一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置的制作方法

1.本发明涉及人工智能技术领域，具体为一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置。

背景技术：

2.智能语音交互是基于语音输入的新一代交互模式，通过说话就可以得到反馈结果，随着计算机技术的普及，当今人们的生活已经逐渐走入智能时代，人们的衣食住行的方方面面都开始应用出现不久的智能技术，智能电视，智能导航，智能家居等等，智能技术将在人们生活的各个方面提供方便快捷的服务，其中对老年人跌倒进行监测，可通知护理人员或家属采取救助。
3.但传统的老人跌倒监测装置，一般是采用视频、毫米波、微波等技术，对老人的姿态进行监测，一旦设备捕捉到跌倒的行为，则设备就会报警，通知护理人员或家属采取救助，由于上述设备在使用环境和技术本身的限制，会出现一定数量的错误报警，导致护理人员无效行动，甚至影响其他更紧迫的工作，本发明就是以人工智能语音交互的方式，对跌倒报警进行二次确认，可以大大减少错误报警，提高护理和救助的效率和准确性。

技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，解决了传统设备在使用环境和技术本身的限制，会出现一定数量的错误报警，导致护理人员无效行动，甚至影响其他更紧迫的工作的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，包括扬声器、双向对话麦克风、数字音频转换模块、无线模块、毫米波雷达传感器、锂电池和云服务器；所述毫米波雷达传感器检测跌倒状态发出跌倒信号给云服务器，接收云服务器的控制指令上传音频数据，所述云服务器里对回复的语音加以分析，并通过双向对话麦克风和扬声器与老人对话，确认老人是否需要帮助；所述数字音频转换模块用于音频与数字信号之间的音频转换，将设备端的语音转化为数字信号发送至云服务器，同时云服务器发出的数字信号也能传化为音频从所述扬声器传出，所述语音分析系统配合云服务器进行相关去伪处理后选择是否接通语音通道以完成语音的对讲；所述服务器得到拾音语音信号后，可进行后端处理，比如语音和语义识别，再决定下一步操作，所述锂电池用于为监测设备供电；所述无线模块用于无线传输数据。
6.优选的，所述云服务器包括有阿里语音识别云、语音分析模块、智能语音交互模块，所述阿里语音识别云用于接收音频数据识别后发文本返回，所述智能语音交互模块用于接收到老人的音频数据后，与老人智能通话，询问是否需要帮助。
7.优选的，所述语音分系统包括有语音播放和采集子系统、语音数据转化和存储子系统、语音传输系统，所述语音播放和采集子系统主要实现本地的语音播放和采集，所述语
音数据转化和存储子系统主要实现语音数据的转化和存贮，所述语音传输系统主要实现和后端云服务器的数据通讯。
8.优选的，所述语音播放和采集子系统系统采用i2s与i2c接口与主控处理器进行控制和连接，完成相关语音播放和采集的功能；系统前期采用独立播放和拾音的双通道方式，便于根据实际情况修正相关参数。
9.优选的，所述语音数据转化和存储子系统主要是完成两个通道的数据处理，一部分是本地拾音数据的转化；本地通过i2s的接口收到的语音数据，需要转换成固定格式的语音数据块以方便传输，语音数据编码采用pcm编码，16bit，24khz，mono，小端格式，服务器下发数据也按照上述编码格式下载，本地缓存500ms数据后进行后续工作。
10.优选的，所述语音传输系统设备作为udp的客户端，连接特定的服务器udp端口，建立udp链接，音频传输采用udp接口协议。
11.优选的，所述云服务器由客服人员监管，如果老人对问询语音没有应答，或者人工智能系统确认老人跌倒，所述云管理系统向客服人员发出报警，所述客服人员在收到报警后，可以接管对讲装置直接与老人对话，并要求护理人员前往老人所在房间提供救助。
12.优选的，所述传感器接受到打开语音的命令后，接受服务器发来的语音问询数据，再进行拾音工作，并按照音频流格式上传相关数据至云服务器，所述服务器得到拾音语音信号后，可进行后端处理，比如语音和语义识别，再决定下一步操作，是否引入人工客服的逻辑由服务器后端处理决定。
13.工作原理：毫米波雷达传感器检测跌倒状态发出跌倒信号给云服务器，接收云服务器的控制指令上传音频数据，毫米波雷达传感器收到跌倒信号以后，发送特定报文至云服务器，云服务器通过阿里语音识别云、自然分析系统和智能语音交互模块发出语音与老人对话，以确认老人是否需要帮助，进行相关去伪处理后选择是否接通语音通道以完成语音的对讲，毫米波雷达传感器接受到打开语音的命令后，接受服务器发来的语音问询数据，再进行拾音工作，并按照音频流格式上传相关数据至云服务器，云服务器得到拾音语音信号后，向客服人员发出报警，客服人员在收到报警后，通过对讲装置老人对话，同时安排护理人员前往老人所在房间提供救助。
14.本发明提供了一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置。具备以下有益效果：本发明通过毫米波雷达传感器监测到老人跌倒的行为以后，首先会启动一段问询语音，问老人是否跌倒，如果老人语音回复了，那么回复的语音就会被上传至云服务器，由云服务器里的阿里语音识别云和自然分析系统，对回复的语音加以分析，并通过智能语音交互模块发出语音与老人对话，以确认老人是否需要帮助，如果老人对问询语音没有应答，那么监测设备就会通过云服务器，向客服人员发出报警，客服人员在收到报警后，可以接管对讲装置直接与老人对话，并要求护理人员前往老人所在房间提供救助，通过人工智能语音交互的方式，对跌倒报警进行二次确认，可以大大减少错误报警，提高护理和救助的效率和准确性，有效避免错误报警，导致护理人员无效行动，影响其他更紧迫的工作。
附图说明
15.图1为本发明的监测设备结构示意图；
图2为本发明的云服务器的结构示意图；图3为本发明的语音分析系统的结构示意图；图4为本发明的系统各设备功能连接示意图；图5为本发明的设备与服务器端交互的具体流程示意图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例：如图1所示，本发明实施例提供一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，包括扬声器、双向对话麦克风、数字音频转换模块、无线模块、毫米波雷达传感器、锂电池和云服务器；毫米波雷达传感器检测跌倒状态发出跌倒信号给云服务器，接收云服务器的控制指令上传音频数据，毫米波雷达传感器监测到老人跌倒的行为后，首先会启动一段问询语音，问老人是否跌倒；双向对话麦克风收录老人回复的语音并上传至云服务器，云服务器里对回复的语音加以分析，并通过双向对话麦克风和扬声器与老人对话，确认老人是否需要帮助；数字音频转换模块用于音频与数字信号之间的音频转换，将设备端的语音转化为数字信号发送至云服务器，同时云服务器发出的数字信号也能传化为音频从扬声器传出，语音分析系统配合云服务器进行相关去伪处理后选择是否接通语音通道以完成语音的对讲；服务器得到拾音语音信号后，可进行后端处理，比如语音和语义识别，再决定下一步操作，锂电池用于为监测设备供电；无线模块用于无线传输数据。
18.如图2-3所示，云服务器包括有阿里语音识别云、语音分析模块、智能语音交互模块，阿里语音识别云用于接收音频数据识别后发文本返回，智能语音交互模块用于接收到老人的音频数据后，与老人智能通话，询问是否需要帮助，识别跌倒状态真实性控制播放预设语音转发现场语音数据至阿里语音识别云，云服务器根据返回结构进行业务逻辑跳转，语音分系统包括有语音播放和采集子系统、语音数据转化和存储子系统、语音传输系统，语音播放和采集子系统主要实现本地的语音播放和采集，语音数据转化和存储子系统主要实现语音数据的转化和存贮，语音传输系统主要实现和后端云服务器的数据通讯；语音播放和采集子系统系统采用i2s与i2c接口与主控处理器进行控制和连接，完成相关语音播放和采集的功能；系统前期采用独立播放和拾音的双通道方式，便于根据实际情况修正相关参数，语音数据转化和存储子系统主要是完成两个通道的数据处理，一部分是本地拾音数据的转化；本地通过i2s的接口收到的语音数据，需要转换成固定格式的语音数据块以方便传输，语音数据编码采用pcm编码，16bit，24khz，mono，小端格式，服务器下发数据也按照上述编码格式下载，本地缓存500ms数据后进行后续工作，语音传输系统设备作为udp的客户端，连接特定的服务器udp端口，建立udp链接，音频传输采用udp接口协议，接口简单容易实现，协议定义：headid(设备id)音频数据fcs“ztt”0x1111pcm编码数据crc16
如图4-5所示，云服务器由客服人员监管，如果老人对问询语音没有应答，或者人工智能系统确认老人跌倒，云管理系统向客服人员发出报警，客服人员在收到报警后，可以接管对讲装置直接与老人对话，并要求护理人员前往老人所在房间提供救助，传感器接受到打开语音的命令后，接受服务器发来的语音问询数据，再进行拾音工作，并按照音频流格式上传相关数据至云服务器，服务器得到拾音语音信号后，可进行后端处理，比如语音和语义识别，再决定下一步操作，是否引入人工客服的逻辑由服务器后端处理决定，毫米波雷达传感器监测到老人跌倒的行为以后，首先会启动一段问询语音，问老人是否跌倒，如果老人语音回复了，那么回复的语音就会被上传至云服务器，由云服务器里的阿里语音识别云和自然分析系统，对回复的语音加以分析，并通过智能语音交互模块发出语音与老人对话，以确认老人是否需要帮助，如果老人对问询语音没有应答，那么监测设备就会通过云服务器，向客服人员发出报警，客服人员在收到报警后，可以接管对讲装置直接与老人对话，并要求护理人员前往老人所在房间提供救助，通过人工智能语音交互的方式，对跌倒报警进行二次确认，可以大大减少错误报警，提高护理和救助的效率和准确性，有效避免错误报警，导致护理人员无效行动，影响其他更紧迫的工作。
19.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，其特征在于：包括扬声器、双向对话麦克风、数字音频转换模块、无线模块、毫米波雷达传感器、锂电池和云服务器；所述毫米波雷达传感器检测跌倒状态发出跌倒信号给云服务器，接收云服务器的控制指令上传音频数据，所述云服务器里对回复的语音加以分析，并通过双向对话麦克风和扬声器与老人对话，确认老人是否需要帮助；所述数字音频转换模块用于音频与数字信号之间的音频转换，将设备端的语音转化为数字信号发送至云服务器，同时云服务器发出的数字信号也能传化为音频从所述扬声器传出，所述语音分析系统配合云服务器进行相关去伪处理后选择是否接通语音通道以完成语音的对讲；所述服务器得到拾音语音信号后，可进行后端处理，所述锂电池用于为监测设备供电；所述无线模块用于无线传输数据。2.根据权利要求1所述的一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，其特征在于：所述云服务器包括有阿里语音识别云、语音分析模块、智能语音交互模块，所述阿里语音识别云用于接收音频数据识别后发文本返回，所述智能语音交互模块用于接收到老人的音频数据后，与老人智能通话，询问是否需要帮助。3.根据权利要求2所述的一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，其特征在于：所述语音分系统包括有语音播放和采集子系统、语音数据转化和存储子系统、语音传输系统，所述语音播放和采集子系统主要实现本地的语音播放和采集，所述语音数据转化和存储子系统主要实现语音数据的转化和存贮，所述语音传输系统主要实现和后端云服务器的数据通讯。4.根据权利要求3所述的一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，其特征在于：所述语音播放和采集子系统系统采用i2s与i2c接口与主控处理器进行控制和连接，完成相关语音播放和采集的功能；系统前期采用独立播放和拾音的双通道方式，便于根据实际情况修正相关参数。5.根据权利要求3所述的一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，其特征在于：所述语音数据转化和存储子系统主要是完成两个通道的数据处理，一部分是本地拾音数据的转化；本地通过i2s的接口收到的语音数据，需要转换成固定格式的语音数据块以方便传输，语音数据编码采用pcm编码，16bit，24khz，mono，小端格式，服务器下发数据也按照上述编码格式下载，本地缓存500ms数据后进行后续工作。6.根据权利要求3所述的一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，其特征在于：所述语音传输系统设备作为udp的客户端，连接特定的服务器udp端口，建立udp链接，音频传输采用udp接口协议。7.根据权利要求1所述的一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，其特征在于：所述云服务器由客服人员监管，如果老人对问询语音没有应答，或者人工智能系统确认老人跌倒，所述云管理系统向客服人员发出报警，所述客服人员在收到报警后，可以接管对讲装置直接与老人对话，并要求护理人员前往老人所在房间提供救助。8.根据权利要求1所述的一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，其特征在于：所述传感器接受到打开语音的命令后，接受服务器发来的语音问询数据，再进行拾音工作，并按照音频流格式上传相关数据至云服务器，所述服务器得到拾音语音信号后，可进行后端处理，再决定下一步操作，是否引入人工客服的逻辑由服务器后端处理决定。

技术总结

本发明提供一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，涉及人工智能领域。该一种采用人工智能语音交互方式的老人跌倒监测装置，包括扬声器、双向对话麦克风、数字音频转换模块、无线模块、毫米波雷达传感器、锂电池和云服务器，毫米波雷达传感器检测跌倒状态发出跌倒信号给云服务器，接收云服务器的控制指令上传音频数据，所述云服务器里对回复的语音加以分析。通过毫米波雷达传感器监测到老人跌倒的行为以后，问老人是否跌倒，由云服务器里对回复的语音加以分析，并发出语音确认老人是否需要帮助，若没有应答，客服人员可以接管对讲装置直接与老人对话，并要求护理人员前往老人所在房间提供救助。人所在房间提供救助。人所在房间提供救助。