模块构成，ZigBee协调器在收到终端节点发来的语音信号之后，将收到的语音信号输出给语音处理模块进行语音识别，语音识别工作完成后，将识别的字符输出给控制命令表模块中进行查询，找到语音信息想要操控的设备指令，然后将其输出给ZigBee协调器，协调器再将控制指令下发给终端节点。

所述的语音处理模块在语音识别过程中，遇到了语音处理模块中没有存储的生词的话，语音处理模块会将没有识别的语音通过Wifi模块连接到以太网中，将其传输给WEB服务器，WEB服务器内部设有同样的语音处理模块，服务器端存储的词库量比硬件端的词库量大，且不受嵌入式便携设备的存储容量的限制，就可以将没有识别出的生词识别处理，然后再通过以太网，将其生词的词条传输给用户家中网关上的语音处理模块，替换网关中从来没用过的词语。

所述的语音识别模块需要增加额外的词条库，并采用轮询调用的方式去词条库提取词条，按顺序每次提取50个词条存储到语音识别模块中，同时为了增加语音识别的灵活性，将每个词条都改成单个字、两个、三个或者四个连词；为了确保语音里面的所有字或词语是否都已识别完全，没有遗漏，所述的语音识别模块采用频谱分析方法识别语音识别模块中字的个数。

所述的语音识别模块频谱分析方法如下：汉字是有声母和韵母的，通过声母频谱序列库与语音的频谱分析图比对，这样就可以得到语音的汉字个数；汉字的声母一共有23个，它们是b p m f d t n l g k h j q x zh ch sh r z c s y w,先将所有声母的发音采集，经A/D模数转换后，通过傅里叶频谱分析，得到这23个声母的频谱图，将其特征值存入声母频谱序列库，之后在采集用户的声音信号时，也是先经过A/D模数转换模块将其转换成数字信号，然后进行傅里叶频谱分析，根据频谱分析得到的特征值，与之前的声母频谱序列库的频谱特征值进行比对分析，提取出一句话中的所有声母，从而得到语音的汉字个数，同样的，对于一些常用的没有声母的汉字，就将其整个字的整带频谱存储到零声母频谱序列库中；对于汉字中的语气词，将其整带频谱存储在语气词频谱序列库中，与频谱分析得到的频谱进行比对，从而完成语气词的识别。