一种智能语音交互装置、系统及智能玩具的制作方法

本实用新型涉及语音交互技术领域，尤其涉及一种智能语音交互装置、系统及智能玩具。

背景技术：

智能语音交互装置作为人机交互模块可以装载到实体的机器人、家用电器、中控系统、门禁系统、ATM机等设备中，也可以放置于玩具中，作为儿童玩具。智能语音交互装置也可以作为特殊场馆(如博物馆)中的物品介绍工具，为参观者提供更直接的了解工具。当作为特殊场馆的物品介绍工具时，可以采用本地预置的语音库进行交互，而不需要与云端服务器通信。

在目前的已有技术中，坠落提醒技术在多数领域尤其儿童玩具领域中尚未出现，儿童玩具是一种使用寿命很短的产品，需要在坠落前实现掉电保护，因此，目前的技术无法满足儿童玩具领域的需求。掉电保护技术在固态硬盘等存储设备中普遍出现，此类技术多采用实时监测电压值的方法，用于防止存储设备掉电时数据丢失或紊乱，实现方法复杂，需在电路设计上投入大量精力。而且掉电保护技术也未应用到儿童玩具领域。

另外，现有的智能语音交互装置也不能与手机等移动终端进行对讲通信，语音交互的应用范围较窄。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种智能语音交互装置、系统及智能玩具，实现智能语音交互装置的坠落掉电保护或摇晃关机。

本实用新型采用的技术方案是，所述智能语音交互装置，包括：比较器、控制器、加速度传感器、电源、计时器以及适于存储坠落加速度范围和/或摇晃关机加速度的第一存储器件，其中，

所述加速度传感器，连接所述控制器，适于获取所述智能语音交互装置的加速度；

所述计时器，连接所述控制器，适于接收所述控制器的控制信息以进行计时，当计时时长达到预设时长时计时结束；

所述电源，适于为所述比较器、所述控制器、所述计时器和所述加速度传感器供电；

所述比较器，连接所述控制器，适于比较在所述计时器计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落加速度范围或摇晃关机加速度是否匹配；

所述控制器，适于当所述比较器的比较结果为匹配时，关闭所述电源。

进一步的，所述第一存储器件还适于存储求救提醒音频和/或感谢音频、以及存储坠落后被接住的加速度范围；

所述比较器，还适于比较在所述计时器计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落后被接住的加速度范围是否匹配；

所述装置还包括：音频输出器件，连接所述控制器，适于接收所述控制器的控制信息以播放求救提醒音频或感谢音频。

进一步的，所述装置还包括：指示灯，连接所述控制器，适于接收所述控制器的控制信息以按照第一闪烁方式工作以进行坠落提醒。

进一步的，所述装置还包括：音频输入器件，适于录制用户输入的语音作为播放指令语音、来话提醒语音或对讲语音，其中，

所述控制器的音频输入端连接所述音频输入器件；所述控制器的录制指令输出端连接所述音频输入器件。

进一步的，所述装置还包括：通信器件，连接所述控制器，适于与对讲服务器进行交互；

第二存储器件，连接所述控制器，适于存储播放指令语音和录制指令语音。

进一步的，所述通信器件为wifi器件。

进一步的，所述装置还包括：第三存储器件，连接所述控制器，适于存储预先录制的来话提醒语音，所述来话提醒语音适于进行来话提醒；和/或，

指示灯，连接所述控制器，适于按照第二闪烁方式工作以进行来话提醒。

本实用新型还提供一种智能玩具，包括上述的智能语音交互装置。

本实用新型还提供一种智能语音交互系统，包括：对讲服务器和上述的智能语音交互装置，其中，

所述对讲服务器，适于接收移动终端发来的语音并转发给智能语音交互装置；接收智能语音交互装置发来的语音并转发给移动终端。

本实用新型还提供一种智能语音交互系统，包括：对讲服务器、移动终端和上述的智能语音交互装置，其中，

所述移动终端，适于向所述对讲服务器发送语音；接收所述对讲服务器发来的所述智能语音交互装置的语音；

所述对讲服务器，适于接收所述移动终端发来的语音并转发给所述智能语音交互装置；接收所述智能语音交互装置发来的语音并转发给所述移动终端。

采用上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：

本实用新型所述智能语音交互装置及系统，通过加速度传感器，实时监测加速度值，就可判断玩具是否有坠落危险并及时播放提示语音。在坠落之前，控制器陆续断开各部分电源，避免因碰撞引起硬件电路额外损坏，如：瞬间电流过大烧坏主控芯片。

本实用新型还能够实现智能语音交互装置与手机等移动终端之间的对讲通信，扩展了智能语音交互装置的语音交互应用范围。将本实用新型的智能语音交互装置嵌入至玩具等产品中，玩具可实现具有更强交互功能。如，儿童用户可通过嵌入本实用新型的玩具与绑定玩具的手机账号进行对讲。同时，本实用新型的智能语音交互装置还具有传统智能语音交互装置的功能，儿童用户可与玩具进行对话。

本实用新型实现方法简单，成本低廉，应用范围广泛，克服了现有技术的不足，实现坠落提醒和掉电保护，使智能语音交互装置交互性能更好，质量更佳。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的智能语音交互装置组成结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例的智能语音交互装置组成结构示意图；

图3为本实用新型第三实施例的智能语音交互装置组成结构示意图；

图4为本实用新型第四实施例的智能语音交互装置组成结构示意图；

图5为本实用新型第五实施例的智能语音交互装置组成结构示意图；

图6为本实用新型第六实施例的智能语音交互装置组成结构示意图；

图7为本实用新型第十实施例的智能语音交互装置组成结构示意图；

图8为本实用新型第十实施例的所述智能语音交互装置的坠落提醒和掉电保护流程图；

图9为本实用新型第十实施例的用户在移动终端上发起对讲的流程图；

图10为本实用新型第十实施例的用户在所述智能语音交互装置端发起对讲的流程。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型进行详细说明如后。

本实用新型第一实施例，一种智能语音交互装置，如图1所示，包括以下组成部分：比较器100、控制器200、加速度传感器300、电源400、计时器500 以及适于存储坠落加速度范围和/或摇晃关机加速度的第一存储器件600，其中，

加速度传感器300，连接控制器200，适于获取所述智能语音交互装置的加速度；

计时器500，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以进行计时，当计时时长达到预设时长时计时结束；

电源400，适于为比较器100、控制器200、计时器500和加速度传感器300 供电；

比较器100，连接控制器200，适于比较在计时器500计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落加速度范围或摇晃关机加速度是否匹配；

控制器200，适于当比较器100的比较结果为匹配时，关闭电源400。

本实用新型所述智能语音交互装置，通过加速度传感器，实时监测加速度值，就可判断所述装置是否有坠落危险并及时播放提示语音。在坠落之前，控制器断开电源，避免因碰撞引起硬件电路额外损坏，如：瞬间电流过大烧坏主控芯片，极大的延长了所述智能语音交互装置的使用寿命。另外，摇晃关机功能的加入，还增加的产品的特色。本实用新型的所述装置应用范围广泛，可嵌入到毛绒玩具、电子产品和日常用品中。

本实用新型第二实施例，一种智能语音交互装置，如图2所示，包括以下组成部分：比较器100、控制器200、加速度传感器300、电源400、计时器500、音频输出器件700、以及适于存储坠落加速度范围和/或摇晃关机加速度的第一存储器件600，其中，

加速度传感器300，连接控制器200，适于获取所述智能语音交互装置的加速度；

计时器500，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以进行计时，当计时时长达到预设时长时计时结束；

电源400，适于为比较器100、控制器200、计时器500和加速度传感器300 供电；

比较器100，连接控制器200，适于比较在计时器500计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落加速度范围或摇晃关机加速度是否匹配；

控制器200，适于当比较器100的比较结果为匹配时，关闭电源400；

优选的，第一存储器件600还适于存储求救提醒音频和/或感谢音频、以及存储坠落后被接住的加速度范围；

比较器100，还适于比较在计时器500计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落后被接住的加速度范围是否匹配；

音频输出器件700，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以播放求救提醒音频或感谢音频。

本实用新型实施例与第一实施例的区别在于，本实用新型实施例一方面还包含音频输出器件700，另一方面，第一存储器件600除了适于存储用于进行坠落掉电保护的坠落加速度范围和用户进行摇晃关机的摇晃关机加速度之外，还适于存储求救提醒音频和/或感谢音频、以及存储坠落后被接住的加速度范围。当智能语音交互装置发生坠落时，不仅能在控制器200的控制下及时关闭电源，并且音频输出器件700还能在控制器200的控制下播放求救提醒音频；当智能语音交互装置发生坠落后又被接住时，比较器100还适于比较在所述计时器计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落后被接住的加速度范围是相匹配的并通知控制器200，从而，音频输出器件700还能在控制器200 的控制下播放感谢音频。

本实用新型第三实施例，一种智能语音交互装置，如图3所示，包括以下组成部分：比较器100、控制器200、加速度传感器300、电源400、计时器500、指示灯800以及适于存储坠落加速度范围和/或摇晃关机加速度的第一存储器件 600以及，其中，

加速度传感器300，连接控制器200，适于获取所述智能语音交互装置的加速度；

计时器500，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以进行计时，当计时时长达到预设时长时计时结束；

电源400，适于为比较器100、控制器200、计时器500和加速度传感器300 供电；

比较器100，连接控制器200，适于比较在计时器500计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落加速度范围或摇晃关机加速度是否匹配；

控制器200，适于当比较器100的比较结果为匹配时，关闭电源400。

指示灯800，连接控制器200，适于接收所述控制器的控制信息以按照第一闪烁方式工作以进行坠落提醒。

本实用新型实施例与第一实施例的区别在于，本实用新型实施例所述装置还包含指示灯800，比如：LED等，急速闪烁以对用户进行坠落提醒，适用于存在听力障碍的用户。优选的，本实用新型的指示灯800闪烁还可以与第二实施例中的播放求救提醒音频相结合，更加有效对用户进行坠落提醒。

本实用新型第四实施例，一种智能语音交互装置，如图4所示，包括以下组成部分：比较器100、控制器200、加速度传感器300、电源400、计时器500、音频输出器件700、音频输入器件901、以及适于存储坠落加速度范围和/或摇晃关机加速度的第一存储器件600，其中，

加速度传感器300，连接控制器200，适于获取所述智能语音交互装置的加速度；

计时器500，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以进行计时，当计时时长达到预设时长时计时结束；

电源400，适于为比较器100、控制器200、计时器500和加速度传感器300 供电；

比较器100，连接控制器200，适于比较在计时器500计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落加速度范围或摇晃关机加速度是否匹配；

控制器200，适于当比较器100的比较结果为匹配时，关闭电源400。

音频输入器件901，适于录制用户输入的语音作为对讲语音，其中，控制器 200的音频输入端连接音频输入器件901，控制器200的录制指令输出端连接音频输入器件901。

音频输出器件700，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以播放来话提醒语音或对讲语音。

本实用新型实施例与第一实施例的区别在于，在本实用新型实施例所述装置中添加了音频输出器件700和音频输入器件901，可以支持与用户的对讲功能的实现。本实用新型实施例的所述智能语音交互装置可以不借助外界的对讲服务器和移动终端，而直接与用户进行对讲。具体是通过音频输入器件901录制用户的对讲语音，由控制器200在本地的语音数据库中查找到相应的应答语音后，通过音频输出器件700播放用于对讲的应答语音。将本实用新型实施例的所述装置应用于儿童玩具中，儿童用户可与玩具进行对话。

本实用新型第五实施例，一种智能语音交互装置，如图5所示，包括以下组成部分：比较器100、控制器200、加速度传感器300、电源400、计时器500、音频输出器件700、音频输入器件901、通信器件902、第二存储器件903、以及适于存储坠落加速度范围和/或摇晃关机加速度的第一存储器件600，其中，

加速度传感器300，连接控制器200，适于获取所述智能语音交互装置的加速度；

计时器500，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以进行计时，当计时时长达到预设时长时计时结束；

电源400，适于为比较器100、控制器200、计时器500和加速度传感器300 供电；

比较器100，连接控制器200，适于比较在计时器500计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落加速度范围或摇晃关机加速度是否匹配；

控制器200，适于当比较器100的比较结果为匹配时，关闭电源400。

音频输入器件901，适于录制用户输入的语音作为播放指令语音、来话提醒语音或对讲语音，其中，控制器200的音频输入端连接音频输入器件901，控制器200的录制指令输出端连接音频输入器件901。

音频输出器件700，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以播放来话提醒语音或对讲语音。

通信器件902，连接控制器200，适于与对讲服务器进行交互。通信器件902 可以为wifi器件。

第二存储器件903，连接控制器200，适于存储播放指令语音和录制指令语音。

本实用新型实施例与第一实施例的区别在于，在本实用新型实施例所述装置中添加了音频输出器件700、音频输入器件901、通信器件902和第二存储器件903，可以支持与用户的对讲功能的实现。本实用新型实施例的所述智能语音交互装置需要借助外界的对讲服务器和移动终端与用户进行对讲。具体是通过音频输入器件901录制播放指令语音、来话提醒语音或对讲语音，当控制器200 将录制指令输入到音频输入器件901时，若音频输入器件901实时录制的用户语音与播放指令语音一致，则通过音频输出器件700播放移动终端通过对讲服务器发来的对讲语音，也可以通过按键控制音频输出器件700播放移动终端通过对讲服务器发来的对讲语音。若音频输入器件901实时录制的用户语音与录制指令语音一致，则音频输入器件901对接下来的用户语音进行录制，将所录制的对讲语音作为对讲语音发送给对讲服务器，通过对讲服务器发送给移动终端。将本实用新型实施例的所述装置应用于儿童玩具中，可以使儿童玩具实现更强的交互功能。

本实用新型第六实施例，一种智能语音交互装置，如图6所示，包括以下组成部分：比较器100、控制器200、加速度传感器300、电源400、计时器500、音频输出器件700、音频输入器件901、通信器件902、第二存储器件903、第三存储器件904、指示灯800以及适于存储坠落加速度范围和/或摇晃关机加速度的第一存储器件600，其中，

加速度传感器300，连接控制器200，适于获取所述智能语音交互装置的加速度；

计时器500，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以进行计时，当计时时长达到预设时长时计时结束；

电源400，适于为比较器100、控制器200、计时器500和加速度传感器300 供电；

比较器100，连接控制器200，适于比较在计时器500计时的预设时长内所述智能语音交互装置的加速度与所述坠落加速度范围或摇晃关机加速度是否匹配；

控制器200，适于当比较器100的比较结果为匹配时，关闭电源400。

音频输入器件901，适于录制用户输入的语音作为播放指令语音、来话提醒语音或对讲语音，其中，控制器200的音频输入端连接音频输入器件901，控制器200的录制指令输出端连接音频输入器件901。

音频输出器件700，连接控制器200，适于接收控制器200的控制信息以播放来话提醒语音或对讲语音。

通信器件902，连接控制器200，适于与对讲服务器进行交互。通信器件902 可以为wifi器件。

第二存储器件903，连接控制器200，适于存储播放指令语音和录制指令语音。

第三存储器件904，连接控制器200，适于存储预先录制的来话提醒语音，所述来话提醒语音适于进行来话提醒；和/或，

指示灯800，连接控制器200，适于按照第二闪烁方式工作以进行来话提醒。

本实用新型实施例与第五实施例的区别在于，在本实用新型实施例所述装置中添加了第三存储器件904和指示灯800，在对讲的过程中，当有移动终端通过对讲服务器发来的对方语音时，本实用新型实施例同时通过播放来话提醒语音和闪烁指示灯的方式对用户进行来话提醒，可以更好的支持对讲功能的实现。将本实用新型实施例的所述装置应用于儿童玩具中，可以使儿童玩具实现更强的交互功能。

本实用新型第七实施例，一种智能玩具，包括第一、二、三、四、五或六实施例中的智能语音交互装置。

本实用新型实施例为内置有智能语音交互装置的智能玩具提供了坠落提醒和掉电保护功能，为其在儿童玩具的应用领域中增添了特色。在目前的儿童玩具市场中，极少或几乎没有产品具备坠落提醒和掉电保护功能。由于用户为儿童，玩具的使用寿命普遍较短。加速度传感器可以感应到坠落信息，及时提醒用户(多为儿童)不要投掷玩具，坠落前立即掉电，保护产品硬件电路，延长使用寿命。

总结本实用新型实施例的优点如下：

坠落提醒增强了智能语音交互装置的交互性能，更加人性化，比如：用户投掷模块时播放求救语音、请求用户停止投掷。

掉电保护使智能语音交互装置在落地之前关断电源，避免因碰撞而引起的硬件电路损坏，延长使用寿命。

根据加速度传感器的监测结果，可为智能语音交互装置扩展摇晃关机功能，增加产品特色。

本实用新型第八实施例，一种智能语音交互系统，包括：对讲服务器和第一、二、三、四、五或六实施例中的智能语音交互装置，其中，

所述对讲服务器，适于接收移动终端发来的语音并转发给智能语音交互装置；接收智能语音交互装置发来的语音并转发给移动终端。

本实用新型第九实施例，一种智能语音交互系统，包括：对讲服务器、移动终端和第一、二、三、四、五或六实施例中的智能语音交互装置，其中，

所述移动终端，适于向所述对讲服务器发送语音；接收所述对讲服务器发来的所述智能语音交互装置的语音；

所述对讲服务器，适于接收所述移动终端发来的语音并转发给所述智能语音交互装置；接收所述智能语音交互装置发来的语音并转发给所述移动终端。

本实用新型第十实施例，本实施例是在上述实施例的基础上，结合附图7～10 介绍一个本实用新型的应用实例。

如图7所示，本实用新型智能语音交互装置包含有10个组成部分，分别是：充电管理器、锂电池、电源转换器、控制器、wifi模块、闪存芯片、音频输入模块、音频输出模块、加速度传感器和LED指示灯。

充电管理器将电源线输入的5V转换为锂电池的充电电压，并控制电池的整个充电过程。

锂电池为整个智能语音交互装置的供电。

电源转换器将锂电池的3.7V电压转换为适合其他部分供电的3.3V。

控制器分别与wifi模块、闪存芯片、音频输入模块、音频输出模块、加速度传感器和LED指示灯通信。

闪存芯片存储需要的本地信息。

wifi模块提供网络连接能力。

音频输入模块部分拾取用户输入的声音，并传输给控制器。

音频输出模块部分将控制器输出的音频信息通过扬声器播放。

加速度传感器可感知用户操作智能语音交互装置时的加速度变化信息。

该智能语音交互装置在实现了语音交互等基本功能的基础上，还增加了坠落提醒和掉电保护功能，同时可实现摇晃关机功能。使智能语音交互装置人机交互性能更好，并延长使用寿命。

如图8所示，本实用新型实施例的所述装置的坠落提醒和掉电保护流程如下：

步骤1、智能语音交互装置接通电源后触发加速度传感器，实时监测加速度值。

步骤2、判断加速度值大小，若加速度值接近重力加速度g，表明该装置自由坠落；若加速度值大于g表明用户(尤其是儿童用户)在投掷语音模块。

步骤3、调用闪存芯片中的求救语音文件并播放，同时控制LED闪烁，提示用户模块即将坠落。

步骤4、再次判断加速度传感器是否接近0，若是，则执行步骤5，否则执行步骤6。因为坠落时被用户接住或停止投掷，加速度值接近0。

步骤5、加速度值接近0则播放闪存器中的感谢语音文件，提示用户已无坠落危险。

步骤6、若加速度值无明显变化，关断电源，保护硬件电路。

该实用新型所述智能语音交互装置的对讲功能分为两种情况：

第一种情况，用户在移动终端上发起对讲，将语音信息推送至智能语音交互装置。

如图9所示，用户在移动终端上发起对讲的流程主要包含六个步骤，分别是：

步骤1，用户在移动终端(如手机)上登录客户端并与智能语音交互装置绑定，发起对讲并输入语音。

步骤2，移动终端将拾取的语音信息上传至对讲服务器。

步骤3，对讲服务器将语音信息推送至绑定的智能语音交互装置。

步骤4，智能语音交互装置播放提示语音，提示用户接收到了推送的语音。

步骤5，用户在智能语音交互装置上按键。

步骤6，智能语音交互装置将移动终端侧的语音信息播放给用户。

第二种情况，用户在所述智能语音交互装置端发起对讲，将语音信息推送至绑定的移动终端上。

如图10所示，用户在所述智能语音交互装置端发起对讲的流程主要包含五个步骤，分别是：

步骤1，用户在智能语音交互装置上按键进入对讲模式，用户说话，输入语音。

步骤2，智能语音交互装置拾取用户输入的语音，并通过wifi将语音信息上传至对讲服务器。

步骤3，对讲服务器将语音信息推送至与智能语音交互装置绑定账号的移动终端。

步骤4，移动终端提示用户接收到语音信息推送。

步骤5，用户打开移动终端，点击后播放语音信息。

通过具体实施方式的说明，应当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。