本發(fā)明涉及自動(dòng)控制
技術(shù)領(lǐng)域：
：，具體涉及一種智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：：智能語(yǔ)音機(jī)器人是物聯(lián)網(wǎng)(IOT，TheInternetofthings)的典型應(yīng)用和拓展，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，它具有基于標(biāo)準(zhǔn)和互操作通信協(xié)議的自組織能力，其中物理的和虛擬的“物”具有身份標(biāo)識(shí)、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口，并與信息網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫整合。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)有RFID、傳感網(wǎng)、M2M、兩化融合等。物聯(lián)網(wǎng)將各種信息傳感設(shè)備，如無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN，WirelessSensorNetwork）節(jié)點(diǎn)、射頻識(shí)別（RFID，RadioFrequencyIdentification）裝置、紅外感應(yīng)器、移動(dòng)手機(jī)、PDA、全球定位系統(tǒng)（GPS，GlobalPositioningSystem）、激光掃描器等各種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)代社會(huì)中，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。目前市場(chǎng)上常用的智能家居用品管家中，大多為外形大而笨重，或交互不方便，只能簡(jiǎn)單的控制部分家居產(chǎn)品，如燈光、插座及一些普通家用電器?；虿荒芎芎玫倪M(jìn)行人機(jī)互動(dòng)交流，例如需要遙控器進(jìn)行控制，或需要按鍵進(jìn)行操作；也不能很好地支持或兼容控制家里的可視門鈴、攝像頭、門鎖、傳感器等家用安防設(shè)備，現(xiàn)在，隨著人們的安全意識(shí)加強(qiáng)，家里的安防設(shè)備日漸增多，雖然大部分支持遠(yuǎn)程控制和查看，但是不同的產(chǎn)品及廠家需要使用不同的移動(dòng)終端。工作模式繁多，不同的產(chǎn)品進(jìn)行工作模式切換極不便利。致使用戶的手機(jī)或其它終端上安裝多個(gè)APP，使用起來(lái)非常不方便，切換控制不同的設(shè)備時(shí)，需要登錄不同的APP,而且還要輸入不同的管理賬號(hào)和密碼，用戶無(wú)法使家居產(chǎn)品快速進(jìn)入工作狀態(tài)，就方便性而言，給用戶帶來(lái)極大不便，整體的家居產(chǎn)品控制給人以非常散亂、無(wú)序的狀態(tài)。現(xiàn)有的智能家居用品管家中，大部分還處于較為原始階段，要么是使用上不方便，要么是不夠智能化。產(chǎn)品的功能較為單一，用戶往往體驗(yàn)性不佳，使得用戶的使用極積性不高，降低了用戶使用意愿。現(xiàn)有市場(chǎng)上的產(chǎn)品，在使用上往往比較復(fù)雜，需要較為專業(yè)的前期連接控制，無(wú)法達(dá)到快捷使用、迅速上手的特點(diǎn)，而且往往產(chǎn)品兼容性不足，系統(tǒng)復(fù)雜難以維護(hù)管理。傳統(tǒng)智能家居用品機(jī)器人，只能單一的控制燈光、窗簾及一部分家電；集成度較低，部分家電無(wú)法一起組網(wǎng)使用，如監(jiān)控?cái)z像頭、可視門鈴、門鎖等；或者是控制方式單一，不支持多種控制方式，操作不夠方便。如需要遠(yuǎn)程控制，不同的家居產(chǎn)品要使用多個(gè)APP才能實(shí)現(xiàn)。使用起來(lái)繁瑣、不方便，當(dāng)需要家電快速進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，需要登錄不同的APP,還要輸入不同的賬號(hào)和密碼，多次操作之后才能使相應(yīng)的家居產(chǎn)品進(jìn)入需要的工作模式，非常不利于管理，無(wú)法達(dá)到真正的智能家居用品。普通的管家機(jī)器人連接方式少，無(wú)法方便、快捷安裝使用。作為遠(yuǎn)程通信核心的云服務(wù)器系統(tǒng)，現(xiàn)有的云系統(tǒng)中，采用傳統(tǒng)字節(jié)流協(xié)議形式，可讀性差，效率低下，對(duì)前端開(kāi)發(fā)人員要求高；無(wú)可靠云端數(shù)據(jù)庫(kù)支持，對(duì)不同類型數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)支持差，編程工作量大。無(wú)通用標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議和應(yīng)用程序接口；無(wú)對(duì)多用戶信息管理系統(tǒng)；無(wú)法實(shí)現(xiàn)可快捷定制的數(shù)據(jù)參數(shù)云存儲(chǔ)支持。無(wú)安全可靠的用戶認(rèn)證支持，在數(shù)據(jù)和用戶信息安全性方面缺乏多出防護(hù)機(jī)制，底層硬件通信速率較低，無(wú)法滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)量大、延時(shí)小的通信應(yīng)用或音視頻實(shí)時(shí)傳輸需求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)手段解決上述問(wèn)題：一種智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)，包括智能語(yǔ)音管家機(jī)器人、云服務(wù)器、至少一個(gè)智能家居用品，所述云服務(wù)器分別與所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人、智能家居用品連接；所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)并將所述控制信號(hào)發(fā)送給所述云服務(wù)器；所述云服務(wù)器接收所述控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)發(fā)送給所述智能家居用品；所述智能家居用品接收所述控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。進(jìn)一步地，所述云服務(wù)器包括依次通過(guò)WebSocket/Hrpush/RESTful/Webservices協(xié)議進(jìn)行通信的遠(yuǎn)程應(yīng)用層、云服務(wù)器層、API通信層、本地設(shè)備層；所述遠(yuǎn)程應(yīng)用層和本地設(shè)備層支持安卓設(shè)備、IOS設(shè)備、WEB客戶端、PC、嵌入式板卡；所述云服務(wù)器層包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器用于傳輸數(shù)據(jù)信息；所述API通信層包括與WebSocket/Hrpush/RESTful/Webservices協(xié)議相對(duì)應(yīng)的至少一路通信接口。進(jìn)一步地，所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人包括CPU處理器、至少一個(gè)MIC輸入模塊、智能語(yǔ)音識(shí)別模塊、智能語(yǔ)音合成模塊、音頻輸出模塊、WIFI模塊；所述CPU處理器分別與智能語(yǔ)音識(shí)別模塊、智能語(yǔ)音合成模塊、WIFI模塊連接；所述MIC輸入模塊與所述智能語(yǔ)音識(shí)別模塊連接；所述音頻輸出模塊與所述智能語(yǔ)音合成模塊連接；所述MIC輸入模塊用于輸入用戶的語(yǔ)音信號(hào)；所述智能語(yǔ)音識(shí)別模塊用于識(shí)別用戶的語(yǔ)音信號(hào)；所述CPU處理器用于根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行智能匹配，生成相應(yīng)的控制信號(hào)控制相應(yīng)的智能家居用品，或者生成相應(yīng)的話語(yǔ)回復(fù)用戶；所述智能語(yǔ)音合成模塊用于將CPU處理器中的以文本字串表示的狀態(tài)合成為語(yǔ)音、以語(yǔ)音的形式加以輸出，作為人機(jī)交互的一種反饋手段；所述音頻輸出模塊用于將語(yǔ)音即時(shí)播報(bào)出來(lái)，用戶只需被動(dòng)收聽(tīng)即可；所述WIFI模塊用于智能語(yǔ)音管家機(jī)器人通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述云服務(wù)器進(jìn)行通信。進(jìn)一步地，所述智能語(yǔ)音識(shí)別模塊采用前饋型序列記憶網(wǎng)絡(luò)FSMN識(shí)別用戶的語(yǔ)音信號(hào)，所述前饋型序列記憶網(wǎng)絡(luò)FSMN在隱層旁增加一個(gè)記憶塊模塊，用于存儲(chǔ)對(duì)判斷當(dāng)前語(yǔ)音幀有用的歷史信息和未來(lái)信息。進(jìn)一步地，所述智能語(yǔ)音合成模塊包括文本分析器，所述文本分析器首先根據(jù)發(fā)音字典，將輸入的文本字串分解為帶有屬性標(biāo)記的詞及其讀音符號(hào)，再根據(jù)語(yǔ)義規(guī)則和語(yǔ)音規(guī)則，為每一個(gè)詞、每一個(gè)音節(jié)確定重音等級(jí)和語(yǔ)句結(jié)構(gòu)及語(yǔ)調(diào)，以及各種停頓。進(jìn)一步地，所述CPU處理器采用基于詞典的雙向最大匹配法進(jìn)行智能匹配，包括詞典加載、預(yù)處理、最大匹配、歧義消解階段，所述詞典采用散列表Hashtable。進(jìn)一步地，所述音頻輸出模塊包括功率放大器，所述功率放大器用于放大輸出的語(yǔ)音信號(hào)。進(jìn)一步地，所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人還包括MCU處理器、VOC傳感器、PM2.5傳感器、光照傳感器、溫濕度傳感器；所述MCU處理器分別與所述CPU處理器、VOC傳感器、PM2.5傳感器、光照傳感器、溫濕度傳感器連接；所述MCU處理器用于協(xié)助CPU處理器處理分析數(shù)據(jù)信息；所述VOC傳感器用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)的VOC值，并將該VOC值發(fā)送到所述MCU處理器中；所述PM2.5傳感器用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)的PM2.5值，并將該P(yáng)M2.5值發(fā)送到所述MCU處理器中；所述光照傳感器用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)的光照強(qiáng)度，并將該光照強(qiáng)度發(fā)送到所述MCU處理器中；所述溫濕度傳感器用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)的溫濕度，并將該溫濕度發(fā)送到所述MCU處理器中。進(jìn)一步地，所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人還包括紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊、按鍵輸入模塊、觸摸顯示模塊；所述紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊、按鍵輸入模塊與所述MCU處理器連接；所述觸摸顯示模塊與所述CPU處理器連接；所述紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊用于將能控制智能家居用品的紅外線進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，通過(guò)云服務(wù)器，控制相應(yīng)的智能家居用品；所述按鍵輸入模塊用于通過(guò)按鍵設(shè)置智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的各項(xiàng)參數(shù)；所述觸摸顯示模塊用于通過(guò)觸摸設(shè)置智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的各項(xiàng)參數(shù)。進(jìn)一步地，所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)還包括與所述云服務(wù)器連接的客戶端，所述客戶端用于顯示智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的工作狀態(tài)及各傳感器上傳的環(huán)境參數(shù)，所述客戶端為手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦。本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人采用高度集成的電路設(shè)計(jì)，融合多種類型的家居產(chǎn)品，通過(guò)紅外、藍(lán)牙、wifi、RF433M等無(wú)線通訊技術(shù)，一個(gè)手機(jī)APP就可以整合電視、空調(diào)、燈光、窗簾、音樂(lè)系統(tǒng)、溫濕度傳感器、機(jī)械手、可視門鈴、攝像頭、門鎖以及安防系統(tǒng)等家中所有的電子設(shè)備，而且還有機(jī)器人自帶的溫濕度傳感器、VOC傳感器、PM2.5傳感器等各種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，讓智能產(chǎn)業(yè)與健康產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，使用戶更加了解自己的居住環(huán)境狀態(tài)，預(yù)防家居環(huán)境的健康隱患，達(dá)到保障用戶的健康生活的目的。本發(fā)明采用高集成電路設(shè)計(jì)，融合眾多產(chǎn)品，一臺(tái)機(jī)器人即可控制家里的所有智能家電及安防設(shè)備，包括門鎖、攝像頭、門鈴、傳感器等，只要將智能產(chǎn)品無(wú)線連接至智能管家機(jī)器人上，就可以使所有帶網(wǎng)絡(luò)功能的家電聯(lián)網(wǎng)，使用簡(jiǎn)單、方便、快捷。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是云服務(wù)器的通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明FSMN的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明FSMN中隱層記憶塊的時(shí)序展開(kāi)示意圖；圖6是本發(fā)明基于詞典的分詞算法的流程圖；圖7是本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面將結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要指出的是，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明提供一種智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)，包括智能語(yǔ)音管家機(jī)器人、云服務(wù)器、至少一個(gè)智能家居用品，所述云服務(wù)器分別與所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人、智能家居用品連接；所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)并將所述控制信號(hào)發(fā)送給所述云服務(wù)器；所述云服務(wù)器接收所述控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)發(fā)送給所述智能家居用品；所述智能家居用品接收所述控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。如圖2所示，所述云服務(wù)器包括依次通過(guò)WebSocket/Hrpush/RESTful/Webservices協(xié)議進(jìn)行通信的遠(yuǎn)程應(yīng)用層、云服務(wù)器層、API通信層、本地設(shè)備層。所述遠(yuǎn)程應(yīng)用層和本地設(shè)備層支持安卓設(shè)備、IOS設(shè)備、WEB客戶端、PC、嵌入式板卡。在本地設(shè)備層中，智能語(yǔ)音管家機(jī)器人具備linux操作系統(tǒng)和WIFI通信方案，并采用Hrpush和RESTful通信方式和服務(wù)器進(jìn)行通信。在遠(yuǎn)程應(yīng)用層中，應(yīng)用程序平臺(tái)主要支持安卓手機(jī)設(shè)備和IOS手機(jī)設(shè)備,并選擇Hrpush/和RESTful/方式均可以和服務(wù)器進(jìn)行通信。所述云服務(wù)器層包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，所述數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器用于傳輸數(shù)據(jù)信息。云服務(wù)器架構(gòu)中，以處于云服務(wù)器層的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器為核心。其主要特點(diǎn)有支持WebSocket/Hrpush/RESTful/Webservices等多種協(xié)議和遠(yuǎn)程客戶端進(jìn)行通信。同時(shí)提供友好的搜索引擎URL，提供了強(qiáng)大的個(gè)性化環(huán)境，每個(gè)用戶可以對(duì)WEB內(nèi)容和表現(xiàn)形式進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置。提供了基于角色的權(quán)限系統(tǒng)，沒(méi)有必要對(duì)每個(gè)用戶進(jìn)行授權(quán)，只需要對(duì)角色進(jìn)行授權(quán)。提供的站內(nèi)搜索系統(tǒng)能對(duì)站內(nèi)的所有內(nèi)容進(jìn)行索引和搜索，模板系統(tǒng)將內(nèi)容和表現(xiàn)分離，可以很方便地控制面前用戶WEB的外觀。提供完善的WEB形式管理和分析工具，極大方面管理者對(duì)云系統(tǒng)的管理和維護(hù)。該云系統(tǒng)的Caching機(jī)制能有效減少數(shù)據(jù)庫(kù)查詢次數(shù)，從而提高站點(diǎn)性能，降低服務(wù)器負(fù)荷。在字符編碼和多語(yǔ)言支持方面，支持多種編碼格式，支持很多國(guó)家的語(yǔ)言。同時(shí)擴(kuò)展能力強(qiáng)大，有豐富的第三方擴(kuò)展支持。所述API通信層包括與WebSocket/Hrpush/RESTful/Webservices協(xié)議相對(duì)應(yīng)的至少一路通信接口。在云系統(tǒng)和終端設(shè)計(jì)API通信層中，采用了WebSocket/Hrpush/RESTful/Webservices等多種通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)中一般所用到的安卓手機(jī)設(shè)備、IOS手機(jī)設(shè)備、平板電腦、PC、MAC和嵌入式板卡，均可從以上4中通信接口中找到相應(yīng)API通信方式和云服務(wù)系統(tǒng)通信。本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)在云服務(wù)器架構(gòu)方面采用華睿、新版云服務(wù)架構(gòu)（HuaruiCloudservices，HRCS）。該架構(gòu)基于華睿云服務(wù)器分布式應(yīng)用的IM和現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制通信協(xié)議。HRCS架構(gòu)以ZIGBEE、WIF、以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)為通信基礎(chǔ)，采用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存映射方式，實(shí)現(xiàn)了Andriod、IOS、Windows、WEB、微信、Linux、RTOS和NonOS間跨平臺(tái)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通信、數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)服、用戶信息、軟件信息和資訊信息管理的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)架構(gòu)采用了mysql作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)核心，結(jié)合php和python等高效率編程語(yǔ)言，采用基于json、http和webservices等技術(shù)，解決了傳統(tǒng)字節(jié)流協(xié)議形式、可讀性差、效率低下、對(duì)前端開(kāi)發(fā)人員要求高等問(wèn)題。同時(shí)設(shè)計(jì)了多用戶信息管理系統(tǒng)，解決了在數(shù)據(jù)和用戶信息安全性方面缺乏多出防護(hù)機(jī)制。本發(fā)明用標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議和應(yīng)用程序接口，對(duì)Android、IOS、MAC、PC、WEB等多平臺(tái)數(shù)據(jù)通信支持。底層硬件采用ZIGBEE/WIFI通信技術(shù)，同時(shí)解決低功耗和高傳輸速率滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)量大、延時(shí)小的通信應(yīng)用或音視頻實(shí)時(shí)傳輸需求。如圖3所示，所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人包括CPU處理器、至少一個(gè)MIC輸入模塊、智能語(yǔ)音識(shí)別模塊、智能語(yǔ)音合成模塊、音頻輸出模塊、WIFI模塊；所述CPU處理器分別與智能語(yǔ)音識(shí)別模塊、智能語(yǔ)音合成模塊、WIFI模塊連接；所述MIC輸入模塊與所述智能語(yǔ)音識(shí)別模塊連接；所述音頻輸出模塊與所述智能語(yǔ)音合成模塊連接；所述MIC輸入模塊用于輸入用戶的語(yǔ)音信號(hào)；所述智能語(yǔ)音識(shí)別模塊用于識(shí)別用戶的語(yǔ)音信號(hào)；所述CPU處理器用于根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行智能匹配，生成相應(yīng)的控制信號(hào)控制相應(yīng)的智能家居用品，或者生成相應(yīng)的話語(yǔ)回復(fù)用戶；所述智能語(yǔ)音合成模塊用于將CPU處理器中的以文本字串表示的狀態(tài)合成為語(yǔ)音、以語(yǔ)音的形式加以輸出，作為人機(jī)交互的一種反饋手段；所述音頻輸出模塊用于將語(yǔ)音即時(shí)播報(bào)出來(lái)，用戶只需被動(dòng)收聽(tīng)即可；所述WIFI模塊用于智能語(yǔ)音管家機(jī)器人通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述云服務(wù)器進(jìn)行通信。所述智能語(yǔ)音識(shí)別模塊采用前饋型序列記憶網(wǎng)絡(luò)FSMN識(shí)別用戶的語(yǔ)音信號(hào)，所述前饋型序列記憶網(wǎng)絡(luò)FSMN在隱層旁增加一個(gè)記憶塊模塊，用于存儲(chǔ)對(duì)判斷當(dāng)前語(yǔ)音幀有用的歷史信息和未來(lái)信息。語(yǔ)音識(shí)別作為智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的主要功能，本發(fā)明采用訊飛語(yǔ)音識(shí)別方案。該方案采用名為前饋型序列記憶網(wǎng)絡(luò)FSMN(Feed-forwardSequentialMemoryNetwork)的新框架。在這個(gè)框架中，可以把上述幾點(diǎn)很好的融合，同時(shí)各個(gè)技術(shù)點(diǎn)對(duì)效果的提升可以獲得疊加。值得一提的是，我們?cè)谶@個(gè)系統(tǒng)中創(chuàng)造性提出的FSMN結(jié)構(gòu)，采用非循環(huán)的前饋結(jié)構(gòu)，在只需要180ms延遲下，就達(dá)到了和雙向LSTMRNN相當(dāng)?shù)男Ч?。圖4為FSMN的結(jié)構(gòu)示意圖，相比傳統(tǒng)的DNN，我們?cè)陔[層旁增加了一個(gè)稱為記憶塊的模塊，用于存儲(chǔ)對(duì)判斷當(dāng)前語(yǔ)音幀有用的歷史信息和未來(lái)信息。圖5畫出了雙向FSMN中記憶塊左右各記憶一幀語(yǔ)音信息(在實(shí)際任務(wù)中，可根據(jù)任務(wù)需要，人工調(diào)整所需記憶的歷史和未來(lái)信息長(zhǎng)度)的時(shí)序展開(kāi)結(jié)構(gòu)。從圖4、圖5中可以看出，不同于傳統(tǒng)的基于循環(huán)反饋的RNN，F(xiàn)SMN記憶塊的記憶功能是使用前饋結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。這種前饋結(jié)構(gòu)有兩大好處：首先，雙向FSMN對(duì)未來(lái)信息進(jìn)行記憶時(shí)，沒(méi)有傳統(tǒng)雙向RNN必須等待語(yǔ)音輸入結(jié)束才能對(duì)當(dāng)前語(yǔ)音幀進(jìn)行判斷的限制，它只需要等待有限長(zhǎng)度的未來(lái)語(yǔ)音幀即可，正如前文所說(shuō)的，我們的雙向FSMN在將延遲控制在180ms的情況下就可獲得媲美雙向RNN的效果;其次，如前所述，傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單RNN因?yàn)橛?xùn)練過(guò)程中的梯度是按時(shí)間逐次往前傳播的，因此會(huì)出現(xiàn)指數(shù)衰減的梯度消失現(xiàn)象，這導(dǎo)致理論上具有無(wú)限長(zhǎng)記憶的RNN實(shí)際上能記住的信息很有限，然而FSMN這種基于前饋時(shí)序展開(kāi)結(jié)構(gòu)的記憶網(wǎng)絡(luò)，在訓(xùn)練過(guò)程中梯度沿著圖4中記憶塊與隱層的連接權(quán)重往回傳給各個(gè)時(shí)刻即可，這些連接權(quán)重決定了不同時(shí)刻輸入對(duì)判斷當(dāng)前語(yǔ)音幀的影響，而且這種梯度傳播在任何時(shí)刻的衰減都是常數(shù)的，也是可訓(xùn)練的，因此FSMN用一種更為簡(jiǎn)單的方式解決了RNN中的梯度消失問(wèn)題，使得其具有類似LSTM的長(zhǎng)時(shí)記憶能力。另外，在模型訓(xùn)練效率和穩(wěn)定性方面，由于FSMN完全基于前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所以不存在RNN訓(xùn)練中因mini-batch中句子長(zhǎng)短不一需要補(bǔ)零而導(dǎo)致浪費(fèi)運(yùn)算的情況，前饋結(jié)構(gòu)也使得它的并行度更高，可最大化利用GPU計(jì)算能力。從最終訓(xùn)練收斂的雙向FSMN模型記憶塊中各時(shí)刻的加權(quán)系數(shù)分布我們觀察到，權(quán)重值基本上在當(dāng)前時(shí)刻最大，往左右兩邊逐漸衰減，這也符合預(yù)期。進(jìn)一步，F(xiàn)SMN可和CTC準(zhǔn)則結(jié)合，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別中的“端到端”建模。所述智能語(yǔ)音合成模塊包括文本分析器，所述文本分析器首先根據(jù)發(fā)音字典，將輸入的文本字串分解為帶有屬性標(biāo)記的詞及其讀音符號(hào)，再根據(jù)語(yǔ)義規(guī)則和語(yǔ)音規(guī)則，為每一個(gè)詞、每一個(gè)音節(jié)確定重音等級(jí)和語(yǔ)句結(jié)構(gòu)及語(yǔ)調(diào)，以及各種停頓。本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的語(yǔ)音合成采用的是文語(yǔ)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)[1](Text-To-SpeechSystem，TTSSystem)，它是一種以文字串為輸入的語(yǔ)音合成系統(tǒng)。其輸入的是通常的文本字串，系統(tǒng)中的文本分析器首先根據(jù)發(fā)音字典，將輸入的文字串分解為帶有屬性標(biāo)記的詞及其讀音符號(hào)，再根據(jù)語(yǔ)義規(guī)則和語(yǔ)音規(guī)則，為每一個(gè)詞、每一個(gè)音節(jié)確定重音等級(jí)和語(yǔ)句結(jié)構(gòu)及語(yǔ)調(diào)，以及各種停頓等。這樣文字串就轉(zhuǎn)變?yōu)榉?hào)代碼串。根據(jù)前面分析的結(jié)果，生成目標(biāo)語(yǔ)音的韻律特征，采用前面介紹的合成技術(shù)的一種或者是幾種的結(jié)合，合成出輸出語(yǔ)音。該語(yǔ)音合成應(yīng)用系統(tǒng)就是一種面向TTS應(yīng)用的語(yǔ)音系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是作為人機(jī)交互的一種反饋手段，用于將計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)或狀態(tài)以語(yǔ)音的形式加以輸出。該系統(tǒng)的應(yīng)用背景是作為衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)用于增強(qiáng)人機(jī)交互能力。通過(guò)引入語(yǔ)音合成技術(shù)，將原本需要測(cè)試人員主動(dòng)觀察的數(shù)據(jù)、狀態(tài)或指令等內(nèi)容以語(yǔ)音的形式即時(shí)播報(bào)出來(lái)，相應(yīng)的測(cè)試人員只需被動(dòng)收聽(tīng)即可，只有在敏感內(nèi)容出現(xiàn)時(shí)才加以主動(dòng)觀察，從而降低測(cè)試人員的工作強(qiáng)度，改善工作環(huán)境和條件。在這樣的應(yīng)用背景下，對(duì)語(yǔ)音合成系統(tǒng)的要求是響應(yīng)速度快，計(jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)空間復(fù)雜度低，具有良好的可擴(kuò)展性和合成語(yǔ)音清晰度高、可懂性強(qiáng)，適于科學(xué)術(shù)語(yǔ)、符號(hào)和單位的發(fā)音合成等?；谝陨舷到y(tǒng)需求，我們開(kāi)發(fā)了專門針對(duì)科學(xué)應(yīng)用特別是航空航天領(lǐng)域內(nèi)常見(jiàn)的科學(xué)術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、計(jì)量單位和數(shù)學(xué)公式等文本分析模塊，以及新型的基于規(guī)則和參數(shù)的語(yǔ)音合成技術(shù)。所述CPU處理器采用基于詞典的雙向最大匹配法進(jìn)行智能匹配，包括詞典加載、預(yù)處理、最大匹配、歧義消解階段，所述詞典采用散列表Hashtable。由于本智能語(yǔ)音管家機(jī)器人支持中文語(yǔ)音智能對(duì)話，在中文語(yǔ)音智能對(duì)話算法中，中文分詞技術(shù)儼然是一個(gè)重要的研究方向，隸屬于自然語(yǔ)言處理?，F(xiàn)有的分詞算法可以分為三大類：基于字符串匹配的分詞方法、基于統(tǒng)計(jì)的分詞方法和基于理解的分詞方法。本方案采用的是基于詞典的“雙向最大匹配”法。該算法是目前中文信息處理中最簡(jiǎn)單有效的方法，有這樣的統(tǒng)計(jì)：漢語(yǔ)文本中90％左右的句子，其與雙向最大匹配的結(jié)果相吻合，而且是正確的分詞結(jié)果。為了滿足用戶在:自然語(yǔ)音家居控制、常用語(yǔ)聊天、百科查詢、聊天交互、天氣查詢、機(jī)票信息查詢…等眾多領(lǐng)域交互。該智能語(yǔ)音管家機(jī)器人方案采用了優(yōu)秀的詞庫(kù)算法設(shè)計(jì)和匹配算法。在一般的中文詞庫(kù)中，主要有以下特點(diǎn)：1.中文詞是一個(gè)開(kāi)放集，詞數(shù)在增長(zhǎng)；2.以不同字開(kāi)頭的詞的數(shù)目變化很大，多的達(dá)到數(shù)百個(gè)，少的也有可能只有一個(gè)或者沒(méi)有；3.詞的長(zhǎng)度變化也很大，有單字詞，也有由六、七個(gè)字成詞的。這就要求在設(shè)計(jì)詞典時(shí)，除了考慮訪問(wèn)效率外，還得充分考慮存儲(chǔ)利用率。因此本方案采用Hash表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，可以在算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度上很好平衡。散列表Hashtable，也叫哈希表，顧名思義就是把數(shù)據(jù)都打散了，再按一定規(guī)律存起來(lái)，加快訪問(wèn)速度。是根據(jù)關(guān)鍵碼值Key而直接進(jìn)行訪問(wèn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。首字Hash表通過(guò)一次哈希運(yùn)算就可以直接定位漢字在表中的位置。一個(gè)單元包括三項(xiàng)內(nèi)容：C：存儲(chǔ)首字；F標(biāo)志位：存儲(chǔ)以C為首字的最長(zhǎng)詞條的長(zhǎng)度；P：指向詞表索引表。用戶和智能語(yǔ)音管家機(jī)器人交互過(guò)程中，需要做識(shí)別后的句子和詞庫(kù)進(jìn)行智能匹配，智能匹配可以被描述成如下流程：a、用戶向智能語(yǔ)音管家機(jī)器人提出一個(gè)話題；b、智能語(yǔ)音管家機(jī)器人對(duì)該話題進(jìn)行分詞處理；c、在智能語(yǔ)音管家機(jī)器人知識(shí)庫(kù)中尋找與該話題匹配的話語(yǔ)回復(fù)用戶。如圖6所示，基于詞典的分詞算法分為詞典加載、預(yù)處理、最大匹配、歧義消解幾個(gè)階段，其具體流程如下：步驟一：預(yù)處理階段，按照特殊字符(英文字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等)將待分析文本進(jìn)行斷句，將待切分的文本切分為只有中文的短句子，這些句子是下一步分詞處理的基本單位；步驟二：對(duì)斷句出來(lái)的句子進(jìn)行雙向最大匹配（雙向匹配，長(zhǎng)詞優(yōu)先）分詞，分詞后的結(jié)果作為S3的輸入；步驟三：對(duì)上一步分詞得到的結(jié)果進(jìn)行比較，判斷是否存在歧義，如果存在歧義，就進(jìn)行一定的歧義消解；步驟四：重復(fù)步驟二、步驟三，直到處理完步驟一中斷句所切分出的所有句子單元。所述音頻輸出模塊包括功率放大器，所述功率放大器用于放大輸出的語(yǔ)音信號(hào)。如圖7所示，所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人還包括MCU處理器、VOC傳感器、PM2.5傳感器、光照傳感器、溫濕度傳感器；所述MCU處理器分別與所述CPU處理器、VOC傳感器、PM2.5傳感器、光照傳感器、溫濕度傳感器連接；所述MCU處理器用于協(xié)助CPU處理器處理分析數(shù)據(jù)信息；所述VOC傳感器用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)的VOC值，并將該VOC值發(fā)送到所述MCU處理器中；所述PM2.5傳感器用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)的PM2.5值，并將該P(yáng)M2.5值發(fā)送到所述MCU處理器中；所述光照傳感器用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)的光照強(qiáng)度，并將該光照強(qiáng)度發(fā)送到所述MCU處理器中；所述溫濕度傳感器用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)的溫濕度，并將該溫濕度發(fā)送到所述MCU處理器中。所述智能語(yǔ)音管家機(jī)器人還包括紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊、按鍵輸入模塊、觸摸顯示模塊；所述紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊、按鍵輸入模塊與所述MCU處理器連接；所述觸摸顯示模塊與所述CPU處理器連接；所述紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊用于將能控制智能家居用品的紅外線進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，通過(guò)云服務(wù)器，控制相應(yīng)的智能家居用品；所述按鍵輸入模塊用于通過(guò)按鍵設(shè)置智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的各項(xiàng)參數(shù)；所述觸摸顯示模塊用于通過(guò)觸摸設(shè)置智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的各項(xiàng)參數(shù)。如圖8所示，本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人系統(tǒng)還包括與所述云服務(wù)器連接的客戶端，所述客戶端用于顯示智能語(yǔ)音管家機(jī)器人的工作狀態(tài)及各傳感器上傳的環(huán)境參數(shù)，所述客戶端為手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦。當(dāng)智能家居用品添加到系統(tǒng)時(shí)，叫該智能家居用品名和可控動(dòng)作作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于Hash詞表中。根據(jù)智能AI算法進(jìn)行匹配，匹配到相應(yīng)智能家居用品將通過(guò)無(wú)線通信方式控制該智能家居用品。本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人外觀時(shí)尚、簡(jiǎn)潔，扁橢圓狀結(jié)構(gòu)，有兩手兩腳，前面有一個(gè)觸摸顯示屏，前后各有一個(gè)喇叭。外殼采用白色阻燃PC材料，可預(yù)防在極端環(huán)境下使用出現(xiàn)變形、變色、燃燒等問(wèn)題。顯示屏面板采用黑色PC材料，鑲嵌在外殼表面，在簡(jiǎn)潔、大方的外觀上增加了時(shí)尚色彩，并且屏幕上能實(shí)時(shí)顯示所查詢資料及當(dāng)前所處理的信息；顯示屏所鑲嵌的前殼有三種顏色，分別為金色、藍(lán)色、紫色。當(dāng)待機(jī)時(shí)，內(nèi)部的傳感器仍在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境狀態(tài)，可供隨時(shí)查詢監(jiān)測(cè)結(jié)果；想要喚醒智能管家，只需要輕觸其左右兩邊的黑色小手，或通過(guò)語(yǔ)音直接叫醒，即可與之溝通；當(dāng)然也可以通過(guò)APP查看智能管家當(dāng)前工作狀態(tài)。前殼有兩個(gè)小孔，為拾音孔，采用高靈敏度拾音器及智能音頻處理模塊，無(wú)需大聲說(shuō)話，無(wú)需拿在手里，即可讓用戶與智能管家輕松實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音溝通。管家機(jī)器人兩側(cè)下端有通風(fēng)口，既有散熱功能，也有通過(guò)進(jìn)風(fēng)，從而對(duì)當(dāng)前的空氣進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提供用戶最新最準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)信息；機(jī)器人背部下方有一個(gè)充電口，為四腳磁吸式插座，不用擔(dān)心多次拔插后插座損壞；且可正反插充電，增加使用方便性。其電源開(kāi)關(guān)放置在底部，可減少使用時(shí)誤按情況。產(chǎn)品帶有紅外線、藍(lán)牙、wifi、RF433M等多種無(wú)線通訊技術(shù)控制家居產(chǎn)品，所以使用時(shí)可兼容更多類型的家居電器，大大地方便了管理家電，使用戶體驗(yàn)更佳，使用意愿更強(qiáng)。而底部帶兩個(gè)硅膠腳墊，擺放時(shí)不容易滑動(dòng)。本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人采用DC5V直流供電，電源采用外置電源適配器。把交流的220V的市電電壓轉(zhuǎn)為直流5V電壓，電源適配器內(nèi)置變壓器，把交流和直流完全隔離，安全可靠，發(fā)熱低。而系統(tǒng)內(nèi)部則采用聚合物鋰離子電池供電，其容量達(dá)至2400MAH，電池的輸出電壓為3.7～4.2V，并且整個(gè)系統(tǒng)待機(jī)功耗≤30mA。高品質(zhì)的電源方案為產(chǎn)品的穩(wěn)定運(yùn)行打下好的基礎(chǔ)。本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人使用了三星Cortex-A9S5P4418，是高性能高集成度的應(yīng)用處理器。另外采用了Emmc的8G大容量Flash，且其運(yùn)行內(nèi)存采用1G的DDR3RAM，能快速響應(yīng)各種程序請(qǐng)求，使得設(shè)備運(yùn)行流暢。并且還支持G-sensor，能夠感知設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；支持RTC，提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)給電路使用，如時(shí)鐘，日歷，讓設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定。在充電接口上，采用更方便的磁吸式USB，而且支持USBOTG功能，讓數(shù)據(jù)傳輸更方便。在無(wú)線通信方面，引入了wifi802.11b/g/n單/雙模，支持WIFI熱點(diǎn)及Bluetooth4.0無(wú)線技術(shù)，可以提供更大的覆蓋范圍和更高的無(wú)線吞吐量。系統(tǒng)使用android4.4操作系統(tǒng)，在音頻處理方面，使用百度離線開(kāi)發(fā)語(yǔ)音識(shí)別API，語(yǔ)音合成也使用了百度離線開(kāi)發(fā)語(yǔ)音合成API，做了回聲消除，并為實(shí)現(xiàn)MIC遠(yuǎn)距離、消噪聲、回音、側(cè)音，其音頻前端輸入處理采用訊飛科技二麥陣列；當(dāng)語(yǔ)音模塊接收到特定語(yǔ)音時(shí)，將輸出高電平喚醒已經(jīng)休眠的系統(tǒng)，使得用戶能輕松通過(guò)語(yǔ)音來(lái)操作設(shè)備。并使該硬件在高速通信，無(wú)線組網(wǎng)，數(shù)據(jù)處理，多設(shè)備信息傳輸和存儲(chǔ)方面實(shí)現(xiàn)高效的性能。而在顯示方面，設(shè)備采用了4寸LCD，分辨率>480*800,TFTModule+FPC+BL,有著極佳的顯示效果。另外，對(duì)于紅外控制方面，設(shè)備包含了1000個(gè)空調(diào)型號(hào)紅外碼庫(kù)、紅外學(xué)習(xí)和紅外廣角發(fā)射功能。并且通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接，可實(shí)時(shí)獲得來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)權(quán)威天氣情況、快遞、音樂(lè)、電影、新聞、機(jī)票、列出信息等最新資訊。本發(fā)明智能語(yǔ)音管家機(jī)器人采用高度集成的電路設(shè)計(jì)，融合多種類型的家居產(chǎn)品，通過(guò)紅外、藍(lán)牙、wifi、RF433M等無(wú)線通訊技術(shù)，一個(gè)手機(jī)APP就可以整合電視、空調(diào)、燈光、窗簾、音樂(lè)系統(tǒng)、溫濕度傳感器、機(jī)械手、可視門鈴、攝像頭、門鎖以及安防系統(tǒng)等家中所有的電子設(shè)備，而且還有機(jī)器人自帶的溫濕度傳感器、VOC傳感器、PM2.5傳感器等各種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，讓智能產(chǎn)業(yè)與健康產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，使用戶更加了解自己的居住環(huán)境狀態(tài)，預(yù)防家居環(huán)境的健康隱患，達(dá)到保障用戶的健康生活的目的。本發(fā)明采用高集成電路設(shè)計(jì)，融合眾多產(chǎn)品，一臺(tái)機(jī)器人即可控制家里的所有智能家電及安防設(shè)備，包括門鎖、攝像頭、門鈴、傳感器等，只要將智能產(chǎn)品無(wú)線連接至智能管家機(jī)器人上，就可以使所有帶網(wǎng)絡(luò)功能的家電聯(lián)網(wǎng)，使用簡(jiǎn)單、方便、快捷。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3