一种语音识别系统及家居设备的制作方法

一种语音识别系统及家居设备
【技术领域】
1.本实用新型实施例涉及语音识别技术领域，尤其涉及一种语音识别系统及家居设备。


背景技术：

2.随着时代的发展，各类电子产品也越来越智能化，能够通过多种方式实现人机交互技术，其中，语音识别或者语音控制是一种常用的人机交互技术，各类电子产品可以通过识别用户或者其他设备发出的语音信号，完成对应的控制功能，相对其他的一些人机交互方式，语音交互或者语音识别技术更加方便。
3.传统的语音识别技术中，至少具有以下缺点：语音识别方式单一，进而导致不能精准识别语音信号，不便于用户使用。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例旨在提供一种语音识别系统及家居设备，其能够对语音信号进行精准识别，实现语音控制，方便于用户的使用。
5.为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：
6.第一方面，本实用新型实施例提供了一种语音识别系统，应用于智能床垫，所述语音识别系统包括语音识别电路和云端，所述语音识别电路包括：麦克风、音频存储电路、语音处理电路以及控制装置；
7.所述麦克风与所述控制装置的第一端电性连接，用于采集语音信号；
8.所述音频存储电路与所述控制装置的第二端电性连接，用于向所述控制装置提供音频信号；
9.所述语音处理电路分别与所述控制装置的第三端和外部播放器电性连接，用于接收和处理所述音频信号，以使所述外部播放器播放处理后的所述音频信号；
10.所述云端与所述控制装置通信连接，用于对所述语音信号进行识别生成云端识别结果，并将云端识别结果返回至所述控制装置；以及，
11.所述控制装置用于对所述语音信号进行识别生成识别结果，并根据所述识别结果和/或所述云端识别结果生成对应的控制指令，以完成所述识别结果和/或所述云端识别结果对应的操作。
12.可选地，所述语音处理电路包括音频放大电路，所述音频放大电路与所述控制装置的第三端电性连接，用于放大所述音频信号。
13.可选地，所述音频放大电路包括音频芯片和增益电路，所述增益电路分别与所述控制装置的第三端和所述音频芯片电性连接，所述音频芯片还与所述外部外部播放器电性连接。
14.可选地，所述语音处理电路还包括第一滤波电路，所述第一滤波电路分别与所述音频放大电路和所述外部外部播放器电性连接，用于对放大后的所述音频信号进行滤波。
15.可选地，所述第一滤波电路包括第一电容、第二电容、第一电感以及第二电感，所述第一电容的一端接地，另一端分别连接所述外部外部播放器的第一端以及所述第一电感的一端，所述第一电感的另一端接所述音频放大电路，所述第二电容的一端接地，另一端分别连接所述外部外部播放器的第二端以及所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端接音频放大电路。
16.可选地，所述增益电路包括第三电容、第四电容、第一电阻以及第二电阻，所述第三电容的一端接地，另一端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述音频芯片连接，所述第四电容的一端与所述控制装置连接，另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述音频芯片连接。
17.可选地，所述语音识别电路还包括稳压电路，分别与外部电源和所述控制装置的第四端电性连接，用于对所述外部电源的电压信号进行稳压，并对所述控制装置供电。
18.可选地，所述稳压电路包括稳压芯片和第二滤波电路，所述第二滤波电路分别与所述外部电源和所述稳压芯片电性连接，所述稳压芯片还与所述控制装置的第四端电性连接。
19.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种家居设备，所述家居设备包括智能床垫，所述智能床垫包括如上所述的语音识别系统和执行装置，所述语音识别系统根据语音信号控制所述执行装置的工作状态，以完成所述语音信号对应的操作。
20.本实用新型的有益效果是：与现有技术相比较，本实用新型实施例提供了一种语音识别系统及家居设备，该语音识别系统包括语音识别电路和云端，该语音识别电路通过麦克风采集语音信号，再通过控制装置对语音信号进行相应的识别生成识别结果，控制装置还可以向云端发送语音信号，使得云端进行识别该语音信号生成云端识别结果，控制装置再根据识别结果和/或云端识别结果生成对应的控制指令，以完成识别结果和/或云端识别结果对应的操作。因此，该语音识别系统能够通过对采集的语音信号进行控制装置的本地识别，还可以进行云端识别，进而能够对语音信号进行精准识别，实现语音控制，方便于用户的使用。
【附图说明】
21.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
22.图1为本实用新型实施例提供的一种语音识别系统应用场景示意图；
23.图2为本实用新型实施例提供的其中一种语音识别电路的电路结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例提供的其中一种语音识别电路的电路结构示意图；
25.图4为本实用新型实施例提供的一种语音识别电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
26.为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目
的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
29.请一并参阅图1和图2，图1是本实用新型实施例提供的一种语音识别系统应用场景示意，在该应用场景中包括智能床垫100、遥控终端200以及云端300(云端服务器)，智能床垫100、遥控终端200以及云端300两两之间可以通过任意方式进行无线通信连接，比如：可以利用无线保真技术(wireless fidelity,wi
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fi)、蓝牙(bluetooth)技术或者诸如第3代(3rd generation，3g)、第四代(4th generation，4g)、或第五代(5th generation，5g)等移动通信技术，来实现无线连接，在此不予限定。
30.智能床垫100可以为任意类型和形状的床垫。其中，智能床垫100可以包括语音识别电路10和执行装置20，语音识别电路10和云端300共同构成语音识别系统，具体地，语音识别电路10根据语音信号控制所述执行装置20的工作状态，以完成所述语音信号对应的操作。在一些实施例中，该执行装置20也可以为智能床垫100以外的装置，例如：台灯、机器人或音乐外部播放器等装置。若用户使用智能床垫100时，可以通过各种语音信号，实现该语音信号对应的功能。例如：用户可以发出语音“把灯打开”，则智能床垫100对该语音信号进行相应的识别，分析出该语音信号的语义为“把灯打开”，则生成对应的控制指令，控制执行装置20将灯打开，如控制灯的开关导通，进而打开灯。又例如：用户可以发出语音“将智能床垫的头部倾斜角度调高5度”，则智能床垫100对该语音信号进行相应的识别，分析出该语音信号的语义为“将智能床垫的头部倾斜角度调高5度”，则生成对应的控制指令，控制执行装置20将智能床垫的头部倾斜角度调高5度，本次执行机构可以为智能床垫100的升降装置，用于调整智能床垫100的头部倾斜角度。再例如：用户可以发出语音“播放歌曲
××××”
，则智能床垫100对该语音信号进行识别，若智能床垫100未识别出该语音信号，则在智能床垫100处于唤醒状态的情况下，将该语音信号发送至云端300，由云端300进行识别，若云端300识别出该语音信号的语义为“播放歌曲
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，则将该歌曲以及云端识别结果发送至智能床垫100，智能床垫100再生成对应的控制指令，控制执行装置20播放该歌曲，具体可以控制麦克风或音乐外部播放器播放该歌曲。
31.此外，所述遥控终端200可以是任意能够操控所述智能床垫100的终端，比如，遥控器、移动终端(例如，智能手机、平板电脑、笔记本电脑等)、可穿戴设备或者其他设备。所述遥控终端200可以通过向所述智能床垫100发送控制指令来控制所述智能床垫100调整工作模式或者执行相应的任务，例如，可以控制智能床垫100执行止鼾模式、按摩模式、加热模式或者语音识别模式等，也可以接收来自所述智能床垫100的信号或图像数据。所述遥控终端200还可以配置有显示屏，用于根据图像数据来显示图像。
32.其中，需要说明的是，上述应用环境仅是为了进行示例性说明，在实际应用中，下述实施例提供的语音识别系统还可以进一步的拓展到其他合适的应用环境中，而不限于图1中所示的应用环境。所述智能床垫100和所述遥控终端200的数量也可以不止一个。
33.请参阅图2，图2是本实用新型实施例提供的一种语音识别电路结构示意图，如图2所示，语音识别电路10包括麦克风11、控制装置12、音频存储电路13以及语音处理电路14，其中，麦克风11和控制装置12的第一端电性连接，其中，麦克风11用于采集语音信号，并将采集的语音信号传送至控制装置12，由控制装置12进行处理和分析，控制装置12对语音信号进行识别，并根据识别结果生成对应的控制指令，该控制指令可以作用于执行装置20，以完成识别结果对应的操作。控制装置12还与云端300通信连接，控制装置12若未识别出该语音信号，还可以将该语音信号传送至云端300，由云端300进行识别，云端300再将识别结果传送至控制装置12。控制装置12用于提供计算和控制能力，以控制智能床垫100实现语音识别功能以及执行相关任务，例如，控制智能床垫100执行下述实施例提供的任意一种语音识别方法。
34.音频存储电路13与控制装置12的第二端电性连接，用于向控制装置12提供音频信号。该音频存储电路13中的音频信号为本地音频信号，若控制装置12能够识别出语音信号，且分析出语音信号的语义为“播放音频
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，音频存储电路13中也存储有该音频信号，控制装置12则从音频存储电路13中获取该音频信号，并在执行装置20(如外部播放器)处播放。
35.语音处理电路14与控制装置12的第三端电性连接，用于音频信号进行处理，例如：对要播放的音频信号进行放大处理、降噪处理或者滤波处理等，再将音频信号传送至执行装置20(如外部播放器)处播放，使得音频信号更加清晰，声音更大。
36.在一些实施例中，控制装置12还与执行装置20电性连接，控制指令作用于执行装置20，使得执行装置20动作。
37.因此，该智能床垫100可以通过控制装置12对语音信号进行识别，并根据识别结果生成对应的控制指令，再将该控制指令作用于执行装置20，以完成该识别结果对应的操作，当控制装置12未识别出该语音信号，还可以将该语音信号发送至云端300，由云端300进行相应的识别，再将云端300识别结果返回至控制装置12，由控制装置12进行生成控制指令。因此，该智能床垫能够通过控制装置和云端两种方式对语音信号进行识别，识别结果更加精准，进而更加精准实现语音控制，提升用户体验。
38.在一些实施例中，控制装置12可以为通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、单片机、arm(acorn risc machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制装置12还可以是任何传统处理器、控制装置、微控制装置或状态机。控制装置12也可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp和/或任何其它这种配置。
39.在一些实施例中，请参阅图3，图3是本实用新型实施例提供的一种语音识别电路的结构示意图，如图3所示，该语音处理电路14包括音频放大电路141，音频放大电路141包括音频芯片1411和增益电路1412，增益电路1412分别与控制装置12的第三端和音频芯片1411电性连接，音频芯片1411还与执行装置20(本实施例中为外部播放器)电性连接。
40.在一些实施例中，语音处理电路14还包括第一滤波电路142，第一滤波电路142分别与音频放大电路141和执行装置20(本实施例中为外部播放器)电性连接，用于对放大后的音频信号进行滤波。
41.在一些实施例中，该语音识别电路10还包括稳压电路15，分别与外部电源200和控制装置12的第四端电性连接，用于对外部电源200的电压信号进行稳压，并对控制装置12供电。该稳压电路15可以使得控制装置12的供电信号稳定，实现稳定工作。
42.在一些实施例中，稳压电路15包括稳压芯片151和第二滤波电路152，稳压芯片151分别与控制装置12和第二滤波电路152连接，第二滤波电路152还与外部电源200电性连接，第二滤波电路152用于对外部电源200的电压信号进行滤波，滤波以后的电压信号经稳压芯片151稳压以后，为控制装置12供电。
43.请参阅图4，图4是本实用新型实施例提供的一种语音识别电路10的电路结构示意图，其中，外部播放器电性连接语音处理电路14，外部播放器的个数为两个，其将音频信号播放出去。
44.音频放大电路包括音频芯片1411，其可以对音频信号进行放大处理，其型号可以为ns4110b，ns4110b处理音频信号以后，将处理后的音频信号传送至外部播放器处，由外部播放器处进行播放。
45.具体地，该语音处理电路14还包括第一滤波电路142，该第一滤波电路142包括第一电容c1、第二电容c2、第一电感l1以及第二电感l2，第一电容c1的一端接地，另一端分别连接两个外部播放器的第一端以及第一电感l1的一端，第一电感l1的另一端接音频芯片1411的8引脚，第二电容c2的一端接地，另一端分别连接两个外部播放器的第二端以及第二电感l2的一端，第二电感l2的另一端接音频芯片1411的5引脚。该第一滤波电路用于对音频信号进行滤波。
46.在一些实施例中，增益电路1412包括第三电容c3、第四电容c4、第一电阻r1以及第二电阻r2，第三电容c3分别与地和第一电阻r1连接，第一电阻r1分别与第三电容c3和音频芯片1411的3引脚连接，第四电容c4分别与控制装置12和第二电阻r2连接，第二电阻r2分别与第四电容c4和音频芯片1411的4引脚连接。该音频芯片1411、第三电容c3、第四电容c4、第一电阻r1以及第二电阻r2共同组成增益电路1412，对音频信号进行放大处理，在本实用新型实施例中，放大倍数av＝300k/r1＝300k/30k＝10。该语音处理电路14还包括第五电容c5，第五电容c5分别连接地和音频芯片1411的2引脚，其为芯片内部参考电压去耦电容。因此，该语音处理电路14可以对音频信号进行滤波和放大处理，处理之后的音频信号，再传送至两个外部播放器，由该两个外部播放器进行播放。
47.控制装置12包括控制芯片u1，音频芯片1411的1引脚和4引脚通过第一接口电性连接控制芯片u1的15引脚和18引脚，控制芯片u1通过其15引脚和18引脚将要播放的音频信号传送至音频芯片1411，由语音处理电路14进行相关处理。
48.控制芯片u1的16引脚和17引脚作为控制芯片u1的语音采集口，麦克风11采集语音信号以后经接口cn1，将语音信号传送至控制芯片u1的16引脚和17引脚，控制芯片u1再对语音信号进行相应的识别。控制芯片u1的23引脚和24引脚是通信引脚，可以和云端300进行通信。控制芯片u1的6
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13引脚经扩展口j1电性连接音频存储电路13。
49.音频存储电路13包括驱动电路和音频存储卡，驱动电路包括上拉电阻和esd管，上拉电阻和esd管是成套设置，本实用新型实施例中，共有5个上拉电阻和5个esd管配套设置，其中esd管为双向esd管，每个esd管的第一极，即a极均接地，每个esd管的第二极，即k极均接对应的上拉电阻，音频存储卡电性连接每个上拉电阻和每个esd管的共同连接点。音频存
储卡为tf
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card，控制芯片u1可以对tf卡读取音频信号，再进行播放。上拉电阻可以保证通讯的稳定性，esd管为静电二极管，可以防止静电的干扰。
50.在一些实施例中，稳压电路15包括稳压芯片151和第二滤波电路152，稳压芯片151的型号可以为bl8568
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33pra，第二滤波电路152包括第六电容c6和第七电容c7，第六电容c6的一端接地，另一端分别接+5v电压以及稳压芯片151的1引脚，第六电容c6的一端接地，另一端接稳压芯片151的5引脚，该稳压芯片151的5引脚输出+3.3v电压，稳压芯片151的3引脚为其控制端，控制装置12可以通过该引脚控制稳压芯片151的工作，控制稳压芯片151的导通和关闭，当控制装置12输出高电平信号，作用于3引脚时，使得稳压芯片151导通，稳压芯片151输出稳定的+3.3v电压，当控制装置12输出低电平信号，作用于3引脚时，使得稳压芯片151关闭，稳压芯片151不再输出。稳压芯片151输出的+3.3v电压作用于控制芯片u1的供电端，为其提供电源信号。
51.在一些实施例中，控制装置12不仅包括上述控制芯片u1，还包括mcu控制器(图中未示出)，该mcu控制器和控制芯片u1通信连接，控制芯片u1对语音信号进行相应的识别，识别出该语音信号以后，再生成控制指令，再向mcu控制器发送该识别结果和控制指令，由mcu控制器根据该控制指令控制对应的执行装置20动作，以完成该识别结果对应的操作，若控制芯片u1未识别出该语音信号，则将该语音信号发送至云端300，由云端300进行相应识别，云端300将该云端300识别结果返回至控制芯片u1，控制芯片u1生成对应的控制指令，控制芯片u1再将该控制芯片u1发送至mcu控制器，由mcu控制器根据该控制指令控制对应的执行装置20动作，以完成该识别结果对应的操作。
52.请继续参阅图3，结合图3，该语音识别电路的工作原理可以描述如下：
53.首先，通过麦克风11采集语音信号，语音信号通过第一接口进入控制芯片u1的16引脚和17引脚，由控制芯片u1进行识别，若控制芯片u1能识别出该语音信号，则根据识别结果生成控制指令，控制执行装置20动作，以完成该识别结果对应的操作，若语音信号的语义为“播放音频
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，音频存储卡中也存储有该音频信号，控制芯片u1则从音频存储卡中获取该音频信号，该音频信号经过第一滤波电路滤波以后，进入音频芯片1411处理，音频芯片1411和第三电容c3、第四电容c4、第一电阻r1以及第二电阻r2共同构成音频放大电路，将音频信号进行放大，放大以后的音频信号，在两个外部播放器处播放。
54.若控制芯片u1未识别出该语音信号，则将该语音信号发送至云端300，由云端300进行相应的识别，并经识别结果返回至控制芯片u1，控制芯片u1再根据该识别结果生成控制指令，控制执行装置20动作，以完成该识别结果对应的操作。例如：用户可以发出语音“播放歌曲
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，则控制芯片u1对该语音信号进行识别，若控制芯片u1未识别出该语音信号，则在控制芯片u1处于唤醒状态的情况下，将该语音信号发送至云端300，由云端300进行识别，若云端300识别出该语音信号的语义为“播放歌曲
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，则将该歌曲以及识别结果发送至控制芯片u1，控制芯片u1再生成对应的控制指令，控制外部播放器播放该歌曲。
55.综上，该语音识别电路10可以通过麦克风11对语音信号进行采集，并通过控制装置12对语音信号进行识别，且根据识别结果能够生成对应的控制指令以完成操作，若控制装置12识别不出该语音信号，则将该语音信号发送至云端300，由云端300进行相应识别，因此，该语音识别电路10能够实现语音识别功能，且识别方式多样，能够精准识别该语音信号，精准实现语音控制，提升用户体验。
56.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。