一種語音交互式門禁系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于人工智能和安防領域，特別涉及一種帶聲紋識別、語音識別、語義分析、語音合成技術的智能門禁系統。
【背景技術】
[0002]傳統的門禁通常基于單片機和嵌入式操作系統開發，一般采用刷卡和密碼的方式打開門鎖，部分門禁也有指紋、虹膜、人臉等生物識別功能。但傳統的門禁缺少人工智能技術，無法理解用戶的自然語言，不能與用戶對話交流。物聯網技術逐漸興起，Android,Windows等智能操作系統已經廣泛應用于各個領域。隨著信息技術的發展，聲紋識別技術和語音識別技術日臻成熟。一種帶觸摸顯示屏，能夠通過聲音識別用戶，并用自然語言和用戶交流的門禁會使我們的生活更加美好。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供了一種能夠用語音交流的門禁系統，用戶可以用自然語言和門禁對話交流。門禁系統通過聲紋識別開門口令，自動為用戶打開門鎖。還能通過語音識別、語義分析和語音合成技術識別用戶的語音并給出語音答復。
[0004]本實用新型公開了一種語音交互式門禁系統，包括門禁控制器、電子鎖，其特征在于:所述門禁控制器包括主板、與主板相連接的CPU、內存、存儲器、麥克風、揚聲器、無線網絡模塊和電源模塊，所述門禁控制器還包括用于比對語音端點的聲紋識別模塊、用于將語音轉換為文本的語音識別模塊、用于分析語句文本并返回答復文本的語義分析模塊、用于將文本轉換為語音的語音合成模塊，所述門禁控制器連接控制電子鎖。
[0005]優選的，所述門禁系統包括還包括人體感應模塊、門磁。
[0006]優選的，所述門禁控制器還包括觸摸顯示屏、攝像頭。
[0007]優選的，所述門禁控制器運行Android或Windows操作系統，所述CPU為ARM或X86處理器。
[0008]優選的，所述電子鎖為電機鎖、電控鎖、電磁鎖或電鎖口。
【附圖說明】
[0009]圖1為系統連接示意圖。
[0010]圖2為實施例1系統組成。
[0011]圖3為實施例2系統組成。
[0012]圖4為實施例3系統組成。
[0013]圖5為用戶語音交互步驟。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細介紹。
[0015]參見圖1，本實用新型門禁系統通常安裝在門上，包括門禁控制器和電子鎖。門禁控制器連接控制電子鎖，并通過WIFI或3G/4G無線網絡連接到互聯網。
[0016]實施例1:
[0017]系統組成
[0018]參見圖2，門禁系統包括門禁控制器和電子鎖。
[0019]門禁控制器包括主板、CPU、內存、存儲器、麥克風、揚聲器、WIFI模塊和直流電源。CPU、內存、存儲器、WIFI模塊集成在主板上，麥克風、揚聲器通過音頻信號線與主板相連，直流電源給主板供電。門禁控制器上運行Linux操作系統。聲紋識別模塊、語音合成模塊、語義分析模塊、語音識別模塊都是帶MCU的硬件處理模塊，均通過I2C接口與主板相連接。電子鎖與主板上的GP1 口相連接，門禁控制器控制電子鎖。
[0020]實現方法
[0021]參見圖5，門禁控制器啟動后自動運行門禁服務程序，控制器通過WIFI模塊連接互聯網。門禁控制器通過麥克風獲取用戶說話語音，并將用戶語音發送給聲紋識別模塊。聲紋識別模塊將用戶語音端點與預設的口令語音端點進行對比，并返回對比結果。如果聲紋匹配，則打開電子鎖。如果聲紋不匹配，則將用戶語音發送給語音識別模塊。語音識別模塊將用戶語音轉換為用戶說話內容文本，再將用戶說話文本發送給語義分析模塊，語義分析模塊對用戶說話文本進行分詞，并根據分詞結果檢索知識庫返回相應答復文本。語音合成模塊將答復文本合成系統答復語音，再通過揚聲器播放系統答復語音。實現門禁系統與用戶的自然語言交流。
[0022]實施例2:
[0023]系統組成
[0024]參見圖3，門禁系統包括門禁控制器、超聲波傳感器、門磁和電控鎖。
[0025]門禁控制器包括主板、ARM處理器、內存、存儲器、3G/4G模塊、觸摸顯示屏、攝像頭、麥克風、揚聲器和充電電池。ARM處理器、內存、存儲器、3G/4G模塊集成在主板上，觸摸顯示屏、攝像頭、麥克風、揚聲器通過排線與主板相連，充電電池給主板供電。門禁控制器運行Android操作系統。聲紋識別模塊為基于谷歌、訊飛或百度的聲紋識別程序，語音合成模塊為基于谷歌、訊飛或百度的TTS語音合成引擎，語義分析模塊為基于谷歌、訊飛或百度的語義分析程序，語音識別模塊為基于谷歌、訊飛或百度的語音識別程序。超聲波傳感器、門磁、電控鎖與主板上的GP1 口相連接。門禁控制器獲取超聲波傳感器和門磁數據，并控制電控鎖。
[0026]實現方法
[0027]參見圖5，門禁控制器啟動后自動運行APP服務程序，控制器通過3G/4G模塊連接互聯網。門禁控制器定時獲取超聲波傳感器和門磁狀態，超聲波傳感器檢測到門禁前有人逗留時，系統自動點亮觸摸顯示屏，并通過揚聲器播放問候語音，例如“您好，歡迎光臨”。麥克風等待接受用戶說話語音，并將用戶語音發送給聲紋識別模塊。聲紋識別模塊將用戶語音端點與預設的口令語音端點進行對比，并返回對比結果。
[0028]預設的口令為各用戶預先通過麥克風錄制的口令語音。對于同樣的口令短語，不同的用戶聲紋是不同的。例如張三預設的口令為“芝麻開門”，李四預設的口令為“我回來啦”。如果張三說“芝麻開門”或李四說“我回來啦”，則認為聲紋匹配。如果張三說“西瓜開門”或“我回來啦”，又或者李四說“芝麻開門”或“我到家啦”，則認為聲紋不匹配。
[0029]如果聲紋匹配，則門禁系統發送開門信號給電控鎖打開門禁。如果聲紋不匹配，則將用戶語音發送給語音識別模塊。語音識別模塊將用戶語音轉換為用戶說話內容文本，再將用戶說話文本發送給語義分析模塊，語義分析模塊對用戶說話文本進行分詞，并根據分詞結果檢索知識庫返回相應答復文本。語音合成模塊將答復文本合成系統答復語音，再通過揚聲器播放系統答復語音。
[0030]門禁系統提供類似于Goolge Now、Siri或Cortana這樣的語音助手與用戶進行自然語言交流。
[0031]例如用戶說“今天天氣怎么樣”，系統將結合地理位置并查詢網絡天氣數據給出答復“麗水市今天天晴，最低溫度18攝氏度，最高溫度25攝氏度”。
[0032]例如用戶說“現在幾點鐘”，系統將結合時間給出答復“現在時間早上10點45分”。
[0033]系統還能結合自身功能給出相應的答復。
[0034]例如用戶說“請開門”，系統將在觸摸顯示屏上顯示密碼解鎖界面，并答復“請說出您的口令或輸入您的密碼”。用戶可以說出自己的開門口令或在觸摸屏上輸入密碼，如果口令聲紋或密碼匹配，則系統發送開門信號給電控鎖打開門禁，并答復“歡迎光臨”，如果密碼不匹配，則答復“對不起，您的密碼錯誤”。
[0035]例如用戶說“我要和主人通話”，系統將通過互聯網撥打業主的網絡通信號碼，并答復“正在呼叫，請稍候”。如果業主接聽了呼叫請求，則系統將本地用戶的圖像、聲音、視頻發送到業主的智能移動設備上，并接收業主的圖像、聲音、視頻，開始網絡通話過程。如果業主未接聽或拒絕了呼叫請求，則系統答復“對不起，暫時無法接通。您是否需要留言”。
[0036]例如用戶說“我要留言”，系統將進入留言模式，屏幕上顯示當前留言時間和停止留言的按鈕，并答復“現在開始留言”。麥克風、攝像頭接受用戶語音留言或視頻留言。當用戶留言完畢，可以點擊觸摸顯示屏上停止留言的按鈕停止留言。或者當留言時間達到設定的時間長度，系統也會自動停止留言。停止留言時，系統將用戶語音留言或視