一种蓝牙智能设备语音交互系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及蓝牙通信技术领域，尤其涉及一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互方法及系统，包括智能移动终端、蓝牙智能设备、云服务器；蓝牙智能设备包括SPP/BLE数据传输模块、电源管理模块；智能移动终端包括网络传输模块、SPP/BLE数据传输模块；云服务器包括网络传输模块；智能移动终端与蓝牙智能设备建立蓝牙连接并传输数据；智能移动终端与云服务器相连接并上传数据；智能移动终端通过蓝牙智能设备播报云端的回复。有益效果：解决现有技术蓝牙智能设备与智能手机APP音频数据传输通道单一和SCO的系统兼容性的问题，实现音频数据多通道传输，提高系统的稳定性和交互响应时间，保证了音频数据传输的高效性和节能性，满足了对高质量音频传输的需求，改善用户体验。

A Bluetooth Intelligent Device Voice Interaction System and Method

The invention relates to the field of Bluetooth communication technology, in particular to an Opus-based voice interaction method and system for Bluetooth smart devices, including smart mobile terminals, Bluetooth smart devices, cloud servers; Bluetooth smart devices include SPP/BLE data transmission module, power management module; smart mobile terminals include network transmission module, SPP/BLE data transmission module; cloud servers include Network transmission module; Bluetooth connection and data transmission between smart mobile terminal and Bluetooth smart device; Connection and upload of data between smart mobile terminal and cloud server; Smart mobile terminal broadcasts cloud response through Bluetooth smart device. Beneficial effect: Solve the problem of single channel and SCO compatibility between Bluetooth intelligent device and smart phone APP audio data transmission, realize multi-channel transmission of audio data, improve the stability and interactive response time of the system, ensure the efficiency and energy saving of audio data transmission, meet the needs of high-quality audio transmission and improve user experience.

【技术实现步骤摘要】
一种蓝牙智能设备语音交互系统及方法
本专利技术涉及蓝牙通信
，尤其涉及一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互方法及系统。
技术介绍
随着数字无线音频传输技术的发展，蓝牙设备得到了广泛使用，具有语音交互系统的蓝牙智能终端已日渐普及，给我们的生活带来很大的便利各乐趣。用户只要对蓝牙智能终端按规定格式讲出某项要求，例如想要听歌或是拨打电话等，系统便会依据使用者的语音信号，采取对应的动作。当前，由于蓝牙智能终端一般不具备互联网能力，而是借助手机的移动互联的功能，实现语音交互。流程：蓝牙智能终端采集音频，然后通过蓝牙SCO（SynchronousConnectionOrientedlink，面向连接的同步链路）把音频数据传递给手机APP。然而，现有技术也面临一些问题亟待解决：手机蓝牙SCO通道只有一个，在语音数据传输的过程中，来电或其他系统级的请求，SCO通道就会被占用，导致语音数据提交失败，因手机的厂家众多，批次也多，存在着蓝牙兼容性问题，无法灵活扩展，影响用户体验；音频传输带受限，无法传输高质量音频，导致传输至云端的音频数据失真严重，间接降低了云端的识别效果。由于现有蓝牙设备与智能手机APP音频数据传输方式的鲁棒性和可靠性较差，因此，有必要提供一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互方法及系统，来解决蓝牙智能终端与手机APP音频数据传输通道单一和SCO的系统兼容性的问题，提高系统的稳定性，满足了对高质量音频传输的需求，改善用户体验。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统及方法，解决现有相关技术中的蓝牙智能设备与智能手机APP音频数据传输通道单一和SCO的系统兼容性的问题，实现音频数据多通道传输，提高系统的稳定性和交互响应时间，保证了音频数据传输的高效性和节能性，满足了对高质量音频传输的需求。具体技术方案为：一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统，包括智能移动终端、蓝牙智能设备、云服务器；所述蓝牙智能设备包括SPP/BLE数据传输模块、电源管理模块；所述智能移动终端包括网络传输模块、SPP/BLE数据传输模块；所述云服务器包括网络传输模块；智能移动终端与蓝牙智能设备建立蓝牙连接并传输数据；智能移动终端与云服务器相连接并上传数据；智能移动终端通过蓝牙智能设备播报云端的回复。一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统运作方法，步骤为：步骤一、智能移动终端与蓝牙智能设备通过SPP/BLE数据传输模块建立蓝牙连接；步骤二、蓝牙智能设备通过SPP/BLE数据传输模块的发送控制指令数据及经Opus编码后的PCM音频流数据给智能移动终端；步骤三、智能移动终端根据收到数据进行区分控制指令数据和音频流数据，若是控制指令则给予对应的回应，若是音频流数据，需要按约定好的参数进行Opus解码；步骤四、智能移动终端通过网络传输模块将解码后的PCM音频数据上传到云端的云服务器作解析；步骤五、云端结合蓝牙智能设备、智能移动终端、云服务器三方的VAD判断是否停止录音采集；步骤六、智能移动终端通过蓝牙智能设备的A2DP通道播报云端的回复。优选的，一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统运作方法步骤一具体为：打开智能移动终端，根据预置的UUID及名称自动过滤UUID和蓝牙名称并建立与蓝牙智能设备的BLE或SPP数据通道连接。优选的，一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统运作方法步骤二具体为：蓝牙智能设备向移动智能终端上传数据分为两种：Header格式：位数（bit）长度（bit）描述154版本号115数据标记，0为控制指令数据，1为音频流数据66保留01长度位，0为1个字节的长度，1为2个字节的长度8/16长度负载，Payload根据上述定义控制指令数据，Header数据，即开头两个字节为：0x10,0x00音频流数据，Header数据，即开头两个字节为：0x10,0x80数据格式：控制指令数据：Header+定义的指令（如开始录音）音频流数据：Header+Opus编码后的音频数据即当蓝牙智能设备启动录音时，先向移动智能终端发送启动控制指令，待收到移动智能终端的应答指令后，开始发送音频流数据；此音频流数据为经Opus编码后的音频数据，音频数据参数为采样率16kpbs、单声道、16bit。Opus编码初始化如下：encoder=opus_encoder_create(SAMPLING_RATE,CHANNELS,OPUS_APPLICATION_VOIP,&err);if(err<0){return0;}opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_VBR_REQUEST,0);opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_BITRATE_REQUEST,SAMPLING_RATE);opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_SIGNAL_REQUEST,OPUS_SIGNAL_VOICE);opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_COMPLEXITY_REQUEST,0);opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_EXPERT_FRAME_DURATION(OPUS_FRAMESIZE_20_MS))。优选的，一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统运作方法步骤三具体为：移动智能终端从蓝牙数据连接通道接收数据；移动智能终端从缓存数据中读取数据，根据Header定义来区分是控制指令数据还是音频流数据；若是控制指令数，则APP需对该指令作出回应，即应答指令；若是音频流数据，则需要经过Opus解码，然后将音频数据上传到云端；首先，初始化Opus解码decoder=opus_decoder_create(SAMPLING_RATE,CHANNELS,&err);if(err<0){return0;}opus_decoder_ctl(decoder,OPUS_SET_VBR_REQUEST,0);opus_decoder_ctl(decoder,OPUS_SET_BITRATE_REQUEST,SAMPLING_RATE);opus_decoder_ctl(decoder,OPUS_SET_SIGNAL_REQUEST,OPUS_SIGNAL_VOICE);opus_decoder_ctl(decoder,OPUS_SET_COMPLEXITY_REQUEST,0);opus_decoder_ctl(decoder,OPUS_SET_EXPERT_FRAME_DURATION(OPUS_FRAMESIZE_20_MS));接着，根据Header中的Payload长度提取编码后的数据进行解码：intopusLength=block[2];//真正opus数据长度byte[]opusBlock=newbyte[opusLength];System.arraycopy(block,3,opusBlock,0,opusLength);//mPcmBuf为解码后的数据intdecode=mOpusDecoder.decode(opusBloc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统，其特征在于：包括智能移动终端、蓝牙智能设备、云服务器；所述蓝牙智能设备包括SPP/BLE数据传输模块、电源管理模块；所述智能移动终端包括网络传输模块、SPP/BLE数据传输模块；所述云服务器包括网络传输模块；智能移动终端与蓝牙智能设备建立蓝牙连接并传输数据；智能移动终端与云服务器相连接并上传数据；智能移动终端通过蓝牙智能设备播报云端的回复。

【技术特征摘要】
1.一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统，其特征在于：包括智能移动终端、蓝牙智能设备、云服务器；所述蓝牙智能设备包括SPP/BLE数据传输模块、电源管理模块；所述智能移动终端包括网络传输模块、SPP/BLE数据传输模块；所述云服务器包括网络传输模块；智能移动终端与蓝牙智能设备建立蓝牙连接并传输数据；智能移动终端与云服务器相连接并上传数据；智能移动终端通过蓝牙智能设备播报云端的回复。2.根据权利要求1所述的一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统运作方法，步骤为：步骤一、智能移动终端与蓝牙智能设备通过SPP/BLE数据传输模块建立蓝牙连接；步骤二、蓝牙智能设备通过SPP/BLE数据传输模块的发送控制指令数据及经Opus编码后的PCM音频流数据给智能移动终端；步骤三、智能移动终端根据收到数据进行区分控制指令数据和音频流数据，若是控制指令则给予对应的回应，若是音频流数据，需要按约定好的参数进行Opus解码；步骤四、智能移动终端通过网络传输模块将解码后的PCM音频数据上传到云端的云服务器作解析；步骤五、云端结合蓝牙智能设备、智能移动终端、云服务器三方的VAD判断是否停止录音采集；步骤六、智能移动终端通过蓝牙智能设备的A2DP通道播报云端的回复。3.根据权利要求2所述的一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统运作方法，其特征在于，步骤一具体为：打开智能移动终端，根据预置的UUID及名称自动过滤UUID和蓝牙名称并建立与蓝牙智能设备的BLE或SPP数据通道连接。4.根据权利要求2所述的一种基于Opus的蓝牙智能设备语音交互系统运作方法，其特征在于，步骤二具体为：蓝牙智能设备向移动智能终端上传数据分为两种：Header格式：根据上述定义控制指令数据，Header数据，即开头两个字节为：0x10,0x00音频流数据，Header数据，即开头两个字节为：0x10,0x80数据格式：控制指令数据：Header+定义的指令（如开始录音）音频流数据：Header+Opus编码后的音频数据即当蓝牙智能设备启动录音时，先向移动智能终端发送启动控制指令，待收到移动智能终端的应答指令后，开始发送音频流数据；此音频流数据为经Opus编码后的音频数据，音频数据参数为采样率16kpbs、单声道、16bit；Opus编码初始化如下：encoder=opus_encoder_create(SAMPLING_RATE,CHANNELS,OPUS_APPLICATION_VOIP,&err);if(err<0){return0;}opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_VBR_REQUEST,0);opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_BITRATE_REQUEST,SAMPLING_RATE);opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_SIGNAL_REQUEST,OPUS_SIGNAL_VOICE);opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_COMPLEXITY_REQUEST,0);opus_encoder_ctl(encoder,OPUS_SET_EXPERT_FRAME_DURATION(OPUS_FRAM...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宗云，
申请(专利权)人：厦门市思芯微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35