智能設(shè)備控制方案探討

徐 冬 張琳琳

（作者單位：青島海爾多媒體有限公司）

目前很多智能電視支持語音輸入功能，并且電視天然有一個大屏幕對其進行顯示。然而很多智能終端，如智能空調(diào)﹑智能電熱水器不能直觀地看到運行狀態(tài)，而且控制方法比較傳統(tǒng)。目前開發(fā)的這套智能設(shè)備控制系統(tǒng)是在電視開機運行的情況下，用戶不需退出當前觀看內(nèi)容，直接通過電視端語音聲控實現(xiàn)控制家中其他智能終端設(shè)備的操作。

1 智能設(shè)備控制方案應(yīng)用場景

此方案是通過電視語音控制其他智能終端設(shè)備，使用ARM內(nèi)核芯片方案依托電視系統(tǒng)，通過電視和智能終端在同一個賬戶系統(tǒng)下實現(xiàn)用戶操作的便捷性及家庭設(shè)備的集中管理簡便性。

目前市面上的常見家庭智能設(shè)備的互聯(lián)控制方案大多是通過小屏幕設(shè)備（如手機﹑IPad等）控制智能家電設(shè)備，或者是通過進入電視端專門的智能家居APP頁面來控制家電設(shè)備。

使用智能設(shè)備控制技術(shù)可以使用戶在觀看電視時，無需退出當前電視觀看內(nèi)容，就能直接使用電視語音聲控方式實現(xiàn)控制家中的其他智能設(shè)備，操作使用簡單﹑便捷，且成本不增加。例如在看電視的時候想看看電熱水器是否已經(jīng)達到設(shè)定的溫度，不需要跑到衛(wèi)生間查看一下熱水器，而僅僅對著電視語音遙控器說：“查看熱水器”；同時，當電熱水器達到設(shè)定溫度時候會在電視彈窗顯示“已到設(shè)定溫度”。電視語音遙控器也可以控制空調(diào)，并且當空調(diào)開啟或者關(guān)閉時候，也會有相應(yīng)提示，非常簡潔便利。（如圖1）

圖1 通過電視查看空調(diào)圖

2 各種智能設(shè)備控制方案比較

目前行業(yè)做的比較多的方案是通過手機和iPad控制智能終端，優(yōu)點是在離家時候可以監(jiān)控及控制智能家電運行狀態(tài)，但在家居環(huán)境中，手機和iPad具有屏幕小及個人私密性特點，不太適合家庭公共智能終端設(shè)備的控制管理。

另外一種方案是通過電視上專門的智能家居APP來控制其他智能終端設(shè)備。用戶看電視過程中，如要控制其他智能設(shè)備，需要退出用戶當前正在觀看的節(jié)目內(nèi)容，專門登錄進入電視安裝的智能家居APP應(yīng)用頁面，選擇要控制的設(shè)備，再進行具體的設(shè)備控制管理。操作控制完成后，需先退出該APP應(yīng)用，再返回到用戶之前觀看的節(jié)目。其缺點是用戶操作繁復(fù)﹑操作流程長，不方便用戶使用。

3 筆者研究的智能設(shè)備控制方案構(gòu)成和工作流程描述

筆者開發(fā)這套系統(tǒng)，以智能電視為載體，通過電視語音輸入與智能家電互聯(lián)控制系統(tǒng)相結(jié)合方式，在觀看電視節(jié)目的同時，不需要退出當前觀看節(jié)目內(nèi)容，直接使用電視語音輸入就可以實現(xiàn)對其他智能終端設(shè)備的語音控制。

本方案由五大部分組成：電視系統(tǒng)及本體應(yīng)用﹑電視本機語音控制系統(tǒng)（包括語音輸入模塊﹑語音處理模塊與設(shè)備控制模塊三部分）﹑云端﹑網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（射頻無線﹑家庭局域網(wǎng)及廣域網(wǎng)）﹑空調(diào)和熱水器等被控智能終端。如下圖所示，電視系統(tǒng)及本體應(yīng)用，負責(zé)電視系統(tǒng)及應(yīng)用運行及管理；電視端語音輸入模塊負責(zé)用戶說出的原始語音采集﹑輸送及激活語音識處理模塊；語音處理模塊負責(zé)語音識別引擎激活﹑采集到的原始語音上傳云端及傳送云端識別解析的命令語義；設(shè)備控制模塊負責(zé)設(shè)備控制引擎激活﹑解析并處理下發(fā)設(shè)備控制指令；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負責(zé)設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)連接及數(shù)據(jù)傳輸；云端負責(zé)語音語義識別解析﹑互聯(lián)設(shè)備接入管理﹑設(shè)備控制指令解析及指令下發(fā)﹑用戶賬號系統(tǒng)管理；被控智能設(shè)備終端上傳設(shè)備狀態(tài)信息﹑接收并執(zhí)行設(shè)備控制指令。

工作流程如下，第一﹑電視開機，電視系統(tǒng)及本體應(yīng)用啟動運行，連接網(wǎng)絡(luò)；第二，設(shè)備控制模塊在后臺自動執(zhí)行賬號登錄（首次使用，需用戶手動登錄賬號，之后執(zhí)行賬號自動登錄流程）；第三﹑電視前臺執(zhí)行用戶設(shè)定的應(yīng)用，如播放有線電視節(jié)目或播放網(wǎng)絡(luò)視頻等；第四﹑用戶按下電視遙控器語音鍵，語音輸入模塊將語音激活指令以射頻無線方式上傳給電視端語音處理模塊并激活，此時電視屏最上方會顯示提示用戶進行語音輸入的提示語及識別條（此時，電視端前臺應(yīng)用仍正常運行）；第五﹑用戶按住語音鍵說出設(shè)備控制命令，語音輸入模塊可以采集用戶說出的原始語音，以射頻無線方式上傳至電視端，語音處理模塊接收并將采集到的原始語音經(jīng)廣域網(wǎng)上傳到云端；第六﹑云端識別并解析出用戶命令語意，并經(jīng)廣域網(wǎng)下發(fā)給電視端；第七﹑電視端語音處理模塊接收云端解析的用戶命令語義并將解析出的語義文字顯示在電視屏最上層，提示用戶知悉后自動隱退，同時將解析的命令語義報送至設(shè)備控制模塊；第八﹑設(shè)備控制模塊接收命令語義并解析，首先檢測家庭局域網(wǎng)，若局域網(wǎng)內(nèi)存在目標被控設(shè)備，則將命令語義解析成設(shè)備控制指令經(jīng)由局域網(wǎng)下發(fā)給目標被控設(shè)備并執(zhí)行指令動作，設(shè)備動作執(zhí)行完成信息經(jīng)局域網(wǎng)傳送至電視端，設(shè)備控制模塊接收消息并以彈窗形式顯示在電視屏最上層，提醒用戶知悉后自動隱退彈窗；如局域網(wǎng)走不通，局域網(wǎng)內(nèi)沒有目標被控設(shè)備，則直接將命令語義經(jīng)由廣域網(wǎng)上傳至云端；第九﹑云端解析命令語義及檢測發(fā)現(xiàn)目標被控設(shè)備，并將解析的設(shè)備控制指令經(jīng)由廣域網(wǎng)下發(fā)給目標被控設(shè)備并執(zhí)行指令動作，設(shè)備動作執(zhí)行完成信息經(jīng)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)傳送至電視端，設(shè)備控制模塊接收消息并以彈窗形式顯示在電視屏最上層，提醒用戶知悉后自動隱退彈窗。

4 結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動設(shè)備的興起，電視開始被人們所遺忘，然而隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，尤其是人工智能語音交互技術(shù)的出現(xiàn)，智能電視可以最大限度實現(xiàn)人們生活的“簡約化”。筆者研究方案實現(xiàn)的智能產(chǎn)品語音操作的互聯(lián)互通﹑產(chǎn)品主動地為用戶提供服務(wù)，是構(gòu)建“智慧家庭”的重要抓手，讓消費者更簡單更便捷地控制家電，化繁為簡，真正實現(xiàn)讓生活更加美好的目標。