CN110290443A - 增加智能音箱声音距离的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能音箱技术领域，尤其涉及一种增加智能音箱声音距离的装置及方法。增加智能音箱声音距离的装置，其包括：副机装置，其设置有用于接收使用者语音的麦克风总成以及无线通讯模块；主机装置，其设置有无线通讯模块和扬声器总成；副机装置的麦克风总成获取到使用者发出的语音命令，通过无线通讯模块向外广播语音命令；主机装置通过无线通讯模块接收语音命令，并通过扬声器总成将语音命令播放出来。本发明的目地在于提供增加智能音箱声音距离的装置，该装置结构简单，易于实现，能用于市面上所有智能音箱，大大增加了智能音箱的实用性，能够满足多种工作场所的需求，极大地增加智能音箱的交互体验上声音距离短及错误辨识的问题。

Description

增加智能音箱声音距离的装置及方法

技术领域

本发明涉及智能音箱技术领域，尤其涉及一种增加智能音箱声音距离的装置及方法。

背景技术

智能音箱是一种音箱升级的产物，是家庭消费者用语音进行上网的一个工具，比如点播歌曲、上网购物，或是了解天气预报，它也可以对设备进行控制，比如打开窗帘、设置冰箱温度、提前让热水器升温等。

智能音箱做为人机交互的一个用品已经开始成为企业生态装置的心脏，它从每一个触摸点入手（智能家居、联网汽车、智能办公室、智能城市等等），将环境连接起来。消费者与企业希望一切都能智能化，今天的语音识别装置可以完成多种任务。除了简单的抄写，做口述笔记，省时省力的语音识别装置还能学习，制作文档，写邮件，引用复杂的术语。

在未来的众多应用中，先进的智能音箱交互会话AI技术将会变得越来越重要，但智能音箱存在一项物理的缺陷，用户发出声音到智能音箱距离无法太远，距离太远导致交互体验上存在很多问题，距离太远用户声音太小导致无法触发，距离太远智能音箱容易错误辨识。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种增加智能音箱声音距离的装置，本发明的副机装置接收用户声音传送到主机装置，主机装置置于智能音箱旁或内置在智能音箱内，经由副机装置与主机装置所增加的距离解决距离不能太远的缺陷，且主机装置置于智能音箱旁或内置在智能音箱内可保证声音质量不变，有效解决交互体验上声音距离短及错误辨识的问题。

本发明为实现上述目的采用的技术方案为：

增加智能音箱声音距离的装置，其包括：

副机装置，其设置有用于接收使用者语音的麦克风总成以及无线通讯模块；

主机装置，其设置有无线通讯模块和扬声器总成；

副机装置的麦克风总成获取到使用者发出的语音命令，通过无线通讯模块向外广播语音命令；主机装置通过无线通讯模块接收语音命令，并通过扬声器总成将语音命令播放出来。

一种增加智能音箱声音距离的方法，其包括：

声音接收步骤，通过副机装置通过麦克风总成接收使用者声音，并将声音转为声音信号；

声音信号传输步骤，副机装置通过无线通讯装置将声音信号对外发送；

声音信号接收步骤，主机装置通过无线通讯装置接收声音信号；

声音信号转变为声音步骤，主机装置通过扬声器总成将声音信号播放；

声音控制步骤，智能音箱获取声音，并根据声音对家电发出控制信号。

进一步地，还包括唤醒步骤，副机装置判断接收声音信号与上次接收声音信号的间隔时间，当间隔时间大于预定时间，副机装置将向通过无线通讯装置对外发送唤醒语音信号。

进一步地，还包括地址判断步骤，副机装置将声音转为声音信号后，对声音信号进行判断，寻找出其需要控制的家电及其对应的主机装置，副机装置查找出对应主机装置的ID，并与对应主机装置建立通讯。

通过设置地址判断步骤，可以准确的定向发出无线通讯信号；其他主机装置可以将无用的无线信号过滤；减少负载。

进一步地，还包括中继步骤，当副机装置与主机装置之间的联系信号强度低于预定值时，该副机装置会向周边的副机装置发送接收声音信号的主机装置ID，并选择连接信号强调高于预定值的周边副机装置建立通讯，此时周边的副机装置为1级中继副机，1级中继副机装置根据主机装置ID先向主机装置建立通讯，如果1级中继副机装置中有副机装置与主机装置之间的联系信号强度高于预定值时，则联系信号强度最高的一个1级中继副机或随机选择一个1级中继副机作为中继，并将1级中继副机的ID反馈给最初的副机装置；当1级中继副机与主机装置之间的通讯信号强度仍然没有超过预定值时，则1级中继副机继续向其周边的副机装置发送主机装置ID，并选择连接信号强调高于预定值的周边副机装置建立通讯，此时周边的副机装置为2级中继副机，如果2级中继副机装置中有副机装置与主机装置之间的联系信号强度高于预定值时，则联系信号强度最高的一个2级中继副机或随机选择一个2级中继副机作为中继；。。。。。。如此反复，直到找到n级中继副机，n>2，且为自然数。

副机装置在与主机装置建立通讯联系时，可通过多个副机装置形成中继，使得控制距离得到很大的延长，且保证信号强调。

本发明的有益效果为：本发明的目地在于提供增加智能音箱声音距离的装置，该装置结构简单，易于实现，能用于市面上所有智能音箱，大大增加了智能音箱的实用性，能够满足多种工作场所的需求，极大地增加智能音箱的交互体验上声音距离短及错误辨识的问题。

附图说明

第1图系本发明的主机装置与副机装置工作流程图。

第2图系本发明的主机装置与副机装置架构方块图。

第3图系本发明的主机装置与副机装置装配图。

第4图系原有设备使用的示意图。

第5图系本发明装置使用的示意图。

附图标记说明：

11——电源总成；12——无线通信模块总成；13——扬声器总成；14——麦克风总成；15——主机装置外壳总成；21——麦克风总成；22——无线通信模块总成；23——电池总成；24——扬声器总成；25——副机装置外壳总成；31——使用者声音；41——主机装置；42——副机装置；51——智能音箱；52——路由器；53——云端服务器；54——家电控制装置；55——家电设备。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1：参见图1至图5。

增加智能音箱声音距离的装置，其装置包括主机装置41与副机装置42，其中主机装置包括有电源总成11、无线通信模块总成12(RF模块与MCU处理器)、扬声器总成13、麦克风总成14及主机装置外壳总成15；所述电源总成11连接无线通信模块总成12与扬声器总成13、麦克风总成14；所述电源总成11、无线通信模块总成12、扬声器总成13与麦克风总成14安装于主机装置外壳总成15内；所述电源总成11用于连接电源并为无线通信模块总成12与扬声器总成13提供电力，所述无线通信模块总成12用以接收副机装置讯号后传由扬声器总成13放大声音信号，此声音讯号再传给智能音箱接收的麦克风，以实现增加智能音箱的声音接收距离。

增加智能音箱声音距离的装置，其装置包括主机装置41与副机装置42，其中副机装置42包括有麦克风总成21、扬声器总成24、无线通信模块总成22(RF模块与MCU处理器)、电池总成23及副机装置外壳总成25，所述电池总成23连接无线通信模块总成22与麦克风总成21，所述电池总成23、无线通信模块总成22与麦克风总成21安装于副机装置外壳内25；所述电池总成23用于为无线通信模块总成22提供电力，所述麦克风总成21接收用户声音后传至无线通信模块总成22，再由无线通信模块总成22将讯号传送主机装置41，以实现增加智能音箱的声音接收距离。

该所述主机装置与智能音箱分开在各自外壳壳体内，或将主机装置与智能音箱直接集成在智能音箱壳体内。

该所述主机装置电源总成可与智能音箱电源总成合并为一个电源总成或分开两个单独电源总成、无线通信模块总成可与智能音箱无线通信模块总成合并为一个无线通信模块总成或分开两个单独无线通信模块总成。

该所述副机装置电池总成可为内建式电池或是外接式电池，所述外接式电池可以是移动电源或是替换式充电电池，亦可为市面上任一非充电电池。

该所述副机装置可为穿戴式设备，亦可为放置式设备。

该所述副机装置麦克风总成可依效果调整麦可风的数量，所述麦可风数量可为单个或数个组成。

该所述主机装置麦克风总成可依需求不用装设。

该所述副机装置扬声器总成可依需求不装设，改为闪灯做为识别。

该所述增加智能音箱声音距离的装置，所述主机装置及副机装置，其特征在于所述无线通信模块总成可以为市面上任何RF模块作为通讯方式也可以用FM及AM无线电作为通讯方式，可为数字讯号也可为仿真讯号，也可为混和讯号相互转换，讯号可加密或是不加密。

增加智能音箱声音距离的装置，其包括：

副机装置，其设置有用于接收使用者语音的麦克风总成以及无线通讯模块；

主机装置，其设置有无线通讯模块和扬声器总成；

副机装置的麦克风总成获取到使用者发出的语音命令，通过无线通讯模块向外广播语音命令；主机装置通过无线通讯模块接收语音命令，并通过扬声器总成将语音命令播放出来。

在具体实施时，通过副机装置、主机装置将声音信号进行中继处理，副机装置将原始的声音信号转变为无线电信号进行传输，主机装置接收无线电信号并将其还原为声音信号，以使得智能音箱能够准确获取声音信号；主机装置位于智能音箱附近或为一体。通过无线电信号传输，使得音箱的控制距离得到延长。

进一步地，副机装置设置有唤醒***，唤醒***包括存储单元以及判断单元；存储单元存储有用于唤醒副机装置的语音信息。

当副机装置处于休眠状态时，使用者说出特定的启动语音；副机装置的麦克风总成获取到语音，并发送给判断单元，判断单元对获取的语音信息与存储单元内的语音信息进行比对，当比对通过后，唤醒***工作并启动副机装置，否则，副机装置继续处于休眠状态。

进一步地，所述副机装置或主机装置设有MCU和时间单元，副机装置或主机装置的存储单元存储有用于唤醒智能音箱的唤醒语音信息，当副机装置或主机装置接收语音信号时，且该接收语音信号的时间与上次接收语音信号的时间间隔大于预定时间，或该次接收语音信号为第一次接收语音信号；MCU将调动唤醒语音信息，并将唤醒语音信息与接收的语音信息一同对外发送。

目前大多数的智能音箱都具有休眠功能以节省电能；当使用者在使用时，智能音箱可能处于休眠状态，因此需要将其唤醒；本技术方案通过在副机装置或主机装置设置时间单元，通过时间单元来判断智能音箱是否处于睡眠，即通过相邻的两个语音信号时间，以及是否首次接收到语音信号。当判断智能音箱处于休眠状态时，1、副机装置在接收到语音信号时，MCU立刻调用存储单元内的唤醒语音信息并通过无线通讯装置发送出去；主机装置接先接收到唤醒语音信号并通过主机装置的麦克风总成对智能音箱播放，启动智能音箱；或者：2、主机装置通过无线通讯装置接收到语音信号时，MCU立刻调用存储单元内的唤醒语音信息播放，然后再播放使用者的语音信息。

进一步地，所述主机装置设置有麦克风总成，副机装置设有扬声器总成。

目前智能音箱一般都具有对话功能，智能音箱会根据语音信号进行反馈；主机装置设置了麦克风总成，可以对智能音箱发出的语音信号进行拾取；对语音信号拾取后，通过无线通讯模块发送给副机装置，副机装置通过扬声器总成将智能音箱反馈的声音信号播放出来。

进一步地，副机装置、主机装置均设置有ID单元和存储单元，副机装置的存储单元存储有主机装置的ID以及该ID对应的关键字语音信号。

智能音箱在使用时，可能不止一个智能音箱；因此需要对与之匹配的主机装置进行标记，本技术方案采用ID单元对其进行标记；ID单元可以为主板标号等，也可以为单独的装置；使用者在需要对某个智能音箱发出语音命令时，需要根据特定规则，发出相应的关键字；然后副机装置获取语音命令，并识别其中的关键字，并根据关键字语音信号在存储单元中寻找出匹配的主机ID，然后副机装置与对应的主机装置建立通讯，并将相应的语音命令传输给主机装置，主机装置再通过麦克风总成将语音命令播放出来。

参见图1、图2；副机装置的麦克风获取使用者声音，通过内部的ADC电路转为电流信号，副机装置内的唤醒***工作，同时副机装置的MCU获取存储单元的唤醒语音信息，副机装置的无线通讯模块将唤醒语音信息通过天线发送给主机装置，副机装置的无线通讯模块采用的是RF模块；当然也可以采用蓝牙、5G电路模块、4G电路模块等模块。副机唤醒后，麦克风再次接收使用者的语音，并通过ADC电路进行模数转换，再由无线通讯模块发送给主机装置；主机装置通过无线通讯模块，如RF模块；接收到副机装置发送的语音信号，然后由DAC进行数模转换，然后通过扬声器进行发声，将声音传送给智能音箱；智能音箱接收语音命令，并进行智能回答发声，主机装置的麦克风获取智能音箱的语音反馈，然后通过ADC进行模数转换，再由无线通讯模块向副机装置发送，副机装置通过无线通讯装置接收，再由DAC进行转换，然后通过扬声器进行播放，反馈给使用者。

如图4所示，目前智能音箱51在使用时，只能近距离的获得声音，或者通过路由器52、云端服务器53上传或获得控制命令，然后在对家电控制装置54发出控制命令，家电控制装置54向家电设备发出控制指令。

如图5所示，通过设置本发明的装置后，使用者声音31通过副机装置42将语音命令传输给主机装置41，主机装置41再将语音命令发送给智能音箱51，智能音箱51然后在对家电控制装置54发出控制命令，家电控制装置54向家电设备发出控制指令。从而达到增加音箱控制距离。

实施例2：一种增加智能音箱声音距离的方法，其包括：

声音接收步骤，通过副机装置通过麦克风总成接收使用者声音，并将声音转为声音信号；

声音信号传输步骤，副机装置通过无线通讯装置将声音信号对外发送；

声音信号接收步骤，主机装置通过无线通讯装置接收声音信号；

声音信号转变为声音步骤，主机装置通过扬声器总成将声音信号播放；

声音控制步骤，智能音箱获取声音，并根据声音对家电发出控制信号。

进一步地，还包括唤醒步骤，副机装置判断接收声音信号与上次接收声音信号的间隔时间，当间隔时间大于预定时间，副机装置将向通过无线通讯装置对外发送唤醒语音信号。

进一步地，还包括地址判断步骤，副机装置将声音转为声音信号后，对声音信号进行判断，寻找出其需要控制的家电及其对应的主机装置，副机装置查找出对应主机装置的ID，并与对应主机装置建立通讯。

通过设置地址判断步骤，可以准确的定向发出无线通讯信号；其他主机装置可以将无用的无线信号过滤；减少负载。

进一步地，还包括中继步骤，当副机装置与主机装置之间的联系信号强度低于预定值时，该副机装置会向周边的副机装置发送接收声音信号的主机装置ID，并选择连接信号强调高于预定值的周边副机装置建立通讯，此时周边的副机装置为1级中继副机，1级中继副机装置根据主机装置ID先向主机装置建立通讯，如果1级中继副机装置中有副机装置与主机装置之间的联系信号强度高于预定值时，则联系信号强度最高的一个1级中继副机或随机选择一个1级中继副机作为中继，并将1级中继副机的ID反馈给最初的副机装置；当1级中继副机与主机装置之间的通讯信号强度仍然没有超过预定值时，则1级中继副机继续向其周边的副机装置发送主机装置ID，并选择连接信号强调高于预定值的周边副机装置建立通讯，此时周边的副机装置为2级中继副机，如果2级中继副机装置中有副机装置与主机装置之间的联系信号强度高于预定值时，则联系信号强度最高的一个2级中继副机或随机选择一个2级中继副机作为中继；。。。。。。如此反复，直到找到n级中继副机，n>2，且为自然数。

副机装置在与主机装置建立通讯联系时，可通过多个副机装置形成中继，使得控制距离得到很大的延长，且保证信号强调。

本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种增加智能音箱声音距离的装置，其包括主机装置及副机装置，其特征在于：

主机装置包括有电源总成、无线通信模块总成、扬声器总成、麦克风总成及主机装置外壳总成，所述电源总成连接无线通信模块总成与扬声器总成，所述电源总成、无线通信模块总成与扬声器总成安装于主机装置外壳内；所述电源总成用于连接电源并为无线通信模块总成与扬声器总成提供电力，所述主机装置由无线通信模块总成接收副机装置讯号后传送扬声器总成放大声音信号至智能音箱，以实现增加智能音箱的声音接收距离；

副机装置其包括有麦克风总成、无线通信模块总成、电池总成、扬声器总成及副机装置外壳总成，所述电池总成连接无线通信模块总成与麦克风总成，所述电池总成、无线通信模块总成与麦克风总成安装于主机装置外壳内；所述电池总成用于为无线通信模块总成与麦克风总成提供电力，所述麦克风总成接收用户声音后传至无线通信模块总成，再由无线通信模块总成将讯号传送主机装置，以实现增加智能音箱的声音接收距离。

2.如权利要求1所述的增加智能音箱声音距离的装置，其特征在于：所述电源总成包括有输入接驳电路、稳压电路，无线通信模块总成包括通讯电路，其中输入接驳电路为接入外部电源，其电源可以为交流电亦可以为直流电以提供稳压电路正常工作；稳压电路主要提供通讯电路及扬声器总成稳定供电；通讯电路在接受到副机装置传送过来的信号后由扬声器总成将信号放大并由扬声器发出声音。

3.如权利要求2所述的增加智能音箱声音距离的装置，其特征在于：所述包括有电源总成、无线通信模块总成、扬声器总成及主机装置外壳总成，增加智能音箱声音距离的主机装置与智能音箱分开在各自外壳壳体内，或将主机装置与智能音箱集成在智能音箱内。

4.如权利要求3所述的增加智能音箱声音距离的装置，其特征在于：所述将主机装置与智能音箱集成在智能音箱内，电源总成可与智能音箱电源总成合并为一个电源总成或分开两个单独电源总成、无线通信模块总成可与智能音箱无线通信模块总成合并为一个无线通信模块总成或分开两个单独无线通信模块总成。

5.如权利要求1所述的增加智能音箱声音距离的装置，其特征在于：所述无线通信模块总成可以为市面上任何RF模块作为通讯方式，也可以用FM及AM无线电作为通讯方式，可为数字讯号也可为仿真讯号，也可为混和讯号相互转换，讯号可加密亦可不加密。

6.如权利要求1所述的增加智能音箱声音距离的装置，其特征在于：副机装置电池总成可以改为电源总成包括有输入接驳电路、稳压电路，其中输入接驳电路为接入外部电源，其电源可以为交流电亦可以为直流电以提供稳压电路正常工作；稳压电路主要提供无线通信模块总成、麦克风总成及扬声器总成稳定供。

7.如权利要求1所述的增加智能音箱声音距离的装置，其特征在于：其中麦克风总成主要为接收声音传送至主机装置，其中副机装置可视需求取消扬声器总成改为LED灯，让主机装置所接收的声音传送至副机装置以闪灯的方式显示收音。

8.如权利要求1所述的增加智能音箱声音距离的装置，其特征在于：所述副机装置可以为一个副机装置或是多个副机装置与一个主机装置链接，多个副机装置可实现多个地点传送用户声音到一个主机装置。

9.如权利要求1所述的增加智能音箱声音距离的装置，其特征在于：所述副机装置唤醒***可为特定唤醒词式唤醒，可为按键式唤醒，可为震动式唤醒，可为感应式唤醒或市面上任意唤醒方式作为唤醒***的方式。

10.一种增加智能音箱声音距离的方法，其特征在于：其包括：

声音接收步骤，通过副机装置通过麦克风总成接收使用者声音，并将声音转为声音信号；

声音信号传输步骤，副机装置通过无线通讯装置将声音信号对外发送；

声音信号接收步骤，主机装置通过无线通讯装置接收声音信号；

声音信号转变为声音步骤，主机装置通过扬声器总成将声音信号播放；

声音控制步骤，智能音箱获取声音，并根据声音对家电发出控制信号。