智能设备控制方案探讨

徐 冬 张琳琳

（作者单位：青岛海尔多媒体有限公司）

目前很多智能电视支持语音输入功能，并且电视天然有一个大屏幕对其进行显示。然而很多智能终端，如智能空调﹑智能电热水器不能直观地看到运行状态，而且控制方法比较传统。目前开发的这套智能设备控制系统是在电视开机运行的情况下，用户不需退出当前观看内容，直接通过电视端语音声控实现控制家中其他智能终端设备的操作。

1 智能设备控制方案应用场景

此方案是通过电视语音控制其他智能终端设备，使用ARM内核芯片方案依托电视系统，通过电视和智能终端在同一个账户系统下实现用户操作的便捷性及家庭设备的集中管理简便性。

目前市面上的常见家庭智能设备的互联控制方案大多是通过小屏幕设备（如手机﹑IPad等）控制智能家电设备，或者是通过进入电视端专门的智能家居APP页面来控制家电设备。

使用智能设备控制技术可以使用户在观看电视时，无需退出当前电视观看内容，就能直接使用电视语音声控方式实现控制家中的其他智能设备，操作使用简单﹑便捷，且成本不增加。例如在看电视的时候想看看电热水器是否已经达到设定的温度，不需要跑到卫生间查看一下热水器，而仅仅对着电视语音遥控器说：“查看热水器”；同时，当电热水器达到设定温度时候会在电视弹窗显示“已到设定温度”。电视语音遥控器也可以控制空调，并且当空调开启或者关闭时候，也会有相应提示，非常简洁便利。（如图1）

图1 通过电视查看空调图

2 各种智能设备控制方案比较

目前行业做的比较多的方案是通过手机和iPad控制智能终端，优点是在离家时候可以监控及控制智能家电运行状态，但在家居环境中，手机和iPad具有屏幕小及个人私密性特点，不太适合家庭公共智能终端设备的控制管理。

另外一种方案是通过电视上专门的智能家居APP来控制其他智能终端设备。用户看电视过程中，如要控制其他智能设备，需要退出用户当前正在观看的节目内容，专门登录进入电视安装的智能家居APP应用页面，选择要控制的设备，再进行具体的设备控制管理。操作控制完成后，需先退出该APP应用，再返回到用户之前观看的节目。其缺点是用户操作繁复﹑操作流程长，不方便用户使用。

3 笔者研究的智能设备控制方案构成和工作流程描述

笔者开发这套系统，以智能电视为载体，通过电视语音输入与智能家电互联控制系统相结合方式，在观看电视节目的同时，不需要退出当前观看节目内容，直接使用电视语音输入就可以实现对其他智能终端设备的语音控制。

本方案由五大部分组成：电视系统及本体应用﹑电视本机语音控制系统（包括语音输入模块﹑语音处理模块与设备控制模块三部分）﹑云端﹑网络系统（射频无线﹑家庭局域网及广域网）﹑空调和热水器等被控智能终端。如下图所示，电视系统及本体应用，负责电视系统及应用运行及管理；电视端语音输入模块负责用户说出的原始语音采集﹑输送及激活语音识处理模块；语音处理模块负责语音识别引擎激活﹑采集到的原始语音上传云端及传送云端识别解析的命令语义；设备控制模块负责设备控制引擎激活﹑解析并处理下发设备控制指令；网络系统负责设备间网络连接及数据传输；云端负责语音语义识别解析﹑互联设备接入管理﹑设备控制指令解析及指令下发﹑用户账号系统管理；被控智能设备终端上传设备状态信息﹑接收并执行设备控制指令。

工作流程如下，第一﹑电视开机，电视系统及本体应用启动运行，连接网络；第二，设备控制模块在后台自动执行账号登录（首次使用，需用户手动登录账号，之后执行账号自动登录流程）；第三﹑电视前台执行用户设定的应用，如播放有线电视节目或播放网络视频等；第四﹑用户按下电视遥控器语音键，语音输入模块将语音激活指令以射频无线方式上传给电视端语音处理模块并激活，此时电视屏最上方会显示提示用户进行语音输入的提示语及识别条（此时，电视端前台应用仍正常运行）；第五﹑用户按住语音键说出设备控制命令，语音输入模块可以采集用户说出的原始语音，以射频无线方式上传至电视端，语音处理模块接收并将采集到的原始语音经广域网上传到云端；第六﹑云端识别并解析出用户命令语意，并经广域网下发给电视端；第七﹑电视端语音处理模块接收云端解析的用户命令语义并将解析出的语义文字显示在电视屏最上层，提示用户知悉后自动隐退，同时将解析的命令语义报送至设备控制模块；第八﹑设备控制模块接收命令语义并解析，首先检测家庭局域网，若局域网内存在目标被控设备，则将命令语义解析成设备控制指令经由局域网下发给目标被控设备并执行指令动作，设备动作执行完成信息经局域网传送至电视端，设备控制模块接收消息并以弹窗形式显示在电视屏最上层，提醒用户知悉后自动隐退弹窗；如局域网走不通，局域网内没有目标被控设备，则直接将命令语义经由广域网上传至云端；第九﹑云端解析命令语义及检测发现目标被控设备，并将解析的设备控制指令经由广域网下发给目标被控设备并执行指令动作，设备动作执行完成信息经局域网或广域网传送至电视端，设备控制模块接收消息并以弹窗形式显示在电视屏最上层，提醒用户知悉后自动隐退弹窗。

4 结语

随着互联网和移动设备的兴起，电视开始被人们所遗忘，然而随着人工智能技术的发展，尤其是人工智能语音交互技术的出现，智能电视可以最大限度实现人们生活的“简约化”。笔者研究方案实现的智能产品语音操作的互联互通﹑产品主动地为用户提供服务，是构建“智慧家庭”的重要抓手，让消费者更简单更便捷地控制家电，化繁为简，真正实现让生活更加美好的目标。