CN111048092B - 一种电子坐便器的语音控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子坐便器的语音控制系统及方法，包括：感应模块，用于识别人体状态；唤醒模块，用于根据所述人体状态控制所述电子座便器切换待机模式和启动模式，和/或，用于根据所述人体状态控制所述电子座便器切换工作模式；拾音模块，用于采集用户的语音信号；语音识别模块，用于对所述语音信号进行音频分析得到的对应的控制指令；控制模块，根据所述人体状态以及所述控制指令控制所述电子坐便器执行相应的动作；本方案无需使用固定的唤醒词，并且能够使得电子坐便器通过人体状态待机/启动，和/或，切换不同的工作模式，使用更方便，用户体验更好。

Description

一种电子坐便器的语音控制系统及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种电子坐便器的语音控制系统及对应的方法。

背景技术

传统的家电都是通过采用遥控设备进行控制，但是随着家电类型的增多，其遥控设备也越来越多，往往在不使用时将遥控设备放置起来后，在使用时却很难找到，这样显得极为不方便。

随着AI人工智能的迅猛发展，电子坐便器等智能家居设备也开始通过自然语音处理技术植入语音控制功能，使电子坐便器与人直接交互，实现电子坐便功通过人声识别直接控制，实现无手动操作，无需遥控设备，方便使用。

智能语音控制系统融合了人工智能语音搜索来改变用户体验，一方面，通过前端的麦克风阵列等拾音模块进行声源定位、语音数据采集；另一方面，通过后台进行语音识别，结合人工智能算法，实现自然人机交互，让用户实现与电子坐便器进行“对话”。

然而，目前的智能语音控制系统需要用户必须使用特定的唤醒词才能启动相应的设备，通过唤醒词的识别来启动语音控制功能；如“小度小度”、“你好小爱”等。采用唤醒词的方式来唤醒电子坐便器等设备，具有以下缺点：

(1)每个设备对应一个唤醒词，多个设备之间，无法使用统一的唤醒词，操作繁琐，使用不便；

(2)在某些应用场景下，用户不方便使用唤醒词或者不喜欢使用唤醒词，影响用户体验感。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种电子坐便器的语音控制系统及方法，其通过人体状态的感应信号来启动电子坐便器，无需使用唤醒词，使用更方便，用户体验更好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种电子坐便器的语音控制系统，其包括：

感应模块，用于识别人体状态；

唤醒模块，用于根据所述人体状态控制所述电子座便器切换待机模式和启动模式，和/或，用于根据所述人体状态控制所述电子座便器切换工作模式；

拾音模块，用于采集用户的语音信号；

语音识别模块，用于对所述语音信号进行音频分析得到的对应的控制指令；

控制模块，根据所述人体状态以及所述控制指令控制所述电子坐便器执行相应的动作。

优选的，所述人体状态包括离座状态和着座状态；当所述感应模块感应到离座状态，所述唤醒模块控制电子坐便器处于离座工作模式；当所述感应模块感应到着座状态，所述唤醒模块控制电子坐便器切换至着座工作模式。

优选的，所述着座工作模式对应匹配的控制指令包括下述一种以上指令：清洗指令、烘干指令；其中，所述清洗指令进一步包括下述一种以上指令：妇洗指令、臀洗指令、自清洁指令、按摩洗指令；所述离座工作模式对应匹配的控制指令包括下述一种以上指令：冲水指令、翻盖指令；其中，所述冲水指令进一步包括下述一种以上指令：全排冲水指令、半排冲水指令、加压冲水指令，所述翻盖指令进一步包括下述一种以上指令：上盖开/闭指令、座圈开/闭指令。

优选的，所述人体状态包括远离状态和接近状态；当所述感应模块感应到远离状态，所述唤醒模块控制所述电子坐便器处于待机模式；当所述感应模块感应到接近状态，所述唤醒模块控制所述电子坐便器切换至启动模式；其中，所述远离状态是指人体离开预设的感应区域的状态，所述接近状态是指人体进入预设的感应区域的状态。

优选的，所述的语音识别模块，进一步包括：

语音训练单元，用于预先采集训练语音，并提取所述训练语音的MFCC特征，将该MFCC特征与对应的控制指令进行配对并存储在模板库；

音频识别单元，用于对所述移动终端采集的语音信号提取MFCC特征，并将该MFCC特征与所述模板库中的MFCC特征进行相似度计算，并输出相似度最高的MFCC特征所对应的控制指令。

优选的，所述待机模式下，所述拾音模块和/或所述语音识别模块关闭，所述控制模块停止控制；所述启动模式下，所述拾音模块、所述语音识别模块和所述控制模块开启。

对应的，本发明还提出一种电子坐便器的语音控制方法，包括以下步骤：

a.识别人体状态；

b.电子座便器根据所述人体状态进行切换待机模式和开启模式，和/或，电子座便器根据人体状态进行切换工作模式；

c.采集用户的语音信号；

d.对所述语音信号进行音频分析得到的对应的控制指令；

e.根据所述人体状态以及所述控制指令控制所述电子坐便器执行相应的动作。

本发明的有益效果是：

(1)本发明无需使用固定的唤醒词，并且能够使得电子坐便器通过人体状态待机/启动，和/或，切换不同的工作模式，使用更方便，用户体验更好；

(2)本发明通过唤醒模块切换待机模式和启动模式，并使控制模块仅在启动模式下执行控制指令，在待机模式下无需执行语音采集或语音分析，不仅节能，而且能够避免误触发，功能更可靠；

(3)本发明的所述人体状态包括远离状态和接近状态；当所述感应模块感应到远离状态，所述唤醒模块控制所述电子坐便器处于待机模式；当所述感应模块感应到接近状态，所述唤醒模块控制所述电子坐便器切换至启动模式；其中，所述远离状态是指人体离开预设的感应区域的状态，所述接近状态是指人体进入预设的感应区域的状态，符合人体使用习惯。

(4)本发明的所述人体状态包括离座状态和着座状态；当所述感应模块感应到离座状态，所述唤醒模块控制电子坐便器处于离座工作模式；当所述感应模块感应到着座状态，所述唤醒模块控制电子坐便器切换至着座工作模式，不同状态下识别不同的指令，防止误操作。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合具体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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种电子坐便器的语音控制系统，其包括：

感应模块，用于识别人体状态；

唤醒模块，用于根据所述人体状态控制所述电子座便器切换待机模式和启动模式，和/或，用于根据所述人体状态控制所述电子座便器切换工作模式；

拾音模块，用于采集用户的语音信号；

语音识别模块，用于对所述语音信号进行音频分析得到的对应的控制指令；

控制模块，根据人体状态以及所述控制指令控制所述电子坐便器执行相应的动作。

其中，所述感应模块可与所述唤醒模块相结合，所述拾音模块可与所述语音识别模块相结合；或者，所述唤醒模块和所述语音识别模块的二者或者二者之任一可与所述控制模块相结合。

优选的，所述待机模式下，所述拾音模块和/或所述语音识别模块关闭，所述控制模块停止控制；所述启动模式下，所述拾音模块、所述语音识别模块和所述控制模块开启。具体的，当所述感应模块感应到人体状态处于预设的工作模式对应的状态时，拾音模块和语音识别模块开启，或者是，控制模块才可以接收语音识别模块发送的控制指令，再或者是，所述控制模块才可以执行语音识别模块发出的控制指令；当所述感应模块感应到人体状态处于待机模式对应的状态时，拾音模块关闭，或者是，语音识别模块关闭，或者是，控制模块不接收语音识别模块发送的控制指令，再或者是，所述控制模块不执行所述语音识别模块发出的控制指令。

所述人体状态包括离座状态和着座状态；当所述感应模块感应到离座状态，所述唤醒模块控制电子坐便器处于离座工作模式；当所述感应模块感应到着座状态，所述唤醒模块控制电子坐便器切换至着座工作模式。和/或，所述人体状态包括远离状态和接近状态；当所述感应模块感应到远离状态，所述唤醒模块控制电子坐便器处于待机模式；当所述感应模块感应到接近状态，所述唤醒模块控制电子坐便器切换至启动模式；其中，所述远离状态是指人体离开预设的感应区域的状态，所述接近状态是指人体进入预设的感应区域的状态。

所述着座工作模式对应匹配的控制指令包括下述一种以上指令：清洗指令、烘干指令；其中，所述清洗指令进一步包括下述一种以上指令：妇洗指令、臀洗指令、自清洁指令、按摩洗指令；所述近域工作模式对应匹配的控制指令包括下述一种以上指令：冲水指令、翻盖指令；其中，所述冲水指令进一步包括下述一种以上指令：全排冲水指令、半排冲水指令、加压冲水指令，所述翻盖指令进一步包括下述一种以上指令：上盖开/闭指令、座圈开/闭指令。

当处于所述着座工作模式时，所述语音信号能够与所述清洗指令和/或所述烘干指令相匹配，但不与所述离座工作模式对应的控制指令或其他控制指令相匹配；当处于所述离座工作模式时，所述语音信号能够与所述冲水指令和/或翻盖指令相匹配，但不与所述着座工作模式对应的控制指令或其他控制指令相匹配；当处于待机模式时，所述语音信号不与所有控制指令相匹配。

具体可采用以下几种方案：

方案1：所述人体状态处于对应的启动模式时，语音识别模块开启；所述人体状态处于对应的待机状态时，语音识别模块关闭；

方案2：所述人体状态处于对应的着座工作模式时，语音识别模块开启，并且控制模块只执行部分控制指令；所述人体状态处于对应的离座工作模式时，语音识别模块开启，并且控制模块执行另一部分控制指令；所述人体处于对应的待机模式时，语音识别模块关闭；

方案3：所述人体状态处于对应的启动模式时，控制模块只执行部分控制指令；所述人体状态处于对应的待机模式时，控制模块执行另一部分控制指令；

方案4：所述人体状态处于对应的着座工作模式时，语音识别模块开启，并只能发送部分控制指令；所述人体状态处于对应的离座工作模式时，语音识别模块开启，并可以另一部分控制指令；所述人体处于对应的待机模式时，语音识别模块关闭；

方案5：所述人体状态处于对应的着座工作模式时，控制模块只能接收部分控制指令；所述人体状态处于对应的离座工作模式时，控制模块可以接收另一部分控制指令；所述人体处于对应的待机模式时，控制模块不接受语音识别模块发送的指令。

本实施例的语音控制系统为无唤醒语音，不需要唤醒词，即可以匹配词条，给上位机发送控制指令；当人体状态感应模块感应人体靠近电子坐便器时，开启拾音模块采集周围声音或者电子坐便器只接受当人体靠近时的离座控制指令，比如：冲水指令、翻盖指令；为了降低系统误识别频率，还可通过设置阈值控制拾音模块的拾音范围；当人体状态感应模块感应人体着座时，系统才开启拾音模块采集周围声音或者电子坐便器只接受着座的控制指令，比如：清洗指令、烘干指令。

本实施例中，所述的语音识别模块，进一步包括：

语音训练单元，用于预先采集训练语音，并提取所述训练语音的MFCC特征，将该MFCC特征与对应的控制指令进行配对并存储在模板库；

音频识别单元，用于对所述移动终端采集的语音信号提取MFCC特征，并将该MFCC特征与所述模板库中的MFCC特征进行相似度计算，并输出相似度最高的MFCC特征所对应的控制指令。

另外，本实施例还包括状态反馈模块和状态展示模块；所述状态反馈模块用于采集所述电子坐便器的状态反馈信息，并将所述状态反馈信息上传至云服务器，云服务器进行运算处理后再将处理结果传输至所述移动终端；所述状态展示模块设置在所述电子坐便器上和/或所述移动终端上，用于对所述状态反馈信息的处理结果进行图文展示或者语音播报。

本实施例的音频分析处理和状态反馈信息的运算处理均通过云服务器进行分析或运算，移动终端或者电子坐便器无需配置分析或运算对应的软件和硬件，适用范围更广。

本实施例中，还包括云服务器和/或移动终端，所述电子座便器、所述云服务器、所述移动终端三者的连接方式包括：

(1)所述电子坐便器与所述移动终端通信连接；所述移动终端与所述云服务器通信连接，所述拾音模块受控于所述移动终端的APP应用软件或小程序，所述语音识别模块设置于云服务器上，所述感应模块、所述唤醒模块、所述控制模块均设置于所述电子坐便器上；所述拾音模块将采集的语音信号传送至云服务器进行音频分析，所述云服务器将分析得到的控制指令发送至所述移动终端，所述电子坐便器与所述移动终端通信连接进行接收所述控制指令并根据所述控制指令执行相应的动作；

其中，所述移动终端可以是手机或遥控器或平板电脑或穿戴式语音终端，所述移动终端与所述云端服务器之间的通信连接采用：WIFI、5G/4G/3G、LTE、Zigbee或BT；所述移动终端与所述电子坐便器之间的通信连接采用：蓝牙或WIFI。并且，所述拾音模块设置于所述移动终端上，所述移动终端将采集的语音信号传送至云服务器进行音频分析，所述移动终端通过SDK或Websocket将所述语音信号上传至云服务器。

(2)所述电子坐便器与云服务器通信连接，所述感应模块、所述唤醒模块、所述拾音模块、所述控制模块均设置于电子座便器，所述语音识别模块设置于云服务器上；所述拾音模块将采集的语音信号传送至云服务器进行音频分析，所述云服务器将分析得到的控制指令直接传送至所述电子坐便器，所述电子坐便器接收所述控制指令并根据所述控制指令执行相应的动作；

本实施例中的电子坐便器与云服务器通信连接，进而本实施例是通过云服务器将分析得到的控制指令直接传送至所述电子坐便器，且电子坐便器也是直接将所述状态反馈信息上传至云服务器，云服务器进行运算处理后再将处理结果传输至所述移动终端或电子坐便器上。

(3)所述电子坐便器与所述移动终端通信连接(无需云服务器)；所述语音识别模块设置于所述移动终端上，所述感应模块、所述唤醒模块、所述拾音模块、所述控制模块均设置在电子座便器上，所述拾音模块将采集的语音信号传送至所述语音识别模块，所述语音识别模块进行音频分析得到对应的控制指令后，直接将所述控制指令传送至所述电子坐便器，所述电子坐便器接收所述控制指令并根据所述控制指令执行相应的动作。本实施例的音频分析处理和状态反馈信息的运算处理都是通过所述移动终端直接处理，无需上传至云服务器；并且，也可将所述状态反馈信息直接传输至所述移动终端，并通过移动终端进行运算处理得到处理结果。

(4)所述电子坐便器与所述云服务器通信连接(未设置移动终端)，所述感应模块、所述唤醒模块、所述拾音模块、所述控制模块均设置在电子坐便器上；所述拾音模块将采集的语音信号传送至云服务器进行音频分析，所述云服务器分析得到对应的控制指令后，直接将所述控制指令传送至所述电子坐便器，所述电子坐便器接收所述控制指令并根据所述控制指令执行相应的动作。本实施例的音频分析处理和状态反馈信息的运算处理都是通过所述云服务器直接处理。

本实施例通过客户端或者小程序控制拾音模块采集语音信号，这样，可以避免外界的声音(聊天，电视，音乐等)播报时，导致电子坐便器误识别为语音信号，而导致误操作的问题。并且，用于音频分析的语音识别模块设置于移动终端上或设置于云服务器上，从而可以利用移动终端或云服务器的控制主板作为语音识别模块的存储硬件，从而无需独立设置语音识别模块的存储硬件，节省成本，结构简单。

另外，与所述语音控制系统相对应的，本发明还提供一种电子坐便器的语音控制方法，其包括以下步骤：

a.识别人体状态；

b.电子座便器根据所述人体状态进行切换待机模式和开启模式，和/或，电子座便器根据人体状态进行切换工作模式；

c.采集用户的语音信号；

d.对所述语音信号进行音频分析得到的对应的控制指令；

e.根据人体状态以及所述控制指令控制所述电子坐便器执行相应的动作。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于方法实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

并且，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电子坐便器的语音控制系统，其特征在于，包括：

感应模块，用于识别人体状态；

唤醒模块，用于根据所述人体状态控制所述电子坐便器切换待机模式和启动模式，和/或，用于根据所述人体状态控制所述电子坐便器切换工作模式；

拾音模块，用于采集用户的语音信号；

语音识别模块，用于对所述语音信号进行音频分析得到的对应的控制指令；

控制模块，根据所述人体状态以及所述控制指令控制所述电子坐便器执行相应的动作；

其中,不同人体状态下所述电子坐便器识别不同的所述控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种电子坐便器的语音控制系统，其特征在于：所述人体状态包括离座状态和着座状态；当所述感应模块感应到离座状态，所述唤醒模块控制电子坐便器处于离座工作模式；当所述感应模块感应到着座状态，所述唤醒模块控制电子坐便器切换至着座工作模式；

所述人体状态处于对应的着座工作模式时，所述控制模块只执行部分控制指令或者控制模块只接收部分控制指令或者所述语音识别模块只发送部分控制指令，所述人体状态处于对应的离座工作模式时，所述控制模块只执行另一部分控制指令或者所述控制模块只接收另一部分控制指令或者所述语音识别模块只发送另一部分控制指令。

3.根据权利要求2所述的一种电子坐便器的语音控制系统，其特征在于：所述着座工作模式对应匹配的控制指令包括下述一种以上指令：清洗指令、烘干指令；其中，所述清洗指令进一步包括下述一种以上指令：妇洗指令、臀洗指令、自清洁指令、按摩洗指令；所述离座工作模式对应匹配的控制指令包括下述一种以上指令：冲水指令、翻盖指令；其中，所述冲水指令进一步包括下述一种以上指令：全排冲水指令、半排冲水指令、加压冲水指令，所述翻盖指令进一步包括下述一种以上指令：上盖开/闭指令、座圈开/闭指令。

4.根据权利要求1所述的一种电子坐便器的语音控制系统，其特征在于： 所述人体状态包括远离状态和接近状态；当所述感应模块感应到远离状态，所述唤醒模块控制所述电子坐便器处于待机模式；当所述感应模块感应到接近状态，所述唤醒模块控制所述电子坐便器切换至启动模式；其中，所述远离状态是指人体离开预设的感应区域的状态，所述接近状态是指人体进入预设的感应区域的状态；

所述人体状态处于对应的所述待机模式时，所述控制模块只执行部分控制指令，所述人体状态处于对应的所述启动模式时，所述控制模块只执行另一部分控制指令。

5.根据权利要求1所述的一种电子坐便器的语音控制系统，其特征在于：所述的语音识别模块，进一步包括：

语音训练单元，用于预先采集训练语音，并提取所述训练语音的MFCC特征，将该MFCC特征与对应的控制指令进行配对并存储在模板库；

音频识别单元，用于对移动终端采集的语音信号提取MFCC特征，并将该MFCC特征与所述模板库中的MFCC特征进行相似度计算，并输出相似度最高的MFCC特征所对应的控制指令。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种电子坐便器的语音控制系统，其特征在于：所述待机模式下，所述拾音模块和/或所述语音识别模块关闭，所述控制模块停止控制；所述启动模式下，所述拾音模块、所述语音识别模块和所述控制模块开启。

7.一种电子坐便器的语音控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.识别人体状态；

b.电子坐便器根据所述人体状态进行切换待机模式和开启模式，和/或，电子坐便器根据人体状态进行切换工作模式；

c.采集用户的语音信号；

d.对所述语音信号进行音频分析得到的对应的控制指令；

e.根据所述人体状态以及所述控制指令控制所述电子坐便器执行相应的动作；

其中，不同人体状态下所述电子坐便器识别不同的所述控制指令。