1.本发明涉及智能家庭网络，尤其涉及一种基于家庭网关设备的通用智能设备语音操控方法和系统。


背景技术：

2.现有家居电子电器设备分为两种。
3.第一种为传统设备，没有任何智能化的功能，使用方式通常是用户通过设备表面按键、旋钮操作，或者通过传统红外遥控器操作。此类设备无连网功能，每台设备被单独控制独立运行，用户必须在设备旁或与设备较近距离才能进行操作。很多用户都曾发生过需要使用之际遥控器找不到，或者遥控器没电了等诸多问题，给使用带来极大的不方便。
4.第二种设备有一定智能属性，有语音操控、接入网络等的功能，但是各厂家按照自己公司标准设计语音操作规范、接入方式、或各自的操作端手机app。标准不统一导致各设备操控方式各异，各设备之间缺乏统一的组网管理能力，难以协调工作。即使用户可以使用手机app进行操作，但还是一个设备一个app，在使用层面上并没有摆脱多个智能设备各自为政的原始化的状态，没有真正发挥智能设备的先进性和优势，智能设备给生活带来的便捷性未能得到充分体现。
5.因此，需要一种将家庭内异构厂家的智能设备进行组网管理的方法和系统，能够对用户指令进行标准化采集并根据应用层接口协议自动分发到相应智能设备。


技术实现要素：

6.提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征；也不旨在用于确定或限制所要求保护的主题的范围。
7.本发明的基于家庭网关设备的通用智能设备语音操控方法和系统，通过网关设备中设计应用层接口协议，实现家庭wifi接入环境下通过通用型语音命令操控各异构厂家的智能设备。无论各智能设备内部如何实现操控，只要支持本发明中定义的接口和协议，就可以实现完美的统一控制，无需额外功能开发和配置，真正实现了设备的自由扩展。
8.此外，传统的智能设备，通过各厂家的管控平台进行控制管理，数据在传输和储存上有很大风险，有可能被恶意操作或者盗取。本发明通过将本地网关进行集约化的管理和操控，数据和指令通过加密传输的方式有效控制了数据在存储和操控过程中的安全性风险，安全性上也有非常大的优势。
9.本发明的基于网关的通用智能设备语音操控方法，包括智能设备的入网/组网以及语音采集解析和指令控制。
10.智能设备的入网/组网包括以下步骤：
11.新的智能设备通过wifi连接到网关；
12.对新的智能设备进行初始化，包括设置设备id和所属设备集群的集群id；
13.启动触发入网操作：如果网关所在的网络环境中已有与新的智能设备相一致的集群id存在，则将新的智能设备的设备id保存至该集群id对应的设备集群管理列表中；以及
14.如果网关所在的网络环境中无与新的智能设备相一致的集群id存在，则新建一个新的设备集群，并将新的智能设备的设备id保存至该新的设备集群管理列表中。
15.语音采集解析和指令控制包括以下步骤：
16.接收来自用户的语音命令；
17.进行语音识别，并将所接收的语音命令转为文本，并将文本转化为对应设备的设备指令；
18.将设备指令发送到网关所在网络环境内每一台智能设备；
19.各智能设备分别对设备指令进行解析，如果解析出属于本设备可处理的，则发送反馈；
20.判断仅有一台还是有两台及以上智能设备发出反馈；
21.如果有两台及以上设备发出反馈，则将反馈发送给用户，接收来自用户的选择并执行对用户选择的智能设备的操控；
22.如果仅有一台智能设备发出反馈，则直接执行对该执行对智能设备的操控，或将反馈发送回用户，经用户确认后该执行对智能设备的操控。
23.根据本发明的基于网关的通用智能设备语音操控系统，包括入网管理子系统和语音命令处理子系统，其中：
24.入网管理子系统包括：智能设备注册模块，用于在新的智能设备加入网关所在网络环境时对新的智能设备进行初始化，设置新的智能设备的设备id和所属设备集群的集群id；智能设备入网管理模块，用于进行新的智能设备的设备注册，包括判断网络环境中是否已存在与该集群id相同的集群，如果有，则将新的智能设备的设备id保存到该集群id对应的已有的设备集群管理列表中，如果没有，则建一个新的设备集群并该设备id保存至该新的设备集群的管理列表中；以及语音解析服务注册模块，用于进行新的智能设备的语音解析服务注册；
25.语音命令处理子系统包括：语音命令采集传输设备，用于采集用户语音命令的音频信号；语音命令接收模块，用于通过标准http协议接收用户语音命令；指令转化模块，用于通过调用应用层接口协议来将语音命令解析为对应的设备指令；设备指令交互模块，用于将解析好的设备指令发送个各智能设备，并接收来自各只能设备的反馈；以及语音命令控制器，用于向用户提供各智能设备的反馈，并接收用户对某个智能设备的选择和/或确认。
26.通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。
附图说明
27.以下将通过参考附图中示出的具体实施例来对本发明进行更具体描述。
28.图1是根据本发明各实施例的智能设备入网/组网示意图；
29.图2是根据本发明各实施例的智能设备入网/组网的流程图；
30.图3是根据本发明各实施例的语音采集解析和智能设备指令控制的流程图；
31.图4是根据本发明的各实施例的基于网关设备的通用智能设备语音操控系统的示意框图。
32.附图中的流程图和框图显示了根据本技术的实施例的系统、方法可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。
具体实施方式
33.以下将通过参考附图中示出的具体实施例来对本发明进行更具体描述。通过阅读下文具体实施方式的详细描述，本发明的各种优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的各实施方式所限制。提供以下实施方式是为了能够更透彻地理解本发明。除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
34.本发明的基于家庭网关设备的通用智能设备语音操控方法，分为两大部分。第一是智能设备的入网/组网，第二是语音采集解析和指令控制。
35.图1的(a
‑
1)、(a
‑
2)、(a
‑
3)和(b
‑
1)、(b
‑
2)是根据本发明实施例的智能设备入网/组网示意图；图2是图1所示实施例的智能设备入网/组网的流程图。下面同时结合图1和图2讨论本发明的方法的第一部分——智能设备的入网/组网具体步骤：
36.如图1中的(a
‑
1)所示当前网络环境中包括网关和1～n个已经入网的其它智能设备，其中现有智能设备1和现有智能设备2类型相同属于同一设备集群，现有智能设备n
‑
1和现有智能设备n类型相同属于另一个设备集群(图1中以虚框示出同类设备的集群)。
37.将同一类智能设备划入同一设备集群，目的是可以适配同一类语义。比方对于客厅的环境灯和厨房照明灯，都有调节亮度的需求，可统一识别“灯光调亮一点”这样的语音控制。类似地，电视机、音箱等集群可识别“音量小一些”这样的语音控制。从而可以做到用户体验的一致性。针对同一集群的一个语音命令可转化为相同的设备指令。
38.当新入网的智能设备(以下称为“智能设备
新”)欲加入该网络环境时，它首先在步骤s210通过wifi连接到网关，接着在步骤s220，智能设备注册模块在网关处对智能设备
新
进行配置，即对其进行初始化，包括设置智能设备
新
的设备id和所属设备集群的集群id。其中设备id为智能设备
新
的独一无二的身份识别信息的标识，集群id用于标记智能设备
新
所归属的设备集群。
39.·
如果，举例而言，智能设备
新
和智能设备n
‑
1和n类型相同，对应图1中的(a
‑
2)的情况，则将智能设备
新
的集群id和现有的智能设备n
‑
1和n的集群id设为一致。
40.·
如果智能设备
新
和现有的智能设备1～n的类型均不相同，对应图1中的(a
‑
3)的情况，则为智能设备
新
另行设置一个新的设备集群id。
41.·
如果当前网络环境中尚未部署其他智能设备，如图1中的(b
‑
1)的情况，则为智能设备
新
设置一个新的设备集群id。
42.该智能设备
新
在经历了上述初始化配置后，启动触发入网操作，智能设备
新
向设备入网管理模块发送其设备id和集群id，并在步骤s230判断当前网络环境中是否已存在与该
集群id相同的同类设备的集群：
43.·
如果当前网络环境中已存在该类设备集群，即设备入网管理模块检查后发现接收到的智能设备
新
的集群id与已有集群id一致，则步骤前进到s240，将智能设备
新
的设备id保存至该集群id对应的设备集群管理列表中，完成设备注册和服务注册，至此智能设备
新
入网完成，如图1(a
‑
2)所示；
44.·
如果是如图1(b
‑
2)所示的情况，当前网络中尚未部署其他智能设备，或者是如图1(a
‑
3)所示的情况，虽部署有其他智能设备但没有同类设备的集群，则步骤前进到s250，即设备入网管理模块检查后发现没有任何已有集群id和的智能设备
新
的集群id一致，则新建一个新的设备集群(图1(a
‑
3)中以线段较长的虚框示出)，并将智能设备
新
的该设备id保存至该新的设备集群管理列表中，完成设备注册和服务注册。今后若有与该智能设备
新
相同类型的智能设备新加入可归属入该集群。
45.至此，智能设备
新
的入网完成。此处的服务注册，包括语音解析服务的注册。即每个智能设备在入网时注册自身的语音解析服务，供以后使用时以回调的方式实现语音解析服务的调用。
46.下面结合图3讨论本发明的方法的第二部分——语音采集解析和智能设备指令控制的具体步骤：
47.在步骤s310，接收来自用户的语音命令。这一步可以使用带麦克风的蓝牙耳机来实现，接收用户通过蓝牙耳机发出的语音命令，完成语音命令的音频信号采集和发送。
48.在步骤s320，将接收来的语音命令音频信号进行处理，包括：
49.第一步进行语音识别将语音输入转为文本，这一步是标准化的；
50.第二步将文进行语义分析理解，继而本转化为对应设备指令，这一步针对不同的设备的语义理解是不一样的，需要专门进行ai训练。例如语音“李焕英”，可能被智能音箱识别为是通信录人名而呼出电话，也可能被电视机顶盒识别为是热门电影而进行播放，因此，语义的分析理解需要针对不同类型的设备进行ai训练，
51.通过调用上层语音命令识别下发应用层接口协议来解析语音命令，将解析出的语义变为设备的控制指令后，将该指令发送到网络环境内的每个智能设备，
52.在步骤s330，每个智能设备分别对该指令进行解析，如果识别出这是其可处理的指令则该智能设备发出反馈。
53.在步骤s340，判断是仅有一台还是有两台及以上智能设备发出了反馈。
54.如果只有一台智能设备发出反馈，则在步骤s350将反馈发送回用户，经用户确认后在步骤s370执行对该智能设备的操控。
55.如果只有两台或更多台智能设备发出反馈，例如，“灯光调亮一点”这样的语音控制，可能有多个灯响应，有待用户选择到底期望调节哪个。则在步骤s360将反馈的各智能设备的情况发送回用户，这可以通过音频输出方式实现。用户可以进一步通过语音进行选择，经语音识别用户选择作出确认后在步骤s370执行对该用户选定智能设备的操控。
56.在另一个实施例中，如果只有一台智能设备发出反馈，亦可直接前进至步骤s370，而无需s350的用户再次确认步骤。
57.图4是根据本发明的各实施例的基于网关设备的通用智能设备语音操控系统的示意框图。
58.本发明的通用智能设备语音操控系统包括，入网管理子系统410和语音命令处理子系统420。
59.入网管理子系统410用于进行智能设备的入网/组网，其进一步包括dev_sign_service智能设备注册模块411、dev_net_service智能设备入网管理模块412、以及voice_analysis_service语音解析服务注册模块413。这些模块可以被集成在网关中或与网关通信地连接，附图4中示出为集成在网关中。其中：
60.·
智能设备注册模块411用于在“智能设备
新”加入网络时进行该智能设备
新
的初始化工作，设置智能设备
新
的设备id和所属设备集群的集群id。
61.·
智能设备入网管理模块412接收智能设备
新
的设备id和集群id，判断当前网络环境中是否已存在与该集群id相同的同类设备的集群，如果有，则将智能设备
新
的设备id保存到该集群id对应的已有的设备集群管理列表中，如果没有，则建一个新的设备集群并该设备id保存至该新的设备集群的管理列表中。完成智能设备
新
的设备注册。
62.·
每个智能设备在入网时须通过语音解析服务注册模块413注册自身的语音解析服务，供以后使用时以回调的方式实现语音解析服务的调用。完成智能设备
新
的服务注册。
63.语音命令处理子系统420则包括了语音命令采集传输设备421、voice_cmd_collect_service语音命令接收模块422、cmd_transform_service指令转化模块423、以及dev_cmd_manage_service设备指令交互模块424、语音命令控制器425。其中：
64.·
语音命令采集传输设备421可以是带麦克风的蓝牙耳机，也可以是网络环境内各处布放的麦克风，其可以和网关有线或无线地通信，用于采集用户语音命令的音频信号。
65.·
语音命令接收模块422通过标准http协议接收采集自语音命令采集传输设备421的用户语音命令。
66.·
指令转化模块423将语音命令接收模块422接收到的用户语音命令进行处理(语音识别)，通过调用上层语音命令识别下发应用层接口协议来将语音命令解析为设备指令。
67.·
设备指令交互模块424通过应用层接口协议与智能设备进行指令交互，将解析好的设备指令发送个各智能设备，并将来自各智能设备的反馈(能够执行该命令)传输给语音命令控制器425。
68.·
语音命令控制器425用于向用户提供各智能设备的上述反馈，并接收用户对某个智能设备的选择和确认。
69.语音命令接收模块422、指令转化模块423、设备指令交互模块424可以被集成在网关中或与网关通信地连接，附图4中示出为集成在网关中。
70.本发明的智能设备的入网/组网方式，通过本地网关中的终端设备注册模块和设备组网管理模块完成。无需通过云进行远程管理。
71.本发明是将智能设备的管理放置于网关的应用层，通用性很强，可实现对各种智能设备的兼容管理，对不同厂家智能设备的统一管理。
72.用户统一使用语音即可简单实现对各智能设备的操作，无需使用遥控器，也无需使用用户手机app。可获得较好的用户体验。
73.数据和指令通过加密传输的方式有效控制了数据在存储和操控过程中的安全性风险，安全性高。
74.以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实
施例对本技术进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。