智能設備控制方案探討

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﹑智能電熱水器不能直觀地看到運行狀態，而且控制方法比較傳統。目前開發的這套智能設備控制系統是在電視開機運行的情況下，用戶不需退出當前觀看內容，直接通過電視端語音聲控實現控制家中其他智能終端設備的操作。

1 智能設備控制方案應用場景

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

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

使用智能設備控制技術可以使用戶在觀看電視時，無需退出當前電視觀看內容，就能直接使用電視語音聲控方式實現控制家中的其他智能設備，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達到設定的溫度，不需要跑到衛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，當電熱水器達到設定溫度時候會在電視彈窗顯示“已到設定溫度”。電視語音遙控器也可以控制空調，并且當空調開啟或者關閉時候，也會有相應提示，非常簡潔便利。（如圖1）

圖1 通過電視查看空調圖

2 各種智能設備控制方案比較

目前行業做的比較多的方案是通過手機和iPad控制智能終端，優點是在離家時候可以監控及控制智能家電運行狀態，但在家居環境中，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備。用戶看電視過程中，如要控制其他智能設備，需要退出用戶當前正在觀看的節目內容，專門登錄進入電視安裝的智能家居APP應用頁面，選擇要控制的設備，再進行具體的設備控制管理。操作控制完成后，需先退出該APP應用，再返回到用戶之前觀看的節目。其缺點是用戶操作繁復﹑操作流程長，不方便用戶使用。

3 筆者研究的智能設備控制方案構成和工作流程描述

筆者開發這套系統，以智能電視為載體，通過電視語音輸入與智能家電互聯控制系統相結合方式，在觀看電視節目的同時，不需要退出當前觀看節目內容，直接使用電視語音輸入就可以實現對其他智能終端設備的語音控制。

本方案由五大部分組成：電視系統及本體應用﹑電視本機語音控制系統（包括語音輸入模塊﹑語音處理模塊與設備控制模塊三部分）﹑云端﹑網絡系統（射頻無線﹑家庭局域網及廣域網）﹑空調和熱水器等被控智能終端。如下圖所示，電視系統及本體應用，負責電視系統及應用運行及管理；電視端語音輸入模塊負責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；設備控制模塊負責設備控制引擎激活﹑解析并處理下發設備控制指令；網絡系統負責設備間網絡連接及數據傳輸；云端負責語音語義識別解析﹑互聯設備接入管理﹑設備控制指令解析及指令下發﹑用戶賬號系統管理；被控智能設備終端上傳設備狀態信息﹑接收并執行設備控制指令。

工作流程如下，第一﹑電視開機，電視系統及本體應用啟動運行，連接網絡；第二，設備控制模塊在后臺自動執行賬號登錄（首次使用，需用戶手動登錄賬號，之后執行賬號自動登錄流程）；第三﹑電視前臺執行用戶設定的應用，如播放有線電視節目或播放網絡視頻等；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，電視端前臺應用仍正常運行）；第五﹑用戶按住語音鍵說出設備控制命令，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廣域網上傳到云端；第六﹑云端識別并解析出用戶命令語意，并經廣域網下發給電視端；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備控制模塊；第八﹑設備控制模塊接收命令語義并解析，首先檢測家庭局域網，若局域網內存在目標被控設備，則將命令語義解析成設備控制指令經由局域網下發給目標被控設備并執行指令動作，設備動作執行完成信息經局域網傳送至電視端，設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；如局域網走不通，局域網內沒有目標被控設備，則直接將命令語義經由廣域網上傳至云端；第九﹑云端解析命令語義及檢測發現目標被控設備，并將解析的設備控制指令經由廣域網下發給目標被控設備并執行指令動作，設備動作執行完成信息經局域網或廣域網傳送至電視端，設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 結語

隨著互聯網和移動設備的興起，電視開始被人們所遺忘，然而隨著人工智能技術的發展，尤其是人工智能語音交互技術的出現，智能電視可以最大限度實現人們生活的“簡約化”。筆者研究方案實現的智能產品語音操作的互聯互通﹑產品主動地為用戶提供服務，是構建“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，真正實現讓生活更加美好的目標。