一种基于模糊控制的智能语音交互型房屋系统的制作方法

1.本发明涉及一种语音交互型房屋，具体为一种基于模糊控制的智能语音交互型房屋系统。


背景技术：

2.互联网科技的快速发展，以此为基础的产业都有了大幅度的进步，融合着互联网、物联网、人工智能技术等技术的产品正渐渐地改变着人们的日常生活，其中智能房屋就是此类产品的重要代表。作为物联网发展的一个部分，智能房屋对于人类进步和生活方式的改变有着其非常重要的意义，是互联网高速发展的直观体现，它让人们的生活变得更加便捷与美好。语音交互型房屋系统是可用的，并且在这样的系统中，由用户发出的语音由例如麦克风采集，通过语音识别处理分析所采集的语音以明确语音的内容，并且将对应于明确的内容的服务提供给用户。
3.但是语音交互识别准确度存在局限，影响基础交互体验感。语音识别的精准度、语义理解方面需要结合人工的转录和分析的流程，而人为因素的干预使语音识别的准确率不可避免地受到部分影响，且语音交互控制房屋内设备，只能通过语音输入，识别语音内容，无法对声音进行识别，导致任何人都能控制屋内所有语音交互设备，导致用户隐私感差，体验感差，无法推广。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于模糊控制的智能语音交互型房屋系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于模糊控制的智能语音交互型房屋系统，包括模糊控制器和语音交互装置，所述语音交互装置信号输入端连接有所述模糊控制器信号端，所述模糊控制器信号输入端连接有传感器模块，所述模糊控制器电能输入端通过电源管理模块电性连接有太阳能电池板，所述语音交互装置通过无线传输模块和蓝牙模块连接有移动设备，所述语音交互装置信号输出端电性连接有中央处理器，所述中央处理器信号输出端电性连接有语音交互家电设备，所述语音交互家电设备包括非隐私家电和隐私家电。
6.优选的，所述语音交互装置通过挂耳安装在智能房屋主体内壁上，所述智能房屋主体顶面上设置有所述太阳能电池板，所述太阳能电池板下方设置有新风系统，所述智能房屋主体外部设置有智能门锁，实现绿色环保，提高本发明舒适性。
7.优选的，所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器和开门传感器，提供多种智能检测设备，确保环境舒适度。
8.优选的，所述温度传感器、所述湿度传感器、所述亮度传感器和所述开门传感器电能控制端分别通过所述模糊控制器电性连接有空调设备、所述新风系统、照明系统和所述智能门锁，模糊控制更贴近于人脑控制，因此控制效果好，更加智能，用户省心且放心。
9.优选的，所述语音交互装置上电性安装有语音接收器，所述语音接收器下方电性安装有触控屏，所述触控屏下方电性安装有所述无线传输模块和所述蓝牙模块，所述中央处理器安装在所述语音交互装置的内部下端，将多种设备集一体安装，集成化程度高，且提供多样化操作。
10.优选的，所述语音交互装置两侧壁下方均安装有扬声器，所述语音交互装置的一侧壁上电性安装有报警装置，提供语音交互的基础，且具有报警功能，增加了装置的安全提醒性能，实用性强。
11.优选的，所述模糊控制器输入端输入设定值，所述传感器模块检测到的信号通过和设定值作差值比较，得出差值和差值变化率，差值和差值变化率经过模糊化后，设定向相应的模糊规则进行模糊量运算，经过模糊判决后，再进行清晰化处理，处理后的信号通过信号线啊传输至所述中央处理器，以便对空调设备、新风系统、照明系统和智能门锁进行具体精确的操作控制，且模糊控制更相近与人脑控制规则，无需具体模型，控制效果好，且程序简单便于实现。
12.优选的，所述语音交互模块通过所述语音接收器接收声音信号，首先进行预处理，在进行特征提取，通过模糊控制识别声音的声学模型和语音模型，并进行模式匹配，所述语音交互模块通过匹配后的模式连接隐私交互模块或非隐私交互模块，基于模糊规则的语音识别更加精准，达到高去噪性，交互感强，用户体验感强。
13.优选的，用户通过所述移动设备提前录入声学模型，并储存到所述语音交互装置内，便于实现所述非隐私家电和所述隐私家电的分别语音互动控制，提高所述语音交互家电设备的安全私密性。
14.优选的，所述隐私家电通过用户录入的声学模型唤醒，所述非隐私家电通过其他用户声学模型唤醒，能够避免非用户对隐私家电的语音互动，影响用户体验感，破坏其隐私感。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在语音交互装置输入端连接有模糊控制器，模糊控制器的模糊逻辑是模仿人脑的不确定性概念判断、推理思维方式，对于输入模型未知的语音系统或不能确定的语音描述系统，可以应用模糊集合和模糊规则进行推理，表达过渡性界限或定性知识经验，模拟人脑方式，实行模糊综合判断，推理解决常规方法难于对付的规则型模糊信息问题。模糊逻辑善于表达界限不清晰的定性知识与经验，它借助于隶属度函数概念，区分模糊集合，处理模糊关系，模拟人脑实施规则型推理，解决因“排中律”的逻辑破缺产生的种种不确定问题。因此可以对输入语音去噪提取识别，保证语音交互家电设备的输入语音命令精准，提高用户体验感，智能化程度大大提高；
16.同时，本发明系统设置有隐私交互模块和非隐私交互模块，是通过模糊控制识别语音主体的特征，可以对语音是否出自用户来决定是否启动用户设定的隐私语音交互家电设备，避免安全问题，且保护了用户的隐私；
17.且本发明通过传感器模块配合模糊控制能最大程度上匹配人脑适应的环境，调整智能房屋主体内的各种语音交互家电设备的参数，保证用户进入家里的同时，所有互动型设备都能智能启动，并自适应调节到最适输出参数，大大提高了用户的体验感；通过设置的太阳能电池板提供电源，实现目前大环境趋势下的绿色环保理念，节约电能，保护环境，同时减低用户的经济成本，相较于传统的按键、触控屏的操作方式，语音交互控制更为自然、
快捷且人性化，用户仅需通过有限的语音输出以及短期记忆，即可触发智能家居提供其所需的服务，且交互型系统更提高了本发明的人性化指数。
附图说明
18.图1为本发明模糊控制器算法原理图；
19.图2为本发明语音交互装置的语音识别算法原理图；
20.图3为本发明电气结构流程图；
21.图4为本发明智能房屋主体外部结构立体图；
22.图5为本发明语音交互装置结构示意图；
23.图6为本发明传感器模块电气连接示意图。
24.图中：1
‑
太阳能电池板；2
‑
电源管理系统；3
‑
模糊控制器；4
‑
语音交互装置；5
‑
传感器模块；6
‑
无线传输模块；7
‑
移动设备；8
‑
中央处理器；9
‑
语音交互家电设备；10
‑
非隐私家电；11
‑
隐私家电；12
‑
温度传感器；13
‑
湿度传感器哦；14
‑
亮度传感器；15
‑
开门传感器；16
‑
智能房屋主体；17
‑
新风系统；18
‑
照明系统；19
‑
智能门锁；20
‑
蓝牙模块；21
‑
触控屏；22
‑
语音接收器；23
‑
报警装置；24
‑
挂耳；25
‑
扬声器。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1
‑
6，本发明提供一种技术方案：一种基于模糊控制的智能语音交互型房屋系统，包括模糊控制器3和语音交互装置4，所述语音交互装置4信号输入端连接有所述模糊控制器3信号端，所述模糊控制器3信号输入端连接有传感器模块5，所述模糊控制器3电能输入端通过电源管理模块2电性连接有太阳能电池板1，所述语音交互装置4通过无线传输模块6和蓝牙模块20连接有移动设备7，所述语音交互装置4信号输出端电性连接有中央处理器8，所述中央处理器8信号输出端电性连接有语音交互家电设备9，所述语音交互家电设备9包括非隐私家电10和隐私家电11。
27.所述语音交互装置4通过挂耳24安装在智能房屋主体16内壁上，所述智能房屋主体16顶面上设置有所述太阳能电池板1，所述太阳能电池板1下方设置有新风系统17，所述智能房屋主体16外部设置有智能门锁19，实现绿色环保，提高本发明舒适性，所述传感器模块5包括温度传感器12、湿度传感器13、亮度传感器14和开门传感器15，提供多种智能检测设备，确保环境舒适度，所述温度传感器12、所述湿度传感器13、所述亮度传感器14和所述开门传感器15电能控制端分别通过所述模糊控制器3电性连接有空调设备16、所述新风系统17、照明系统18和所述智能门锁19，模糊控制更贴近于人脑控制，因此控制效果好，更加智能，用户省心且放心，所述语音交互装置4上电性安装有语音接收器22，所述语音接收器22下方电性安装有触控屏21，所述触控屏21下方电性安装有所述无线传输模块6和所述蓝牙模块20，所述中央处理器8安装在所述语音交互装置4的内部下端，将多种设备集一体安装，集成化程度高，且提供多样化操作，所述语音交互装置4两侧壁下方均安装有扬声器25，
所述语音交互装置4的一侧壁上电性安装有报警装置23，提供语音交互的基础，且具有报警功能，增加了装置的安全提醒性能，实用性强，所述模糊控制器3输入端输入设定值，所述传感器模块5检测到的信号通过和设定值作差值比较，得出差值和差值变化率，差值和差值变化率经过模糊化后，设定向相应的模糊规则进行模糊量运算，经过模糊判决后，再进行清晰化处理，处理后的信号通过信号线啊传输至所述中央处理器8，以便对空调设备16、新风系统17、照明系统18和智能门锁19进行具体精确的操作控制，且模糊控制更相近与人脑控制规则，无需具体模型，控制效果好，且程序简单便于实现，所述语音交互模块4通过所述语音接收器22接收声音信号，首先进行预处理，在进行特征提取，通过模糊控制识别声音的声学模型和语音模型，并进行模式匹配，所述语音交互模块4通过匹配后的模式连接隐私交互模块或非隐私交互模块，基于模糊规则的语音识别更加精准，达到高去噪性，交互感强，用户体验感强，用户通过所述移动设备7提前录入声学模型，并储存到所述语音交互装置4内，便于实现所述非隐私家电10和所述隐私家电11的分别语音互动控制，提高所述语音交互家电设备9的安全私密性，所述隐私家电11通过用户录入的声学模型唤醒，所述非隐私家电10通过其他用户声学模型唤醒，能够避免非用户对隐私家电11的语音互动，影响用户体验感，破坏其隐私感。
28.工作原理：本发明一种基于模糊控制的智能语音交互型房屋系统，通过设置的模糊控制器3在语音交互装置4的输入端，语音接收器22接收到用户语音时，中央处理器8通过dsp数字信号处理进行预处理，再进行语音特征提取，提取后的特征向量通过模糊控制进行模糊分析后输出，得出识别结果，与系统内部的预先储存的声学模型和语音模型对比，首先判断是否是用户本人的声音，其次再判断用户指令，若是本人，则可控制隐私家电11和非隐私家电10的启停和其他语音控制，反之，只可通过语音控制非隐私家电，同时，语音交互装置6可通过无线传输模块6和蓝牙模块20实现长短距连接移动设备7，手动控制本发明的语音交互极家电设备9，实现多功能性；
29.模糊控制器3在接收传感器模块5中的温度传感器12、湿度传感器13、亮度传感器14和开门传感器15检测到的信号后，通过中央处理器8对信号进行数字信号处理后，和设定值进行差值计算，必将差值和差值变化率等精确量进行模糊化转换成为适于模糊运算的模糊量，并设定模糊规则进行模糊运算，最后再将运算结果中的模糊量转换为精确量，以便对空调设备16、新风系统17、照明系统18和智能门锁19进行具体的操作控制。
30.语音交互装置4上还设置有触控屏21，通过触控屏21用户可以进行手动操作，且通过设置的报警装置23可以对传感器模块5检擦到的异常模块进行报警，实现智能房屋主体16的高度智能化和便捷性。
31.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。