一種語音交互式氣象知識科普裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種語音交互式氣象知識科普裝置。所述裝置包括科普展示裝置、遠程控制計算機和無線通信網(wǎng)絡(luò)；所述遠程控制計算機與所述科普展示裝置分別接入所述無線通信網(wǎng)絡(luò)；所述科普展示裝置包括主控模塊、語音模塊、氣象要素采集模塊、語音采集模塊、觸摸屏顯示模塊和無線通信模塊；所述主控模塊分別與語音模塊、氣象要素采集模塊、語音采集模塊、觸摸屏顯示模塊連接，主控模塊通過無線通信模塊接入無線通信網(wǎng)絡(luò)。本實用新型通過語音方式詢問氣象信息及知識，實現(xiàn)人機對話；通過觸摸屏查詢氣象信息知識。本系統(tǒng)使得氣象科普方式多樣化，采用文字方式、圖片方式和視頻方式顯示給用戶，有利于氣象事業(yè)的普及化和大眾化。
【專利說明】一種語音交互式氣象知識科普裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于氣象領(lǐng)域，涉及一種語音交互式氣象知識科普裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氣象事業(yè)是科技型、基礎(chǔ)性社會公益事業(yè)。隨著我國氣象事業(yè)的發(fā)展，初步建立了天氣、氣候和科研體系，提高了氣象監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)測和服務(wù)水平，在經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展和國防建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。但是，大多數(shù)人除了關(guān)注天氣預(yù)報，對氣象事業(yè)的其它方面關(guān)注度并不高，其主要原因有:氣象知識的普及化還不高，氣象事業(yè)科技自主創(chuàng)新能力不強，宣傳和實施方面還缺少具有個性化色彩的手段。
[0003]傳統(tǒng)的氣象知識宣傳是通過在公眾場合發(fā)放宣傳冊或在宣傳欄張貼宣傳頁的方式，這種方式缺乏趣味性，并且宣傳欄需要定期更換和清理，造成人力資源和物力資源的浪費，不符合建設(shè)節(jié)約型社會的基本國策。如何提高宣傳的趣味性和普及度，是一個值得研究的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種語音交互式氣象知識科普裝置。所述裝置支持無線遠程控制與信息傳輸，可實現(xiàn)人機對話、氣象知識查詢和氣象信息采集與播報等功能。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種語音交互式氣象知識科普裝置，包括科普展示裝置、遠程控制計算機，所述遠程控制計算機與所述科普展示裝置通過無線通信網(wǎng)絡(luò)相連接；
[0007]所述科普展示裝置包括主控模塊、語音模塊、氣象要素采集模塊、語音采集模塊、觸摸屏顯示模塊和無線通信模塊；
[0008]所述主控模塊分別與語音模塊、氣象要素采集模塊、語音采集模塊、觸摸屏顯示模塊連接，主控模塊通過無線通信模塊接入無線通信網(wǎng)絡(luò)。
[0009]所述語音模塊包括語音識別模塊和語音合成模塊。
[0010]觸摸屏顯示模塊包括氣象科普裝置的操作界面，所述操作界面包括科普知識查詢、氣象要素信息和控制命令。
[0011]所述氣象要素采集模塊包括溫度濕度傳感器、風速風向傳感器和雨量傳感器；所述氣象要素采集模塊通過A/D轉(zhuǎn)換器與所述主控模塊連接。
[0012]有益效果:本實用新型提出了一種語音交互式氣象知識科普裝置。所述裝置將傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、語音識別技術(shù)等融為一體，并緊密結(jié)合氣象要素采集和播報、氣象知識查詢和宣傳等氣象業(yè)務(wù)，突出了本裝置的氣象特點。通過語音方式詢問氣象信息及知識，實現(xiàn)人機對話；通過觸摸屏查詢氣象信息知識。本裝置使得氣象科普方式多樣化，可采用文字方式、圖片方式和視頻方式顯示給用戶，有利于氣象事業(yè)的普及化和大眾化?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型一種語音交互式氣象知識科普裝置框圖。
[0014]圖2是科普展示裝置框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖，詳細描述本實用新型所述的一種語音交互式氣象知識科普裝置。
[0016]如圖1所示，包括科普展示裝置和遠程控制計算機，兩者通過無線通信網(wǎng)絡(luò)通信。
[0017]科普展示裝置放置在展覽廳或公眾場合如圖2所示，主要包括主控模塊、語音模塊、氣象要素采集模塊、語音采集模塊、觸摸屏顯示模塊和無線通信模塊。
[0018]所述主控模塊由內(nèi)嵌式工控機和數(shù)據(jù)采集卡組成，內(nèi)嵌式工控機集成了 CPU、內(nèi)存、硬盤、串口、并口、AD/DA、I/0、PC1、網(wǎng)絡(luò)、VGA和8路USB 2.0接口等，采用了標準的數(shù)據(jù)總線與載體其它模塊或者外接模塊進行數(shù)據(jù)通訊；控制模塊主要對傳感信息，視頻和語音輸入信息和其它模塊產(chǎn)生的信息進行分析處理后，發(fā)出指令給相應(yīng)模塊完成各自工作。
[0019]所述主控模塊與語音模塊相連，語音模塊接收主控模塊傳遞的語音數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行語音識別和語音合成，并將處理好的數(shù)據(jù)交由主控模塊保存處理；主控模塊與氣象要素采集模塊相連，氣象要素采集模塊采集當前環(huán)境氣象數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)發(fā)送至主控模塊處理；主控模塊與語音采集模塊相連，用于接收使用者傳遞的語音信息并對數(shù)據(jù)進行處理。主控模塊與觸摸屏顯示模塊相連，主控模塊可通過觸摸屏顯示模塊顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，并接收觸摸屏顯示模塊輸入的數(shù)據(jù)或控制命令。主控模塊和無線通信模塊相連，無線通訊模塊用于接收來自遠程控制計算機發(fā)送的控制信息，并將控制信息發(fā)送至主控模塊，由主控模塊控制整個裝置的工作。
[0020]所述語音采集模塊，參觀者通過麥克風進行語音輸入，但是輸入的信號為模擬信號，通過語音采集模塊將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并將數(shù)據(jù)傳輸給主控模塊處理。
[0021]所述氣象要素采集模塊包括:溫度傳感器、濕度傳感器、風速傳感器、風向傳感器、雨量傳感器、和氣壓傳感器，用于對風向、風速、雨量、氣溫、相對濕度和氣壓等氣象要素進行現(xiàn)場實時監(jiān)測。設(shè)置專用芯片及外圍電路能夠進行數(shù)據(jù)采樣、處理、存儲及數(shù)據(jù)傳輸，并通過RS232串口與主控模塊通訊連接。對于模擬信號，將該信號接入專用的數(shù)據(jù)采集卡，結(jié)合固定的數(shù)據(jù)處理程序獲得測量對象的測量值；對于數(shù)字信號，經(jīng)串口輸入，根據(jù)該信號的輸入格式，直接分析測量對象的測量值。
[0022]所述語音模塊采用科大訊飛的InterPhonic語音系統(tǒng)對輸入語音信息進行語音識別，并通過語音合成功能將語音庫中匹配的文字信息實時轉(zhuǎn)換成連續(xù)的語音，通過語音輸出裝置輸出。語音模塊主要組件包括:語音合成運行庫，包含運行合成裝置需要的資源、管理工具和演示程序；語音合成開發(fā)包，包含開發(fā)需要的聲明、接口文檔和示例程序源碼；加密鎖，用于防止非法拷貝和控制證書(License)數(shù)量。語音模塊可以對知識問答，日常對話，語音控制等語音信息進行處理并做相應(yīng)語音輸出。
[0023]所述無線通訊模塊用于管理科普展示裝置與遠程控制計算機的無線通訊。該模塊使用USB無線網(wǎng)卡連接無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與相互遠程控制計算機的通訊。
[0024]所述觸摸屏顯示模塊，安裝觸摸屏顯示器。用戶使用Java語言設(shè)計Web版的用戶界面，通過該界面可以查詢氣象要素信息，介紹氣象科普知識，旅游城市天氣查詢及相關(guān)氣候信息查詢(動態(tài)更新)，也可以通過該界面實現(xiàn)裝置相關(guān)的控制指令。
[0025]科普展示裝置和遠程控制計算機通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行通信，無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線路由器采用TP-Link，無線傳輸速率達到300兆，具有良好穩(wěn)定的無線通信能力。
[0026]遠程控制計算機放置在后臺控制室內(nèi)，采用筆記本或臺式機通過無線網(wǎng)絡(luò)與氣象科普展示裝置進行通信。管理員可通過遠程控制計算機對科普展示裝置進行遠程數(shù)據(jù)更新、刪除或添加?？蛻舳顺绦虿捎肑AVA語言編寫。
[0027]氣象科普知識展現(xiàn)方式多樣，包括文字展現(xiàn)、圖片展現(xiàn)和視頻展現(xiàn)。
[0028]參觀者使用麥克風進行語音輸入，語音采集模塊將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，交由主控模塊處理。主控模塊將處理好的語音信息送給語音識別模塊進行語音識別，根據(jù)識別的語義主控模塊控制語音輸出模塊進行語音合成輸出，實現(xiàn)人機語音交互。參觀者也可以通過點擊觸摸屏，實現(xiàn)科普知識查詢、氣象信息查詢等功能。
【權(quán)利要求】
1.一種語音交互式氣象知識科普裝置，其特征在于，包括科普展示裝置、遠程控制計算機； 所述遠程控制計算機與所述科普展示裝置通過無線通信網(wǎng)絡(luò)相連接； 所述科普展示裝置包括主控模塊、語音模塊、氣象要素采集模塊、語音采集模塊、觸摸屏顯示模塊和無線通信模塊； 所述主控模塊分別與語音模塊、氣象要素采集模塊、語音采集模塊、觸摸屏顯示模塊連接，主控模塊通過無線通信模塊接入無線通信網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種語音交互式氣象知識科普裝置，其特征在于，所述語音模塊包括語音識別模塊和語音合成模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的一種語音交互式氣象知識科普裝置，其特征在于，所述氣象要素采集模塊包括溫度濕度傳感器、風速風向傳感器和雨量傳感器；所述氣象要素采集模塊通過A/D轉(zhuǎn)換器與所述主控模塊連接。
【文檔編號】G08C17/02GK203503184SQ201320417508
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】楊樂, 高超, 王伯 申請人:南京信息工程大學