一种使用语音对农业设备进行控制的系统及控制方法

专利名称：一种使用语音对农业设备进行控制的系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及农业机械控制领域，特别是涉及一种使用语音对农业设备的控制方法及控制系统。
背景技术：
伴随着科技的发展，人类已逐渐进入智能化时代，智能化及智能化操作成为人们对各种设备的追求目标。语音识别技术能够为操作者提供友好的人机交互接口，方便人们对设备的操作。
农业设备的消费对象和操作者主要是农民，由于历史的原因，农民的知识水平和计算机操作水平普遍处于一种较低的水平上。而现代农业设备不断增加的功能导致了操作的复杂性，并且许多的农业设备对操作者计算机水平的要求越来越高，这就产生操作者的知识水平和技能相对较低与复杂设备对操作者的知识和技能水平要求相对较高的矛盾。例如， 一套具有图形界面的自动灌溉控制软件，用户可以首先进入到控制界面，用鼠标点击需要灌溉的区域，然后选择打开或者关闭，自动控制相应区域灌溉系统闽门的开关。上面的操作中虽然只
有鼠标的简单操作，但是对很多农民来说，有两个困难第一，电脑技能不能满足要求，甚至不能很好地控制鼠标；第二，需要一系列点击才能进入控制界面，仍然需要记住一定的操作步骤。
因此，目前本领域技术人员迫切需要发展出一种能够简化操作的控制方法和控制系统，使得大多数农民能够胜任复杂农业设备的操作，减少由于知识水平和计算机技能较低而造成的误操作，减少消费者对先进农业设备的神秘感和畏惧心理，促进先进农业设备的应用。

发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现操作者使用自然语音对农业设备进行语音控制的方法及控制系统。
为达到上述目的， 一方面，本发明的技术方案提供一种使用语音对农业设备进行控制的系统，所述系统包括语音模拟釆集单元、语音识别处理单元以及执行单元或串口协议转换单元，所述语音模拟釆集单元连接所述语音识别处理单元，用于将操作者发出的语音命令转换为模拟电信号，并将该模拟电信号输入到语音识别处理单元，所述语音识别处理单元从所述模拟电信号中识别出操作者的具体操作命令，然后驱动所述执行单元进行动作，或者通过串口协议转换单元将所述模拟电信号转换为农业设备能识别的串口命令，对农业设备进行控制。
其中，所述系统还包括分别与所述语音识别处理单元连接的发音单元和人机接口单元。所述人机接口单元包括按键、鼠标、显示屏、信号灯。
其中，所述执行单元包括执行接口。串口协议转换单元包括串口协议转换接口。
另一方面，本发明的技术方案还提供一种使用语音对农业设备进行控制的方法，包括以下步骤-.
Sl,对控制系统进行初始设置，将语音指令库与具体的设备控制进行一一对应；
S2，操作者发出语音命令，所述语音命令包含有每个需要控制的
农业设备的设备名字；
53, 控制系统检测是否有语音命令输入，如果是则进入步骤S4，如果否，则继续检测是否有语音命令输入；
54, 判断语音命令中是否包括设备名字，如果是则对后续的命令进行识别并进入步骤(5),如果否，则返回步骤S3;
S5，搜索语音指令库，如果找到该指令，则控制执行单元执行相应的动作或者通过串口协议转换单元将操作者语音命令转换为设备
5能识别的串口命令，并通过发音单元给出相应提示；如果否，则返回 步骤S3。
上述技术方案具有如下优点通过提供一种能够简化搡作的控制
方法和控制系统，使得大多数农民能够胜任复杂农业设备的操作，减 少由于知识水平和计算机技能较低而造成的误操作，减少消费者对先 进农业设备的神秘感和畏惧心理，促进先进农业设备的应用。


图l是本发明实施例的 一种使用语音对农业设备进行控制的系统
的原理框图2是本发明实施例的一种使用语音对农业设备进行控制的方法 的流程图3是本发明实施例的一种使用语音对农业设备进行控制的系统 及方法一个在温室自动控制中的应用示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细 描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参考图l所示的本发明的 一 种使用语音对农业设备的控制系统的 原理框图，从图中可以看出，本发明的使用语音对农业设备的控制系 统，包括语音模拟釆集单元、语音识别处理单元、发音单元、传统人 机接口单元、执行单元、串口协议转换单元。语音模拟釆集单元连接 语音识别处理单元，语音识别处理单元与执行单元和串口协议转换单 元相连。语音模拟采集单元将搡作者发出的语音命令转换为模拟电信 号，并将该模拟电信号输入到语音识别处理单元，语音识别与处理模 块识别出操作者的具体操作命令，然后驱动执行单元进行动作或者是 通过串口协议转换单元将语音命令转换为农业设备能识别的串口命 令。其中语音识别处理单元是系统的核心，系统其他部分都与其相连， 语音模拟采集单元和传统人机接口是系统的输入部分，用于釆集语音命令或者其他形式的人机交互命令，输入的信号进入语音识别处理单 元进行分析判断，处理完成后驱动执行单元动作或者是串口协议转换 单元发出相应的串口命令。语音识别处理单元还连接有发音单元和传 统人机接口单元。所述执行单元包括执行接口，串口协议转换单元包 括串口协议转换接口。
参考图1所示的本发明的 一 种使用语音对农业设备的控制系统的 原理框图，从图中可以看出，本发明的使用语音对农业设备的控制系 统，除了配置语音模拟输入单元，还配有包括按键、鼠标、显示屏、 信号灯在内的传统人机接口单元和发音单元。 一方面为搡作者提供多 重交互方式，另 一方面可以为用户使用语音控制的时候提供提示信 息。
本实施例还涉及一种使用语音对农业设备的控制方法，包括如下 的步骤
(1) 对系统进行初始设置，将语音指令库与具体的设备控制执
行—对应；
(2) 对每个需要控制的农业设备起一个设备名字，操作者发出 的命令必须以该名字作为命令前缀，用于区分不同设备；
(3) 检测是否有语音命令输入，如果是则进入步骤(4),否则 返回步骤(3);
(4) 判断操作者命令中是否包括设备名字，如果是则对后续的 命令进行识别并进入步骤(5),否则认为是无效命令，返回步骤(3)。
(5) 搜索语音指令库，如果找到该指令，则执行相应的动作或 者通过串口协议转换单元将操作者语音命令转换为设备能识别的串 口命令，并通过发音单元给出相应提示，否则通过发音单元提示没有 该指令并返回步骤(3)。
串口协议转换单元包括一个串行协议转换器，可以将语音命令转 换为串口通信命令，该串口通信命令遵循设备控制协议，可以对具有串行接口的设备进行控制。
参考图1和图3，本发明的执行单元可以执行具体的动作，如图3 中，执行单元是一个继电器，可以通过该继电器的开关来控制外部电 器的开关，比如执行打开遮阳被、开风机等操作。本发明的串口协议 转换单元可以将操作者的语音指令转换为设备能识别的串口指令，从 而实现语音的间接控制。例如，本实施例中，在一套应用于温室的控 制系统中，具有串行接口的灌溉控制系统通过串口与本发明的 一 种使 用语音对农业设备的控制系统相连，当用户通过语音发出"打开一区" 命令的后，语音识别处理单元对其识别后，通过串口协议转换单元发 出一条打开一区电磁阀的串口命令，该命令能够被具有串行接口的灌 溉系统所识别和执行，从而达到语音间接控制的目的。
由以上实施例可以看出，本发明实施例通过釆用语音输入系统， 提供了 一种能够简化操作的控制方法和控制系统，使得大多数农民能 够胜任复杂农业设备的操作，减少由于知识水平和计算机技能较低而 造成的误操作，减少消费者对先进农业设备的神秘感和畏惧心理，促 进先进农业设备的应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种使用语音对农业设备进行控制的系统，其特征在于，所述系统包括语音模拟采集单元、语音识别处理单元以及执行单元或串口协议转换单元，所述语音模拟采集单元连接所述语音识别处理单元，用于将操作者发出的语音命令转换为模拟电信号，并将该模拟电信号输入到语音识别处理单元，所述语音识别处理单元从所述模拟电信号中识别出操作者的具体操作命令，然后驱动所述执行单元进行动作，或者通过串口协议转换单元将所述模拟电信号转换为农业设备能识别的串口命令，对农业设备进行控制。
2、 如权利要求1所述的使用语音对农业设备进行控制的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述语音识别处理单元连接的发音单元。
3、 如权利要求1所述的使用语音对农业设备进行控制的系统， 其特征在于，所述系统还包括与所述语音识别处理单元连接的人机接 口单元。
4、 如权利要求3所述的使用语音对农业设备进行控制的系统， 其特征在于，所述人机接口单元包括按键、鼠标、显示屏、信号灯。
5、 如权利要求1所述的使用语音对农业设备进行控制的系统， 其特征在于，所述执行单元包括执行接口 。
6、 如权利要求1所述的使用语音对农业设备进行控制的系统， 其特征在于，所述串口协议转换单元包括串口协议转换接口。
7、 一种使用语音对农业设备进行控制的方法，其特征在于，所 述方法包括以下步骤Sl，对控制系统进行初始设置，将语音指令库与具体的设备控制 进行一一对应；S2，操作者发出语音命令，所述语音命令包含有每个需要控制的 农业设备的设备名字；S3,控制系统检测是否有语音命令输入，如果是则进入步骤S4， 如果否，则继续检测是否有语音命令输入；S4，判断语音命令中是否包括设备名字，如果是则对后续的命令 进行识别并进入步骤(5),如果否，则返回步骤S3;S5，搜索语音指令库，如果找到该指令，则控制执行单元执行相 应的动作或者通过串口协议转换单元将操作者语音命令转换为设备 能识别的串口命令，并通过发音单元给出相应提示；如果否，则返回 步骤S3。
全文摘要
本发明公开了一种使用语音对农业设备进行控制的系统，所述系统包括语音模拟采集单元、语音识别处理单元以及执行单元或串口协议转换单元，语音模拟采集单元连接语音识别处理单元，用于将操作者发出的语音命令转换为模拟电信号，并将该模拟电信号输入到语音识别处理单元，语音识别处理单元从模拟电信号中识别出操作者的具体操作命令，然后驱动执行单元进行动作，或者通过串口协议转换单元将所述模拟电信号转换为农业设备能识别的串口命令，对农业设备进行控制。本发明通过提供一种能够简化操作的控制方法和控制系统，使得大多数农民能够胜任复杂农业设备的操作，减少误操作，减少消费者对先进农业设备的神秘感和畏惧心理，促进先进农业设备的应用。
文档编号G10L15/22GK101477799SQ20091007707
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者吴文彪, 刚 孙, 孟祥勇, 申长军, 赵春江, 振 邢, 郑文刚, 华 闫 申请人:北京农业信息技术研究中心