一种离线语音识别系统的制作方法

1.本实用新型涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种离线语音识别系统。


背景技术：

2.在智能家居中的家用电器的控制都是用手动或遥控控制，但随着家用电器的增多，电器的开关和遥控越来越多，使用极其不便，随后，产生了利用手机的app控制家用电器，但每次使用手机app控制家用电器都需要先打开手机，登陆app账户，再找到设备去做相应控制，且可利用手机控制的电器必须是指定厂商的电器，不能兼容其他厂商的电器。
3.后来，市面逐渐出现语音识别控制家电，类似京东叮咚音响和阿里的天猫精灵等语音识别控制家电的技术，但这些语音识别系统都需要在线识别语音，使语音识别系统在无网络时不能使用，且仅可通过语音识别控制指定的厂商的电器，不能兼容其他厂商的电器，而且系统只负责上传信息和下发命令，控制信息的处理在云端服务器进行，如此，在遇到网络故障或者网络质量差时，将会导致中控设备失去语音控制功能或者响应速度慢，极大影响用户体验。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种离线语音识别系统，达到了在无网络状态下能够进行语音高效识别的目的，相较于传统的中控设备及智能家居控制系统，不仅具有不受网络限制等优点，而且极大程度地提高了语音识别的实时性、可靠性、灵活性和智能性。
6.(二)技术方案
7.为实现上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种离线语音识别系统，包括pcb、主控芯片、管脚、功放、离线语音识别模块、远距离拾音模块和接口端，所述pcb上的集成线路与主控芯片电性连接，所述主控芯片集成在pcb上，所述管脚的数量为二十六个，二十六个管脚均集成在pcb 上，所述功放集成在pcb上，所述功放与主控芯片通过集成线路电性连接，所述离线语音识别模块、远距离拾音模块和接口端均集成在pcb上，所述离线语音识别模块、远距离拾音模块和接口端均与主控芯片通过集成线路电性连接。
8.二十六个管脚分别为mic_p、mic_n、spk 、spk
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、lineout、gnd、i2c_sda、 i2c_scl、txd1、rxd1、ain6、rxd2、txd2、gnd、gpio1_14、gpio1_13、gpio1_12、 resetn、gpio2_0、gpio2_1、gpio2_3、gpio2_2、bootstr、vdd33、gnd和 5v。
9.进一步地，所述主控芯片的型号为ls416，离线语音识别模块的规格为 18.0mm*25.8mm，二十六个管脚之间的间距为2.0mm。
10.进一步地，离线语音识别模块的待机功耗为0.3w，功放pa占总功耗的 60％，离线语音识别模块正常工作时功耗随声音的大小变化而变化，最大功耗峰值为2w。
11.进一步地，所述接口端可为uart、i2c、pwm或者gpio中的一种。
12.进一步地，所述离线语音识别模块的型号为xfmt101，所述远距离拾音模块的型号为kv
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wr006。
13.(三)有益效果
14.本实用新型提供了一种离线语音识别系统，具备以下有益效果：
15.1、本实用新型所提供的离线语音识别模块兼容邮票孔和插针的使用方式，模块可以不作任何修改直接集成在产品中实现语音声控的功能，模块内置了互问科技的高性能降噪算法、远距离拾音算法和高精度离线语音识别功能，模块接口支持uart、i2c、pwm、gpio等，可作为主设备，也可作为从设备，同时整体功能丰富、接口简单、使用方便。
16.2、本实用新型拥有强大的硬件处理能力和业界领先的语音识别效果，为智能家居、智能家电、车载、音箱等领域提供软硬件一体化的解决方案，具备非特点人识别以及固定命令词识别的能力，同时能够覆盖大部分常用家用电器和小家电品类，特殊没有包含的词汇可以定制，安静环境下5米距离内超过98％的识别率，内置降噪功能，支持中等噪声环境下使用，而且支持从几个词到上百个词条，响应速度快，响应时间小于0.2秒，词条数量小于15个时，可支持无唤醒词使用模式，可驱动各种不同类型的扬声器。
17.3、本实用新型在有无网络的情况下，都能够通过用户发出的语音信息实现控制，相较于传统的中控设备及智能家居控制系统，不仅具有不受网络限制等优点，而且极大程度地提高了语音识别的实时性、可靠性、灵活性和智能性。
18.4、本实用新型利用拾音波束成形，采用独特算法，有效抑制波束之外的噪声，同时融合语音信号的空时信息，从含噪声的语音信号中提取出纯净语音，有效地增强说话人语音，而且分利用其空域滤波特性，抑制拾音波束外的回声、混响等噪声，进行语音增强处理，辅之以语音识别引擎的二次处理，实现优质的远场识别交互功能。
附图说明
19.图1为本实用新型离线语音识别模块的结构示意图；
20.图2为本实用新型模块中管脚的功能定义示意图；
21.图3为本实用新型的对外连接示意图；
22.图4为本实用新型模块的通讯协议总则示意图；
23.图5为本实用新型模块的指令发送参考示意图；
24.图6为本实用新型模块的指令格式示意图；
25.图7为本实用新型模块的命令词选示意图；
26.图8为本实用新型模块的命令词选示意图。
27.图中：11、pcb；12、主控芯片；13、管脚；14、功放；15、离线语音识别模块；16、远距离拾音模块；17、接口端。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
29.请参阅图1
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8，本实用新型提供了一种技术方案：一种离线语音识别系统，包括pcb11、主控芯片12、管脚13、功放14、离线语音识别模块15、远距离拾音模块16和接口端17，pcb11上的集成线路与主控芯片12电性连接，主控芯片12集成在pcb11上，管脚13的数量为二十六个，二十六个管脚13均集成在pcb11上，功放14集成在pcb11上，功放14与主控芯片12通过集成线路电性连接，离线语音识别模块15、远距离拾音模块16和接口端17均集成在pcb11上，离线语音识别模块15、远距离拾音模块16和接口端17均与主控芯片12通过集成线路电性连接。
30.所提供的离线语音识别模块兼容邮票孔和插针的使用方式，模块可以不作任何修改直接集成在产品中实现语音声控的功能，模块内置了互问科技的高性能降噪算法、远距离拾音算法和高精度离线语音识别功能，模块接口支持uart、i2c、pwm、gpio等，可作为主设备，也可作为从设备，同时整体功能丰富、接口简单、使用方便。
31.本实用新型拥有强大的硬件处理能力和业界领先的语音识别效果，为智能家居、智能家电、车载、音箱等领域提供软硬件一体化的解决方案，具备非特点人识别以及固定命令词识别的能力，同时能够覆盖大部分常用家用电器和小家电品类，特殊没有包含的词汇可以定制，安静环境下5米距离内超过98％的识别率，内置降噪功能，支持中等噪声环境下使用，而且支持从几个词到上百个词条，响应速度快，响应时间小于0.2秒，词条数量小于15个时，可支持无唤醒词使用模式，可驱动各种不同类型的扬声器。
32.二十六个管脚13分别为mic_p、mic_n、spk 、spk
‑
、lineout、gnd、i2c_sda、 i2c_scl、txd1、rxd1、ain6、rxd2、txd2、gnd、gpio1_14、gpio1_13、gpio1_12、 resetn、gpio2_0、gpio2_1、gpio2_3、gpio2_2、bootstr、vdd33、gnd和 5v，主控芯片12的型号为ls416，离线语音识别模块的规格为18.0mm*25.8mm，二十六个管脚13之间的间距为2.0mm，离线语音识别模块的待机功耗为0.3w，功放14pa占总功耗的60％，离线语音识别模块正常工作时功耗随声音的大小变化而变化，最大功耗峰值为2w，接口端17可为uart、i2c、pwm或者gpio 中的一种，离线语音识别模块15的型号为xfmt101，远距离拾音模块16的型号为kv
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wr006，本实用新型在有无网络的情况下，都能够通过用户发出的语音信息实现控制，相较于传统的中控设备及智能家居控制系统，不仅具有不受网络限制等优点，而且极大程度地提高了语音识别的实时性、可靠性、灵活性和智能性，本实用新型利用拾音波束成形，采用独特算法，有效抑制波束之外的噪声，同时融合语音信号的空时信息，从含噪声的语音信号中提取出纯净语音，有效地增强说话人语音，而且分利用其空域滤波特性，抑制拾音波束外的回声、混响等噪声，进行语音增强处理，辅之以语音识别引擎的二次处理，实现优质的远场识别交互功能。
33.在使用时，离线语音识别模块与麦克风之间的分布原则为：麦克风到模块音频输入端距离要尽量短；麦克风到模块音频输入端走线尽量避开其它外部设备高频脉冲信号或高压；模块音频输出到外置扬声器距离要尽量短，根据图6所示，标准uart协议格式定义每条指令，由帧头 信令 数据长度 数据n 校验 帧尾组成，数据长度可根据情况增减，数据总长度应小于256bytes。
34.本实用新型适用于白色家电：如空调、冰箱、洗衣机、电视机等；厨卫电器：如油烟机、马桶、热水器、魔镜等；小家电：如电饭煲、电风扇、净化器、晾衣架等；智能家居：如86面板、插座、插排、台灯、吸顶灯、电动窗帘等；理疗类：如按摩椅、眼部按摩仪、养生壶、按摩仪
等。
35.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
36.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。