一种基于物联网集成平台的分布式控制系统的制作方法

1.本发明属于物联网技术领域，尤其涉及一种基于物联网集成平台的分布式控制系统。


背景技术：

2.随着社会经济的飞速发展和互联网技术、控制技术、通信技术的进步，人们物质生活水平不断提高，人们对家居环境也提出了更高的要求，实现对家居设备的系统化、网络化和智能化控制已经成为家居环境未来的发展方向，由此＂智能家居＂的概念便应运而生。智能家居是以家庭为最小设计单元，利用各种先进的技术和设施实现对家庭的综合性管理和控制，从而改善了人类的居住环境。和普通的住宅相比，智能家居具有很多优点，与人类的生活密切相关。
3.随着智能硬件的发展，物联网领域中涌现出了更多样化的传感设备，如温湿度传感器；监测指标也从原来的几十种到现在的上百种甚至更多。智能音箱，智能家电、智能门锁安防等智能设备也出现井喷式增长。智能硬件的发展使得智能控制具备了一定的可行性。
4.物联网智能家居的核心在物联网平台控制器和物联网终端。目前可以实现通过手机终端安装app软件添加所有物联网终端设备，在手机端用户即可控制所有物联网终端并查看工作状态。但是随着技术发展和提升，用户想要完成一次操作时都需要拿出手机进行操作，当手机不在身边时就无法进行控制，影响用户操作体验。而控制器可以解决这个问题。目前物联网平台控制器需要联网，通过网络连接各个物联网终端，用户通过语音即可控制控制器以操作各个物联网终端。但是目前这种模式也存在一些问题：首先，用户只能在控制器附近进行语音操作，在其他房间基本无法正常操作；另外，由于控制器同一时间只能接收一位用户的语音操作，无法同时进行多物联网终端的操作。比如，如果控制器在客厅，用户在室内休息，如果想语音操作开大门，则需要在客厅进行操作。因此目前的这种操作模式用户体验仍不佳。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于物联网集成平台的分布式控制系统，旨在解决上述两点问题。
6.本发明采用如下技术方案：
7.所述基于物联网集成平台的分布式控制系统，包括一个控制器、位于室内的多个物联网终端以及位于室内不同区域位置的语音传感器装置，所述控制器通过有限或者无线网络连接至所有物联网终端，所述语音传感器装置通过无线局域网连接至所述控制器，所述分布式控制系统的控制方法如下：
8.步骤s1、设置各语音传感器装置的触发幅度阈值；
9.步骤s2、当语音传感器装置接收到触发语音后，判断对应触发语音数据的平均幅
度值是否大于相应触发幅度阈值；
10.步骤s3、当大于触发幅度阈值时，继续接收指令语音，生成指令数据包发送至控制器，所述指令数据包至少包括时间戳、装置编码、数字化指令语音数据；
11.步骤s4、控制器接收所有语音传感器装置发送的指令数据包并解析，根据时间戳将属于同一时间段内的指令数据包分为一组，对组内的数字化指令语音数据进行语义识别形成对应的操作指令编码；
12.步骤s5、对于其中得到相同的操作指令编码，保留时间戳最早的操作指令编码，然将得到的组内所有操作指令编码按照时间戳顺序发送至对应的物联网终端；
13.步骤s6、物联网终端根据接收到的操作指令编码执行相应操作。
14.进一步的，步骤s4中，对于无法识别的数字化指令语音数据，将其与组内其它数字化指令语音数据逐一减法处理，将减法处理后的差分数据进行再次语义识别，如果识别成功，则得到对于的操作指令编码。
15.进一步的，所述控制方法还包括：
16.步骤s0、在控制器端进行语音音色等级设置，以区分不同等级的用户。
17.进一步的，所述步骤s5中，对得到的组内所有操作指令编码进行冲突检测，当存在冲突的操作指令编码时，通过音色识别相应的数字化指令语音数据，保留等级最高用户的操作指令编码，舍去发生冲突的等级低的用户指令编码。
18.进一步的，步骤s3中，当大于触发幅度阈值时，语音传感器装置还给出指示灯反馈。
19.本发明的有益效果是：本系统通过分布式设置多个语音传感器装置，用户可以在室内不同位置触发语音传感器装置，并将采用的指令语音生成指令数据包，并发送至控制器，可实现室内任一位置实现操作物联网终端，而且同时多个用户可同时进行操作，能明显提高用户体验；而且语音传感器装置仅实现语音触发以及语音采样发送的作用，不实现用户语音的指令识别，因此语音传感器装置实现功能简单，成本低，体积也可以做的很小，方便使用。
附图说明
20.图1是本发明实施例提供的基于物联网集成平台的分布式控制系统的结构图；
21.图2是本发明实施例提供的分布式控制系统控制方法的流程图。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
24.图1示出了本发明实施例提供的基于物联网集成平台的分布式控制系统的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
25.如图1所示，所述基于物联网集成平台的分布式控制系统，包括一个控制器、位于室内的多个物联网终端以及位于室内不同区域位置的语音传感器装置，所述控制器通过有
限或者无线网络连接至所有物联网终端，所述语音传感器装置通过无线局域网连接至所述控制器。基于上述系统，如图2所示，本实施例所述分布式控制系统的控制方法如下：
26.步骤s1、设置各语音传感器装置的触发幅度阈值。
27.本系统在现有场景的基础上设置多个语音传感器装置。本实施例不限定语音传感器装置的具体形式，可以是独立的小设备，也可以是集成在现有产品上的一个部件，比如可以在闹钟上集成语音传感器装置。厂商售卖日常生活周边集成语音传感器的小产品即可，也拓展了语音传感器装置的使用范围，不会造成突兀感。当然也可以直接生产语音传感器装置。由于语音传感器装置的功能是语音触发以及发送语音数据，不进行语音指令识别，而是在控制器端实现。因此语音传感器装置的实现功能简单，整体装置可以小型化，成本也低。
28.本步骤主要是设置语音传感器装置的触发幅度阈值。用于在安排语音传感器装置位置没有特殊要求。一般一个房间放置一个即可，大厅放置一个，洗手间和厨房也可以设置。
29.通过位置布置，尽量保证用于在一个区域内正常语音操作不被其他区域语音传感器装置识别。可以根据具体布置位置灵活调整各个语音传感器装置的触发幅度阈值，并非所有的语音传感器装置的触发幅度阈值一致。只有接收到的触发语音强度够大时，语音传感器装置才开始触发工作。
30.步骤s2、当语音传感器装置接收到触发语音后，判断对应触发语音数据的平均幅度值是否大于相应触发幅度阈值。
31.语音传感器装置无需将所有采集到的语音数据都发送至控制器。实际上用户正常讲话和交流的语音数据是无法触发语音传感器装置。语音传感器装置有默认的触发语音，只有当用户特定说出这个触发语音时，语音传感器装置才会识别出并触发，以避免误操作。也避免了语音传感器装置频繁向控制器发送数据。
32.由于用户在当前区域进行语音操作，语音必然也会传播到其他区域的语音传感器装置。由于本实施例已经设置了不同语音传感器装置的触发幅度阈值，因此基本上可以屏蔽其他区域传播过来的语音数据。
33.本步骤通过触发语音数据的平均幅度值与触发幅度阈值进行对比来判断当前触发语音是否有效。
34.步骤s3、当大于触发幅度阈值时，继续接收指令语音，生成指令数据包发送至控制器，所述指令数据包至少包括时间戳、装置编码、数字化指令语音数据。
35.语音传感器装置采集到触发语音后，继续接收用户的指令语音。为了提示触发语音识别成功，当触发语音数据的平均幅度值大于触发幅度阈值时，语音传感器装置还给出指示灯反馈，比如绿灯频闪，以提示用户继续发出指令语音。指令语音就是操作物联网终端的控制语音，具体映射关系控制器可以设置和自行学习。
36.本实施例中，指令语音采用后需要打包发送。具体的，生成指令数据包发送至控制器，所述指令数据包至少包括时间戳、装置编码、数字化指令语音数据。所述装置编码是语音传感器装置的唯一编号，用于标识指令语音来源。所述数字化指令语音数据是指令语音采用模数转换后的数据。
37.步骤s4、控制器接收所有语音传感器装置发送的指令数据包并解析，根据时间戳
将属于同一时间段内的指令数据包分为一组，对组内的数字化指令语音数据进行语义识别形成对应的操作指令编码。
38.虽然大部分情况下，用户在一个区域内的触发语音是不会被其他区域的语音传感器装置识别。但是如果用户提高音量，还是会存在被其他语音传感器装置识别的可能性。如果存在两个或者多个语音传感器装置同时触发，由于网络原因以及声音传输时间差原因，在控制器端收到的指令数据包会有些许时间差。本实施例根据时间戳将同一时间段内的指令数据包分为一组，然后进行数字化指令语音数据进行语义识别得到对应的操作指令编码。
39.另外还存在这样情况，同一个语音传感器装置同一时间可能接到了不用区域位置的两个用户的指令语音。比如在房间a的第一用户的语音指令被房间b内的语音传感器装置采集到，同时也采集到房间b内的第二用户的语音指令。因此房间a的语音传感器装置采集到第一用户的语音指令，房间b的语音传感器装置采集到第一用户和第二用户的语音指令。正常解析识别时，控制器无法识别第二用户的语音指令。本步骤中，对于无法识别的数字化指令语音数据，将其与组内其它数字化指令语音数据逐一减法处理，将减法处理后的差分数据进行再次语义识别，如果识别成功，则得到对于的操作指令编码。因此本实施例可通过混音处理提取有效的语音指令，提高了识别成功率。
40.步骤s5、对于其中得到相同的操作指令编码，保留时间戳最早的操作指令编码，然将得到的组内所有操作指令编码按照时间戳顺序发送至对应的物联网终端。
41.如果一个用户的语音指令被多个语音传感器装置识别到，则会得到多个操作指令编码，只需保留一个最早操作指令编码即可。同时也有可能有多个用户同时进行语音操作。因此只需按照时间戳顺序发送操作指令编码即可。
42.当然也会存在多个用户同时操作一个物联网终端，比如第一用户操作控制将空调调至26摄氏度，第二用户操作控制关闭空调。这就出现了控制冲突。因此本步骤还要进行冲突检测。
43.冲突检测首先需要对用户等级划分，具体的在控制器端进行语音音色等级设置，以区分不同等级的用户。然后再本步骤中，对得到的组内所有操作指令编码进行冲突检测，当存在冲突的操作指令编码时，通过音色识别相应的数字化指令语音数据，保留等级最高用户的操作指令编码，舍去发生冲突的等级低的用户指令编码。而音色识别是现有技术，这里不赘述。
44.步骤s6、物联网终端根据接收到的操作指令编码执行相应操作。
45.最后物联网终端直接根据操作指令执行操作即可。
46.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。