CN1173498C - 语音允许的蓝牙设备管理和访问装置及有关控制方法 - Google Patents

Abstract

一种语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，包括：蓝牙通讯模块(5)，用于提供与遥控设备(10)和受控设备(11)的数据/语音通路；连接管理模块(6)，用于维护通讯网络，提供安全管理和设备访问控制；设备管理模块(2)，用于发现受控设备(11)并收集有关受控设备数据；语音处理模块(4)，用于将语音命令转换为受控设备的数据命令或者将受控设备的数据响应转换为语音响应后提供给蓝牙通讯模块(5)；以及命令/事件管理模块(2)，用于根据数据命令产生指令并发往各模块或受控设备(11)。

Description

语音允许的蓝牙设备管理和 访问装置及有关控制方法

技术领域

本发明涉及蓝牙通讯技术，尤其涉及利用语音对蓝牙设备进行管理和控制的装置及方法。

背景技术

随着普及运算技术的飞速发展，在人们的日常生活和工作中，涌现出各种各样的普及运算设备，它们减轻了人们的劳动，并提供了新的功能。然而，这种发展趋势同样带来许多问题。比如，不同的设备可能采用不同的访问和控制方法。当新的设备不断出现时，人们不得不学习如何操作这些设备，如何使用这些设备的遥控器。当设备数量增多时，人们面对着各种各样的操作面板或遥控器，会不知所措。另外，在某些时候，人们需要同时操作多台设备，这时很有可能造成混乱，产生误操作。

因此，多数人们，尤其是残疾人，希望能够通过单个控制设备(如一种遥控器)以统一的操作方式控制一定环境内的所有设备。另外，人们也希望能够在任何时间、任何地点控制各种设备。

然而，按照现有技术的方法，上述要求必然增加控制设备和受控设备的复杂性，降低它们的性能/价格比。

现有技术中，存在着一种蓝牙(Bluetooth)技术。“蓝牙”是由爱立信公司、IBM公司、英特尔公司、诺基亚公司和东芝公司作为原始发起组织于1998年5月提出的一种无线技术标准。从那以后的短短两年间，已经有超过1800家的公司加入到蓝牙技术的特殊兴趣组(SGI)之中。

具体地讲，蓝牙技术是一种工作在2.4GHz的ISM(工业-科学-医用)频段上的一种短距无线通讯技术。短距是指蓝牙设备间的有效通信距离大约为10-100米，在最大发射功率为1mW(0dBm)时的有效通讯距离为10米，而在最大发射功率为100mW(20dBm)时有效通讯距离为100米。蓝牙的基本网络结构是由一个主设备和最多七个从设备构成的微网(piconet)，若干微网可构成一个规模更大的散射网(scatternet)。蓝牙技术使用时分多址(TDMA)，可支持至少一条异步数据通路和至多三条同步数据通路。总之，利用蓝牙技术，可以将各种设备以低的成本按无线方式连接起来，在各种设备之间建立起无线信道，以便进行语音通信和数据通信。

另外，现有技术中的自然语音处理技术，已经能够将语音识别为文本，或将文本转换为语音，从而为人们提供了一种以语音控制设备的简单人机接口。

发明内容

本发明的主要目的在于将蓝牙技术与自然语音处理技术结合起来，提供一种语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，后文中将语音允许的蓝牙设备管理和访问装置简称为SBP。

本发明的另外一个目的在于提供一种以统一的语音操作方式对一定环境中的所有蓝牙设备进行管理和控制的方法。

为实现上述目的，本发明提供一种语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，其特征在于包括：

蓝牙通讯模块，用于建立与遥控设备以及与受控设备之间的射频连接，提供数据和语音通路，例如，从遥控设备接收语音命令；

连接管理模块，用于维护基于蓝牙通讯模块的网络布局，并提供网络安全管理和设备访问控制；

设备管理模块，用于发现在所述装置附近的射频范围内的受控设备，并从所发现的受控设备收集有关的受控设备数据，同时提供对设备进行人性化配置的接口，例如，给设备命名；

语音处理模块，用于将所述蓝牙通讯模块收到的语音命令转换为与所述设备管理模块收集的受控设备数据相应的数据命令，或者将来自受控设备的数据响应转换为语音响应并提供给蓝牙通讯模块；以及

命令/事件管理模块，用于根据来自所述语音处理模块的数据命令产生相应的指令，并将产生的指令发往相应的模块或者受控设备。

本发明还提供一种利用语音对蓝牙设备进行管理和控制的方法，其特征在于包括以下步骤：

建立与遥控设备的射频连接并从遥控设备接收语音命令；

将所收到的语音命令转换为与相关的受控设备的数据命令；

根据所述数据命令，产生相应的指令，并将产生的指令发往相关的受控设备。

利用本发明的语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，用户可以在任何时间、任何地点，以统一的语音操作方式对一定范围内的所有蓝牙设备进行控制或访问，而不过分增加控制设备和受控设备的复杂性。这将极大地方便人们的日常生活和工作。

具体地说，本发明具有以下优点：

(1)由于在控制设备和受控设备之间设置了无线网络，所以简化了设备连接。

(2)人们不必用手而是用自然语言对一定范围内的各种蓝牙设备进行控制，极大地提高了工作效率。

(3)人们可以利用统一的自然语言操作所有设备，而不需要掌握特定设备的特定操作序列。

(4)人们可以在任何时间、任何地点对位于控制设备的射频范围内的任何蓝牙设备进行控制，这尤其对残疾人有利。

(5)没有明显增加控制设备和受控设备的成本。几乎所有的工作都是由本发明提供的装置完成的。

附图说明

结合附图对本发明进行详细描述之后，本发明的上述和其他特征和优点将会更加明显。附图中，

图1示出本发明的语音允许的蓝牙设备管理和访问装置(SBP)的基本应用方式；

图2详细示出本发明的SBP的基本逻辑结构；

图3说明了遥控设备与SBP之间的语音传输过程；

图4说明了将语音命令转换为数据命令进而转换为指令的过程；

图5说明了命令/事件管理模块生成有关指令的过程。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施方式进行详细描述。

图1示出本发明的语音允许的蓝牙设备管理和访问装置(SBP)的基本应用方式。标号100代表本发明的SBP。标号10代表遥控设备，如耳机。标号11代表受控设备，如电视、灯等。

遥控设备10用作用户接口设备，它至少具有语音输入能力。遥控设备10接收用户的语音命令，并将其传递到SBP 100。另外，遥控设备10也可以具有语音输出能力，它接收来自SBP 100的语音响应，并将其播放给用户。

受控设备11可以是任何具有蓝牙通讯能力的物品，只要这种物品能够根据外部数据命令提供某种信息、执行某种动作或者管理某种资源。受控设备11从SBP 100接收数据命令，执行预定的动作，并将相应的响应返回给SBP 100。另外，在必要时，受控设备11也可以主动地向SBP 100报告某些事件。

SBP 100，在遥控设备10与受控设备11之间起到一种桥梁的作用。具体地说，SBP 100接收由遥控设备10发出的语音命令，借助语音识别引擎(包含于图2中的语音处理模块4)，将收到的语音命令转换为相应的受控设备11可以识别的格式，然后，将该命令发往受控设备11。另外，SBP 100还可以从受控设备11接收返回的设备响应，借助文本-语音转换引擎(包含于图2中的语音处理模块4)，将收到的响应转换为语音格式，发往遥控设备10。

如图1所示，为了最大限度地减少设备的复杂性从而降低成本，无论是遥控设备10与SBP 100之间的通信，还是SBP 100与受控设备11之间的通信，都是采用蓝牙技术中的微网(piconet)实现的。为此，遥控设备10、受控设备11和SBP 100都设置有相应的蓝牙通讯模块。

遥控设备10与SBP 100构成微网A，其中遥控设备10作为微网A中的主设备(例如称为主设备A)，SBP 100作为微网A的从设备(例如称为从设备A)。微网A中所有的连接和数据传输，都是由遥控设备10(即主设备A)启动和停止的。

SBP 100与受控设备11构成微网B，其中SBP 100作为微网B的主设备(例如称为主设备B)，受控设备11作为微网B中的从设备(例如称为从设备B)。微网B中所有的连接和数据传输，都是由SBP 100(即主设备B)启动和停止的。

微网A和微网B通过SBP 100构成一个散射网(scatternet)。有关微网和散射网的详细说明，可参见蓝牙技术规范，在此不对它们进行详细描述。

图2中点划线以上的部分显示了图1中的SBP 100的基本逻辑结构。标号1代表消息分送模块。标号2代表设备管理模块。标号3代表命令/事件管理模块。标号4代表语音处理模块。标号5代表蓝牙通讯模块。标号6代表连接管理模块。标号7代表GUI/系统配置管理模块。标号8代表数据库管理系统。标号9代表开放开发环境模块。标号10代表遥控设备。标号11代表受控设备。

蓝牙通讯模块5，用于提供SBP 100与遥控设备10之间的射频连接以及SBP 100与受控设备11之间的射频连接。

蓝牙通讯模块5与遥控设备10之间的通讯以及蓝牙通讯模块5与受控设备11之间的通讯，在图2中示意性地以虚线箭头表示。这种通讯是以蓝牙技术的微网实现的，已在上文中结合图1有所描述。

连接管理模块6，用于提供可靠的和安全的点到点连接，维护基于蓝牙通讯模块的整个网络拓朴。另外，连接管理模块6还生成和管理用于整个系统的密钥。密钥可以用于对数据传输进行加密。

消息分送模块1，按照消息来源，在SBP 100内部的有关模块之间传递消息或事件。换句话说，消息分送模块1用于在装置内部建立消息或事件的网络连接。

例如，当蓝牙通讯模块5从遥控设备10收到一条语音命令后，消息分送模块1将该语音命令作为一条消息从蓝牙通讯模块5传递到语音处理模块4。

应当理解的是，消息分送模块1并不是必须的。因为可以将各个模块设计为自动地将消息传递到有关模块，而不必单独地设置消息分送模块1。

语音处理模块4，收到一条语音命令后，首先将其转换为文本。然后，对文本形式的命令进行分析，并将其解释为一系列预定格式的数据命令。这些数据命令将由消息分送模块1传递给命令/事件管理模块3做进一步处理。如在后文所述，命令/事件管理模块3将根据这些数据命令对其自身进行控制，或者控制相应的受控设备11执行一定的动作。借助于语音处理模块4以及其他各模块的配合，用户可以通过口述命令，利用无语音处理功能的控制器，对远程的、不能直接经语音控制的设备进行控制。

反过来，如果语音处理模块4收到来自受控设备11的数据响应，将对数据响应进行解释，将解释结果通过蓝牙通讯模块5发送给遥控设备10。

设备管理模块2，用于自动地发现在射频范围内出现的各种符合蓝牙规范的设备和服务。所有收集到的信息，将发送给数据库管理系统8，以便维护和存储。设备管理模块2的另一个任务是提供一种对蓝牙设备进行个性化设置的工具。即，利用设备管理模块2，用户可以根据自己的喜好，为每一个设备赋予一个唯一标识符。因此，用户可以根据实际生活或工作的方便程度，对所有设备进行组织。

上述个性化设置，对于语音处理是重要的。例如，用户可能用口述命令“开灯”或“打开卧室中的灯”来控制卧室中安装的灯。但是，灯本身不能为其自身提供象“卧室中的”这样的附加信息。所以，可通过设备管理模块2解决这类问题。

命令/事件管理模块3，作为SBP 100的核心，接收来自装置内其他模块的消息或事件，根据收到的消息或事件，对整个SBP 100的动作进行调度。命令/事件管理模块3的输入，可以是来自语音处理模块4的数据命令，来自其他任何模块的事件，来自受控设备11的响应等。

数据库管理系统8，为存储、维护和访问批量数据提供支持。SBP 100，在工作期间，将产生大量不同的数据库，例如设备信息数据库、系统记录数据库、用户配置数据库等。所有的数据库可由装置内的多个模块同时访问。

GUI/系统配置管理模块7，为用户对SBP 100进行操作提供图形界面。利用GUI/系统配置管理模块7，用户可以对装置进行适当地设置。

GUI/系统配置管理模块7从数据库管理系统8获取所存储的数据并且在监视器上进行适当地(如以图形方式)显示。例如，可以显示各设备所构成的网络的物理结构或逻辑结构、每个设备的实时状态等。用户根据监视器上的显示，对系统配置进行设定或修改。

开放开发环境模块9，为第三方编程人员提供一种扩展该SBP 100功能的机会，从而使本发明的装置适用于各种环境。开放开发环境模块9不仅为访问装置内必要部件或运行时事件提供API(应用程序接口)，而且为第三方扩展提供了一种管理机制。因此，本发明的SBP 100不仅是一个应用装置，而且是一个开放开发装置。

图2中虚线框中所示的模块是本发明的必备模块，包括设备管理模块2、命令/事件管理模块3、语音处理模块4、蓝牙通讯模块5和连接管理模块6。其他各模块是可选的，或者是可以集成到其他模块中的。

如上所述，本发明将蓝牙技术与语音处理技术有机地结合起来。蓝牙技术不仅提供了设备之间的数据通道，而且提供了同步音频通道。音频通道可以以64Kbps的速率载带语音，并且语音的传送不受中断。这意味着用户口述的语音命令可以从遥控设备10发送到SBP 100供进一步处理。同时，可以将受控设备11的语音响应从装置100发送到遥控设备10，而遥控设备将语音响应播放给用户。

图3说明了遥控设备10与SBP 100之间的语音传输过程。图3中，左侧为遥控设备10，右侧为SBP 100。遥控设备10包括耳机、扬声器、语音编码译码器、蓝牙通讯模块等；SBP 100除了图2中示出的蓝牙通讯模块、消息分送模块和语音处理模块之外，还特意示出了语音编码译码器。在SBP 100中，语音编码译码器可以根据需要位于一个适当的模块中。不失一般性，可将语音编码译码器设置在蓝牙通讯模块中。

如图3中的短虚线箭头所示，话筒在收到用户口述的语音命令后，由语音编码译码器对语音命令进行编码，然后，由蓝牙通讯模块将编码后的语音命令发送到SBP 100中的蓝牙通讯模块(即图2中的标号5所示)。当SBP 100中的蓝牙通讯模块收到由遥控设备发送的语音命令后，由语音编码译码器对语音命令进行译码，然后将译码后的语音命令传递给消息分送模块(即图2中的标号1所示)。消息分送模块将语音命令传送到语音处理模块(即图2中的标号4所示)，供进一步处理。

反过来，如图3中的长虚线箭头所示，SBP 100中的蓝牙通讯模块在从受控设备(即图2中的标号11所示)收到一条数据响应后，将该数据响应传送到消息分送模块。消息分送模块然后将数据响应分送给语音处理模块。语音处理模块对数据响应进行文本-语音转换，得到语音响应。然后，语音处理模块将语音响应传递给消息分送模块，由消息分送模块将语音响应分送给蓝牙通讯模块。在语音响应到达蓝牙通讯模块之前，由语音编码译码器对语音响应进行编码。最后，蓝牙通讯模块将编码后的语音响应发送给遥控设备10。当遥控设备10中的蓝牙通讯模块收到来自SBP100的语音响应后，由语音编码译码器对语音响应译码，然后由扬声器将译码后的语音响应播放给用户。

图4说明了将语音命令转换为数据命令进而转换为指令的过程。图4中，语音处理模块4包括两个部分：语音识别部分和命令解析部分。如图4中的长虚线箭头所示，语音识别部分首先将收到的语音命令转换为文本，然后命令解析部分对该文本进行解析，生成一系列数据命令。语音处理部分和命令解析部分的操作依赖于数据库管理系统8中所存储和维护的信息。例如，一旦命令解析部分确认出这些命令将要发往哪些受控设备，它将从数据库管理系统8中检索出与这些受控设备有关的必要信息(例如，这些受控设备所支持的动作)，供随后的解析所用。

语音处理模块4生成的数据命令，被传送到命令/事件管理模块3，后者根据收到的数据命令生成有关指令。

图5说明了命令/事件管理模块根据收到的数据命令生成有关指令的过程。

当命令/事件管理模块3收到来自语音处理模块4的数据命令后，将产生一系列指令，调度SBP 100中的各个部件，以实现用户的口述命令。

例如，如果用户的口述命令是“开门”，则命令/事件管理模块可以产生下述指令：

(1)对于蓝牙通讯模块5的指令：向相应的门发送相应的指令，该情形下发送的指令是“开门”；

(2)对于连接管理模块6的指令：在门与SBP 100之间建立一个蓝牙连接；

(3)对于数据库管理系统8的指令：建立一个记录项；以及

(4)对于受控设备11的指令，该情形下是“开门”指令。

前三种指令是针对SBP 100中有关模块的，在图5中由短虚线箭头表示。最后一种指令是针对受控设备的，在图5中由长虚线箭头表示。

本发明的其他实施方式，例如可以是将上述遥控设备和受控设备集成为一体，这样用户可直接对设备发出语音指令来控制设备，而不需通过一个特定的遥控设备，如耳机。

虽然已经示出和详细描述了本发明的较佳实施方式，但是应当认识到可以对本发明做出各种变化和修改而不脱离权利要求书的范围。

Claims (8)

1.一种语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，其特征在于包括：

蓝牙通讯模块(5)，用于建立与遥控设备(10)以及与受控设备(11)的射频连接，提供数据和语音通路；

连接管理模块(6)，用于维护基于蓝牙通讯模块的网络布局，  并提供网络安全管理和设备访问控制；

设备管理模块(2)，用于发现在所述装置附近的射频范围内的受控设备(11)，并从所发现的受控设备(11)收集有关的受控设备数据；

语音处理模块(4)，用于将所述蓝牙通讯模块(5)收到的语音命令转换为与所述设备管理模块(2)收集的受控设备数据相应的数据命令，或者将来自受控设备(11)的数据响应转换为语音响应并提供给蓝牙通讯模块(5)；以及

命令/事件管理模块(3)，用于根据来自所述语音处理模块(4)的数据命令产生相应的指令，并将产生的指令发往相应的模块或者受控设备(11)。

2.根据权利要求1的语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，其特征在于还包括：

数据库管理系统(8)，用于存储所述设备管理模块(2)收集的有关的受控设备数据。

3.根据权利要求1的语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，其特征在于还包括：

消息分送模块(1)，用于在所述装置内的各个模块之间传递消息。

4.根据权利要求1的语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，其特征在于还包括：

GUI/系统配置管理模块(7)，用于为用户提供一种设置所述装置结构的图形用户界面。

5.根据权利要求1的语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，其特征在于还包括：

开放开发环境模块(9)，为第三方提供对所述装置进行扩展的接口。

6.根据权利要求1的语音允许的蓝牙设备管理和访问装置，其特征在于所述设备管理模块(2)还用于提供对设备进行人性化配置的接口。

7.一种利用语音对蓝牙设备进行管理和控制的方法，其特征在于包括以下步骤：

建立与遥控设备(10)的射频连接并从遥控设备(10)接收语音命令；

将所收到的语音命令转换为相关的受控设备的数据命令；

根据所述数据命令，产生相应的指令，并将产生的指令发往相关的受控设备(11)。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于还包括以下步骤：

将受控设备(11)返回的数据响应转换为语音响应；

将语音响应传送给遥控设备(10)。

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