本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种便携式多点智能语音控制家居的系统及方法。
背景技术：
随着经济社会的发展和生活水平的提高，家庭中各种家居设备的数量和各类也越来越多，如灯具、电视机、冰箱、洗衣机、热水器、空调、烟灶设备、风扇，等等。传统对于这些家居设备的控制是单独控制，即通过设备自身的开关来控制，后来发展到通过遥控器或智能手机联网控制。然而，现有智能家居控制以通过手机控制或遥控器控制时，由于手机通常操作繁琐，会影响用户的体验；遥控器控制虽然方便，但多个遥控器容易弄丢、混淆，不易区分和保管。为此，人们以发明了通过智能语音控制的方式来控制家居设备的工作。然而，现有基于语音的智能家居控制，通常只有一个主控设备，通过直接和这个控制核心对话来完成所有的控制。如果用户距离这个主控设备较远，或者不再同一个房间，则主控设备无法良好的接收到用户的语音，也就无法完成操控。为此，又有人发明了可在不同地点进行交交互式智能语音控制的方式。然而，现有这些基于语音的智能家居控制，其技术原理是基于本地识别语音识别解析，并未上传至服务器进行语音识别和解析，而基于本地的语音解析通常存在关键词单一、不灵活、识别率低等问题；其次，需要安装麦克风或拾音器于家庭环境的各种角落，然后由统一的“智能盒子”（即主控设备）去分析处理，所以从技术上来说，这些麦克风或拾音器通常需要连接物理连线，同时麦克风或拾音器本身不具备处理能力；最后，由于只有“智能盒子”具备处理能力，所以“智能盒子”需要同时负责多路麦克风采集时，其负担较重，一旦出错，整个系统会瘫痪，无法使用。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种通过智能分析的方式理解语义意图、以并发处理、高容错的方式准确完成用户控制意图的便携式多点智能语音控制家居的系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种便携式多点智能语音控制家居的系统，其特征在于：系统架构包括三大核心模块：基于语义的智能分析模块、无线局域网内主从关系角色配置模块和多设备并发处理协同工作模块，其中，
所述基于语义的智能分析模块，在获取到用户语音时，并不单纯和某一具体语音内容相匹配，而是通过智能分析用户意图，从而得到具体的控制意图；比如：传统通过语音控制灯光为：“打开卧室灯”，仅仅只有在设备接收到这一条语句后都会做相应的控制。而意图控制则包括但不限于“打开卧室灯”，“请把卧室灯打开”，“我需要开启卧室灯”等等。
所述无线局域网内主从关系角色配置模块包括智能语音控制设备，智能语音控制设备包括一主智能语音控制设备和若干个从智能语音控制设备，在各设备同时存在的情况下配置主从关系；主智能语音控制设备负责记录具体受控设备的信息，并和受控设备完成通信；而从智能语音控制设备则请求主智能语音控制设备完成具体的控制功能；
所述多设备并发处理协同工作模块，使多个从智能语音控制设备具备同时请求语音语义服务器处理的能力，并同时获取结果、同时处理；
所述主智能语音控制设备和从智能语音控制设备为集成的、可便携的、具备独立处理能力的智能设备，并且均集成有麦克风、扬声器、按键、无线局域网通信模块、无线广域网通信模块、近距（一般为200米范围内）射频通信模块、显示屏及供电电源；两种智能语音控制设备在唤醒后(用户特定按键唤醒、或者关键词唤醒)，自动采集麦克风收录的人声语音(特指人说话的语音，而非各种杂音)，并通过广域网通信实时上传至语音语义处理服务器，并从语音语义处理服务器获得结果，如果结果是控制意图，则直接以无线射频方式控制受控设备；
所述语音语义服务器为远程广域网的服务器设备，其处理由智能语音控制设备上传的语音采集信息，并做语音识别、语义理解，并将结果返回给智能语音控制设备。
受控设备是指具有接收无线或有线控制信号的本地家居设备，受控设备不必直接连入互联网或物联网，也不必是智能设备；受控设备包括但不限于如下家居设备：射频开关、台灯、风扇、窗帘、空调、冰箱、热水器、电视机等。
智能语音控制设备独立完成对受控设备的控制，或者多个智能语音控制设备配合完成对受控设备的控制，多个智能语音控制设备可配置成互为主从关系，任意一台智能语音控制设备都可以被配置为主智能语音控制设备或从智能语音控制设备，但同一局域网环境下，只能允许一个智能语音控制设备被配置为主智能语音控制设备，其余智能语音控制设备均配置为从智能语音控制设备；通过主智能语音控制设备记录与受控设备之间的通信码。
语音语义服务器基于语义的智能分析得到用户意图，而不是单纯做语音识别得到用户意图；用户意图包括：控制意图和非控制意图；设置控制意图作用于受控设备。
设置多个智能语音控制设备同时并发采集、同时从语音语义服务器获得控制意图，在多个智能语音控制设备同时获得控制意图，并传递给主智能语音控制设备的情况下，主智能语音控制设备不做筛选，而是按顺序执行对受控设备的控制。
各智能语音控制设备之间的通信方式为无线通信，各智能语音控制设备均为可在家庭无线局域网环境下进行工作的便携式设备，以实现在家庭内部的放置位置切换或远距离使用区域更换。
所述语音语义服务器定期更新识别数据库，并做大数据运算及意图识别，以提高语音解析识别的准确率。
基于前述便携式多点智能语音控制家居的系统的控制方法，其特征在于：其控制方法的具体步骤为，
A、首先开启受控设备和智能语音控制设备，语音语义处理服务器则保持长期开启；
B、智能语音控制设备配置主从关系、主智能语音控制设备和受控设备完成对码操作，并保存控制信息；
C、智能语音控制设备在开机后处于等待模式，以等待用户唤醒，唤醒后处于对话模式；
D、智能语音控制设备在对话模式下，自动检测语音的开启和结束并录制，并将录制的音频上传至语音语义处理服务器；
E、语音语义处理服务器在获得用户音频后，通过理解语义而解析出用户意图，并把结果返回给智能语音控制设备；
F、智能语音控制设备在获取结果后，自动判断结果类型，如果结果为控制意图，则执行下一步，否则仅仅回复用户对话结果；
G、智能语音控制设备在获得语音语义处理服务器返回的控制意图后，自动判断自身的主从角色，并将控制意图交给主智能语音控制设备；
H、主智能语音控制设备完成到受控设备的射频控制，同时根据自身的主从角色，完成最后的提示工作，以提醒用户操作完成。
本发明相对于现有技术具有以下优点：第一，基于远程语音语义服务器对于语音做智能分析和意图识别，并且服务器会定期更新识别数据库，并做大数据运算、意图识别等，识别的准确率可以得到保证；第二，每个智能语音控制设备都是独立存在的，而且都具备处理能力，无需布线安装，并且可移动；第三，每个智能语音控制设备都具备独立采集和处理的能力，一个出错，可由另一替代，即使同时请求控制，也能有条不紊地完成具体的控制流程。
附图说明
图1为本发明整体控制流程示意图；
图2为本发明系统架构示意图；
图3为本发明语音处理流程示意图。
具体实施方式
本实施例中，参照图2，所述便携式多点智能语音控制家居的系统及方法，需要三类设备：智能语音控制设备、受控设备、语音语义处理服务器；
智能语音控制设备主要实现两类技术：无线局域网内主从关系角色配置和多设备并发处理协同工作；
语音语义处理服务器主要实现基于语义的智能分析技术。
为此，智能语音控制设备需要首先以无线方式连入家庭局域网，并配置其主从关系；配置方式可以是：手机、平板等移动设备，按键互动，人机对话等。配置完主从关系后，主智能语音控制设备记录了所有从智能语音控制设备的ID号和IP地址，而从智能语音控制设备只需记录主智能语音控制设备的ID号和IP地址；通过IP地址，各设备互相找到对方并通信；通过ID号信息，各设备确认自身的角色关系。
主智能语音控制设备为了完成到受控设备的控制，其需要和具体的家居受控设备对接（此对接既可以指代硬件对接，也可以指代软件对码），完成对码工作。由于智能语音控制设备本身具备处理能力，故而将所有的受控设备控制码记录在自身的持久化存储内存中。
下一步则需要配置语音语义处理服务器，为其添加一个可以分析控制语音的技能，并做相关的训练和优化，使其能够智能的解析出用户的意图。
为了完成从采集用户语音到具体的无线射频控制，主智能语音控制设备的控制流程如下（如图1）：
(1)唤醒，并开始采集用户语音数据；
(2)将语音数据发往后台服务器，并取得控制意图；倘若用户语音中不含控制请求，则回复语音语义处理服务器下达的内容，并放弃以下控制操作；
(3)根据控制意图，发送具体的无线射频控制信号给相对应的受控设备，如示意图中：“发送射频控制”+“返回控制结果”；
(4)回复用户控制结果，回复方式可以是语音播放提示音“操作完成”，也可以是以显示屏的方式显示。
为了完成从采集用户语音到具体的无线射频控制，从智能语音控制设备的控制流程如下（如图1）：
(1)唤醒，并开始采集用户语音数据；
(2)将语音数据发往后台服务器，并取得控制意图；倘若用户语音中不含控制请求，则回复语音语义处理服务器下达的内容，并放弃以下控制操作；
(3)把控制意图转发给主智能语音控制设备，如示意图中：“请求主设备控制”；
(4)主智能语音控制设备在完成上述控制后，将操作结果返回给从智能语音控制设备，如示意图中：“主设备返回结果”；
(5)回复用户控制结果；回复方式可以是语音播放提示音“操作完成”，也可以是以显示屏的方式显示；
主智能语音控制设备的在并发处理多个从智能语音控制设备时，处理流程如下(如图3)：
(0)主智能语音控制设备开启后处于等待排队模式，其监听所有从智能语音控制设备的请求控制信息；
(1)将接收到的多个从智能语音控制设备“请求控制信息”以队列的方式，缓存在内存中进行排队；
(2)取出队列的第一个“请求控制信息”，并执行到受控设备的具体控制；如果队列中没有数据，则回到步骤0；
(3)将这个控制结果返回到从智能语音控制设备；
(4)返回步骤2继续执行；
从用户角度来看，所有的智能语音控制设备都是平等的，用户操作任意一台智能语音控制设备，都可以完成到具体受控设备的控制。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
技术特征：
1.一种便携式多点智能语音控制家居的系统，其特征在于：系统架构包括三大核心模块：基于语义的智能分析模块、无线局域网内主从关系角色配置模块和多设备并发处理协同工作模块，其中，
所述基于语义的智能分析模块，在获取到用户语音时，并不单纯和某一具体语音内容相匹配，而是通过智能分析用户意图，从而得到具体的控制意图；
所述无线局域网内主从关系角色配置模块包括智能语音控制设备，智能语音控制设备包括一主智能语音控制设备和若干个从智能语音控制设备，在各设备同时存在的情况下配置主从关系；主智能语音控制设备负责记录具体受控设备的信息，并和受控设备完成通信；而从智能语音控制设备则请求主智能语音控制设备完成具体的控制功能；
所述多设备并发处理协同工作模块，使多个从智能语音控制设备具备同时请求语音语义服务器处理的能力，并同时获取结果、同时处理；
所述主智能语音控制设备和从智能语音控制设备为集成的、可便携的、具备独立处理能力的智能设备，并且均集成有麦克风、扬声器、按键、无线局域网通信模块、无线广域网通信模块、近距射频通信模块及供电电源；两种智能语音控制设备在唤醒后，自动采集麦克风收录的人声语音，并通过广域网通信实时上传至语音语义处理服务器，并从语音语义处理服务器获得结果，如果结果是控制意图，则直接以无线射频方式控制受控设备；
所述语音语义服务器为远程广域网的服务器设备，其处理由智能语音控制设备上传的语音采集信息，并做语音识别、语义理解，并将结果返回给智能语音控制设备。
2.根据权利要求1所述的便携式多点智能语音控制家居的系统，其特征在于：智能语音控制设备独立完成对受控设备的控制，或者多个智能语音控制设备配合完成对受控设备的控制，多个智能语音控制设备可配置成互为主从关系，任意一台智能语音控制设备都可以被配置为主智能语音控制设备或从智能语音控制设备，但同一局域网环境下，只能允许一个智能语音控制设备被配置为主智能语音控制设备，其余智能语音控制设备均配置为从智能语音控制设备；通过主智能语音控制设备记录与受控设备之间的通信码。
3.根据权利要求1所述的便携式多点智能语音控制家居的系统，其特征在于：语音语义服务器基于语义的智能分析得到用户意图，而不是单纯做语音识别得到用户意图；用户意图包括：控制意图和非控制意图；设置控制意图作用于受控设备。
4.根据权利要求1所述的便携式多点智能语音控制家居的系统，其特征在于：设置多个智能语音控制设备同时并发采集、同时从语音语义服务器获得控制意图，在多个智能语音控制设备同时获得控制意图，并传递给主智能语音控制设备的情况下，主智能语音控制设备不做筛选，而是按顺序执行对受控设备的控制。
5.根据权利要求1或2所述的便携式多点智能语音控制家居的系统，其特征在于：各智能语音控制设备之间的通信方式为无线通信，各智能语音控制设备均为可在家庭无线局域网环境下进行工作的便携式设备。
6.根据权利要求1所述的便携式多点智能语音控制家居的系统，其特征在于：所述语音语义服务器定期更新识别数据库，并做大数据运算及意图识别，以提高语音解析识别的准确率。
7.一种基于权利要求1所述的便携式多点智能语音控制家居的系统的控制方法，其特征在于：其控制方法的具体步骤为，
A、首先开启受控设备和智能语音控制设备，语音语义处理服务器则保持长期开启；
B、智能语音控制设备配置主从关系、主智能语音控制设备和受控设备完成对码操作，并保存控制信息；
C、智能语音控制设备在开机后处于等待模式，以等待用户唤醒，唤醒后处于对话模式；
D、智能语音控制设备在对话模式下，自动检测语音的开启和结束并录制，并将录制的音频上传至语音语义处理服务器；
E、语音语义处理服务器在获得用户音频后，通过理解语义而解析出用户意图，并把结果返回给智能语音控制设备；
F、智能语音控制设备在获取结果后，自动判断结果类型，如果结果为控制意图，则执行下一步，否则仅仅回复用户对话结果；
G、智能语音控制设备在获得语音语义处理服务器返回的控制意图后，自动判断自身的主从角色，并将控制意图交给主智能语音控制设备；
H、主智能语音控制设备完成到受控设备的射频控制，同时根据自身的主从角色，完成最后的提示工作，以提醒用户操作完成。
技术总结
本发明公开了一种便携式多点智能语音控制家居的系统及方法，包括三大核心技术：基于语义的智能分析、无线局域网内主从关系角色配置、多个智能语音控制设备并发处理协同工作。其中，智能语音控制设备是一个便携的、无线的、可设置主从关系的、具备一定处理能力的智能设备，其接收用户的语音数据，并借助广域网语音语义服务器完成基于语义的智能分析，并把分析结果作用于受控的家居设备。本发明让用户可以在家庭无线局域网环境下，可以随意地携带一个或多个智能语音控制设备，通过交互对话和基于语义的智能分析相结合的方式，更为准确地完成到具体家居设备的控制。
技术研发人员：陈智雄;方安定
受保护的技术使用者：深圳市智乐创科技有限公司
技术研发日：.05.22
技术公布日：.08.23
