一种智能玩具系统中的语音识别传感器及语音控制系统的制作方法

本实用新型涉及智能识别技术领域，具体是一种智能玩具系统中的语音识别传感器及语音控制系统。典型应用是可作为玩具机器人套装中的一个组件。

背景技术：

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能玩具系统中的语音识别传感器及语音控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能玩具系统中的语音识别传感器，包括：

音频采样辨别模块，用于采集语音数据；

存储器，与所述音频采样辨别模块连接，用于存储音频采样辨别模块传输过来的语音数据，并对语音数据进行存储；

读取模块，用于调用存储器内存储的语音数据，并将语音数据进行整合；

判断模块，用于接收、比较读取模块整合后的语音数据，自动将识别结果分成三类，一类是控制玩具机器人行动类命令，一类是控制玩具机器人语音对话命令、一类是改变传感器自身的寄存器以实现三种模式切换。判断识别完毕后，会将识别结果转成数字信号并给通讯模块。

作为本实用新型进一步的方案：所述音频采样辨别模块包括采集子模块和辨别子模块，其中，采集子模块用于采集语音数据，辨别子模块用于对音频进行定向辨别。

作为本实用新型进一步的方案：所述存储器上连接有外接插口，用于连接数据线对音频辨别过程中词条的重新加载。

一种语音控制系统，包括上述实施例所述的智能玩具系统中的语音识别传感器。

作为本实用新型进一步的方案：所述语音控制系统还包括：

发送模块，与所述智能玩具系统中的语音识别传感器连接，用于将智能玩具系统中的语音识别传感器内采集到的语音指令进行发送；

检测模块，用于检测发送模块发出的语音指令，并检测通讯完成情况，随后再进行波特率切换，将语音指令以执行模块认可的格式发送；

执行模块，用于执行检测模块发出的语音指令。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型设计新颖，设置的判断模块可针对不同的语音命令进行执行性判断，从而实现不同的模式切换，可以由使用者并根据场地环境噪音、干扰大小开创性的设计高精度比赛模式、娱乐模式、标准模式共三种模式。为了提高传感器的可靠性和长时间连接稳定性，本实用新型增加了识别自检重启模块和通讯自检重启模块。

附图说明

图1为智能玩具系统中的语音识别传感器的结构框图。

图2为语音控制系统的结构框图。

图中：100-音频采样辨识模块、101-存储器、102-读取模块、103-判断模块、200-智能玩具系统中的语音识别传感器、201-执行模块、202-检测模块、203-发送模块。

具体实施方式

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。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种智能玩具系统中的语音识别传感器，包括：

音频采样辨别模块100，用于采集语音数据；

存储器101，与所述音频采样辨别模块100连接，用于存储音频采样辨别模块100传输过来的语音数据，并对语音数据进行存储；

读取模块102，用于调用存储器101内存储的语音数据，并将语音数据进行整合；

判断模块103，用于接收、比较读取模块整合后的语音数据，自动将识别结果分成三类，一类是控制玩具机器人行动类命令，一类是控制玩具机器人语音对话命令、一类是改变传感器自身的寄存器以实现三种模式切换，判断识别完毕后，会将识别结果转成数字信号并给通讯模块。

在本实用新型实施例中，通讯模块，是传感器与玩具机器人主机沟通的桥梁。本实用新型支持uart协议、iic协议、spi协议、经典蓝牙（spp协议）、ble蓝牙五种协议，本节以典型的uart协议做说明，iic和spi协议、经典蓝牙、ble蓝牙原理相同不再复述。uart协议，本传感器中的程序通讯过程描述如下首先采用2400bit/s的波特率与玩具机器人系统建立连接，然后采用57600bit/s的波特率与玩具机器人系统建立数据通道，进行语音识别结果的数据传递。支持两种波特率传递信息，一种是前述57600bit/s,另一种是460800bit/s。即本实用新型采用uart协议时的数据传输最高速率是460800bit/s。通讯头码发送内容有以下几项，一是本传感器的类型id,二是数据通讯速率，三是传感器通讯模式的英文名称，四是通讯包的数据格式包括数据集的数量、通讯数据类型、通讯数据位数、小数点位数。通讯头码被玩具机器人套装识别后，主机会发送确认命令。传感器收到确认命令后，切换波特率。并按照头码中第四项格式发送通讯数据包。通讯包一共4个字节，第一个字节是头码、第二、三字节是数据位用于发送数字命令（判断模块中识别结果在这里转为16进制数字）、第四字节是校验位（用于校验数据传输过程是否正确和完整，防止发出错误通讯代码）。所有通讯数据不管是命令还是数据本身都已采取了校验，方法是所有数据与0xff做异或校验生成校验位。以此保证数据传递的完整性和准确性。

在本实用新型实施例中，所述智能玩具系统中的语音识别传感器还包括自检重启模块，每次语音识别前传感器会检查内部寄存器状态，如自检发现状态异常不能进行正确识别，自检重启模块会自动重新启动。重新校准各项状态保障传感器能正常识别。

作为本实用新型的一种实施例，还可包括通讯自检模块，该模块是一种优化设定，其作用是为了防止传感器与玩具机器人套装主机通讯失联，这是一种非常特殊的偶然发生状态，经检测在传感器与主机持续连接超过1个小时，主机电量低于30%时，有一定概率出现这种异常情况。虽然可以通过拔下传感器并重新连接可消除这个问题，但给使用人带来的体验并不友好。此状态下语音识别功能虽然正常，但由于与主机通讯已经异常中断，所以虽然能识别也能正常发送，但主机却不能正确接收和感知。而通讯自检模块，使得传感器会每隔1000毫秒，检查一次与主机通讯状态。如果没有收到主机看门狗命令，意味着主机不能正确接收传感器发送的识别结果。那么传感器会自动重启通讯模块，将通讯速率调整为初始的2400bit/s，发送通讯头码。待收到主机确认信号后，切换到57600bit/s,发送通讯数据包。数据包格式与前述相同，不再复述。此模块可保证即使发生偶尔性异常也能很快恢复到正常状态。

作为本实用新型的一种实施例，所述音频采样辨别模块100包括采集子模块和辨别子模块，其中，采集子模块用于采集语音数据，辨别子模块用于对音频进行定向辨别，简单的理解为，辨别子模块可采用实现录入的音频与新采集的音频进行对比，排除干扰性音频，实现定向控制。

本实用新型实施例中，采集子模块主要是进行音频中词条的获取，词条的获取依附拼音的识别，例如比如上海话的“晚”发音是“ya”，那么“晚报”这个词汇，用普通话标注是“wanbao”，如果要标注成上海话发音，就是“yabao”，这样在词条中设置“yabao”上海话说的晚报也可被识别。同理英文版本也是用的拼音标注，中文的上在英文中是up-apu中文的下在英文中是down—》拼音dang。

作为本实用新型的一种实施例，所述存储器101上连接有外接插口，用于对音频辨别过程中词条的重新加载。

本实用新型实施例中，存储器101采用的是贴片ft245bl单fifo存储器，fifo是firstin/first－out的缩写，是先入先出的意思。fifo存储器分为写入专用区和读取专用区。读操作与写操作可以异步进行，写入区上写入的数据按照写入的顺序从读取端的区中读出，类似于吸收写入端与读出端速度差的一种缓冲器。

作为本实用新型的一种实施例，请参阅图2，一种语音控制系统，包括上述实施例所述的智能玩具系统中的语音识别传感器200。

作为本实用新型的一种实施例，所述语音控制系统还包括：

发送模块203，与所述智能玩具系统中的语音识别传感器200连接，用于将智能玩具系统中的语音识别传感器200内采集到的语音指令进行发送；

检测模块202，用于检测发送模块203发出的语音指令，并检测通讯完成情况，随后再进行波特率切换，将语音指令以执行模块认可的格式发送；

执行模块201，用于执行检测模块202发出的语音指令。

本实用新型实施例中，专门用于接收传感器通过串口协议发送过来的16进制的字符串，将复杂的16进制字符串以简洁的数字方式输出，可以让学生很方便的利用数字进行编程。

需说明的是，设置的判断模块可针对不同的语音命令进行执行性判断，从而实现不同的模式切换，一般语音识别产品在出厂前会将所有参数全部固化，包括咪头的识别精度、最佳识别距离。而本实用新型将三种模式作为语音命令给传感器，传感器识别后会对内部寄存器二次写入新的代码，从而实现了可以由使用者根据场地环境噪音、干扰大小开创性的设计了“高精度比赛模式”、“娱乐模式”、“标准模式”共三种模式自由切换。

在目前智能机器人套装玩具系统中没有智能玩具系统中的语音识别传感器，现有的玩具机器人套装中配套传感器有触碰传感器、颜色传感器、陀螺仪传感器、超声波传感器、红外传感器、图像识别传感器，所以本传感器在玩具机器人套装这一细分领域属于首创。国内能力风暴、中鸣等一众追随者的机器人套装中也没有智能玩具系统中的语音识别传感器。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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