AI智能音箱技术方案开发

随着智能科技的不断发展，我们身边的产品随时都能被攻城狮们赋予智慧。比如我们传统的家居音箱，以前它只能连接电脑或者手机蓝牙来当成外置扬声器播放，而现在它被程序猿赋予了更加人性化的的操作和功能，可以与无线网络连接，在线点播音乐、手机操控、语音交互等，成为了现下最为火爆的智能AI音箱，为我们带来了全新的娱乐体验。许多商家都开始发布了自家的AI智能音箱产品，一场大战已经打响，市面上玲琅满目的AI音箱都奔赴在路上，有些因为质量不好而被淘汰，也有出色的在竞争中脱颖而出。从外观上看，首先采用锥体的造型设计，搭配曜石黑的颜色，底部还有炫彩情景灯，看起来就有一种高端的奢华感，用来当作家庭装饰也会显得别具一格。

目录

一、AI智能音箱方案介绍

二、AI智能音箱的优点

三、AI智能音箱技术设计方案

四、AI智能音箱功能介绍

五、AI智能音箱APP开发

六、AI智能音箱的特点

七、AI智能音箱的工作原理

八、AI智能音箱使用方法

九、AI智能音箱市场发展现状

十、AI智能音箱发展前景

正文

一、AI智能音箱方案介绍

AI智能音箱，是一个音箱升级的产物，是家庭消费者用语音进行上网的一个工具，智能音响具备智能语音交互系统、互联网服务内容，同时，可扩展更多设备、内容接入的智能终端产品。智能音响是在传统音响的基础上增加了智能化功能，AI智能音箱采用的是WI-FI网络连接方式，可完全脱离手机、平板等智能设备后自主播放各种影音，无需依附于任何外在设备，这也是它与蓝牙音箱使用上最大不同。另一方面可提供音乐、有声读物等内容服务、APP应用等互联网服务，同时实现场景化智能家居控制。作为新的智能硬件产品，智能音响市场规模巨大。它是家庭消费者用语音进行上网的一个工具，比如点播歌曲、上网购物，或是了解天气，它也可以对智能家居设备进行控制，比如打开窗帘、设置冰箱温度、提前让热水器升温等。一句话概括就是，AI智能音箱未来将有无限可能。

　　二、AI智能音箱的优点

AI智能音箱是人工智能与传统音箱结合的产物。其基本原理是用户使用自然语言与机器(即音箱)交流，音箱通过识别用户的语音指令完成相应任务，如点播音乐、收听新闻、设置日程、查询信息等。

1、音质：音质对于任何一台音响来说，都是衡量好坏的标准。好的音箱在一支张动态范围大的乐曲中，能够明显辨听出其低音份量与高音份量的瞬间动态爆发力。以至于其音色冷、暖，细腻程度、乐曲层次分明都能表现出来。

2、稳定性：当设备一旦被冠上“智能“的名号以后，由于无线连接存在不确定的干扰因素，所以稳定性对于一台AI智能音箱来说也至关重要，谁会希望欣赏一首歌时，断断续续呢?

3、外观：音箱是摆在家中的一种饰品，外观好看的音箱确实比较赏心悦目，除了音质要好以外，对于外观造型，我们当然也要有所追求。

4、易用性：其实一台AI智能音箱需要考虑的是易用性，无论是蓝牙连接，还是WiFi连接，最最重要就是容易连接上，连接过程需要简单不繁琐，才能给你较好的体验。

　　三、AI智能音箱技术设计方案

目前市场上类似AI智能音箱的产品只具有简单的语音交互、音乐播放功能、手机APP 控制功能，在实际使用过程中这些产品只能相当于一个带语音功能的无线音响，产品功能比较单一，无法满足人们越来越高的使用需求。为了克服现有技术中存在的不足，我爱物联网提供一种能够发出全彩LED光、具备人工智能语音交互功能且能够实时监测环境参数的多功能AI智能音箱。

1、AI智能音箱技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供一种多功能AI智能音箱系统，其特征在于：包括控制系统，控制系统分别连接着触摸板、麦克风处理模块、RF接收模块、 OLED显示模块、喇叭、LED驱动系统、语音模块以及无线接收模块，LED驱动系统通过LED线排连接着LED灯，控制系统通过无线接收模块连接着手机APP，RF接收模块与RF发射器相配合用于无线接收RF发射器发射出的实时探测数据。

2、AI智能音箱系统的设计原理为

LED灯能够发出全彩LED光，通过在OLED显示模块上进行调节设置，可将音箱所处的房间内营造出自己偏爱的感情色彩;RF发射器能够通过传感器探测到周围环境中的温度、湿度、二氧化碳浓度、总挥发性有机物浓度、PM25、 PM10的实时数据，并且发送给RF接收模块，RF接收模块将接收到的数据传递给控制系统，控制系统通过无线接收模块将实时数据传送至用户的手机APP，用户可以通过手机APP设定环境参数的监控临界值，当环境参数超过临界值时，手机APP会进行自动报警，提醒用户当前的环境健康状况，另外用于也可以通过手机APP上选择需要播放的曲目并且通过无线传播给无线接收模块，无线接收模块将数据传递给控制系统，控制系统经过麦克风处理模块进行音频功率放大处理后，通过喇叭播放相应的曲目;语音模块的设置使得本系统具备了人工智能语音交互功能，用户可以通过语音模块询问一些科技、人文相关的知识、播放音乐、或者控制家居中的设备，使得人们在寂寞的时候可以把她当做一个小孩去交流，在一定程度上释放人们的情感压力。

3、AI智能音箱技术特征

1)包括控制系统，控制系统分别连接着触摸板、麦克风处理模块、RF接收模块、OLED显示模块、喇叭、LED驱动系统、语音模块以及无线接收模块，LED驱动系统通过LED线排连接着LED灯，控制系统通过无线接收模块连接着手机APP，RF接收模块与RF发射器相配合用于无线接收RF发射器发射出的实时探测数据。

2)控制系统和LED驱动系统均连接着电源适配器。

3)手机APP通过WiFi与无线接收模块相连。

4)包括相互连接在一起灯罩和网罩，灯罩的顶端设置有顶盖，网罩的底部设置有底座，网罩内设置有主板，主板连接着喇叭和灯板，灯罩内设置有光扩散罩，灯板位于光扩散罩内，顶盖和灯罩之间从上往下依次设置有触摸板、语音模块和RF接收板，触摸板、语音模块和RF接收板均连接着主板，网罩的外表面设置有OLED屏，OLED屏连接着主板，OLED屏上设置有OLED亮窗。

　　四、AI智能音箱功能介绍

目前AI智能音箱已经拥有非常丰富的功能了，但是对于AI智能音箱整体的行业来说，AI智能音箱依然处于初级阶段，最常用的功能还是听音乐，其他方面还需要进一步的完善，才能真正应用于日常生活。

1、语音交互功能

语音交互一直是AI智能音箱最为核心的优势。设计师在AI智能音箱的语音交互方面进行了深入的研究，增强其对于自然语义的理解，让用户可以通过语音来操控AI智能音箱，从最基本的语音点歌，到相对比较复杂的上网购物，甚至是对智能家居的所有设备进行控制。

2、有声资源播放

音箱作为一种播放载体，自然离不开内容的支撑，而对于AI智能音箱来说，内容不再仅仅只是音乐一种，而是包括各类有声资源，如读书会、蜻蜓FM电台等。

3、智能家居控制

AI智能音箱一直被看作是未来的家庭智能控制终端，它将会作为一个万能的语音遥控器，控制灯光、窗帘、电视、空调、洗衣机、电饭煲等智能家居设备，对智能家居来说，仅仅使用手机APP操控并不符合物联网的最终概念，语音交互才是理想模式。这个功能的实现还需家居设备支持不过现在智能家居设备还未普及，AI智能音箱的控制终端之路还漫长。

4、生活O2O服务

生活服务也是AI智能音箱非常重要的一方面功能，可以通过与支付宝口碑、滴滴出行等第三方应用的合作，提供查询周边、餐厅促销信息、路况、火车、机票、酒店等信息。

通过自身依靠的强大电商平台，用户通过语音可以在音箱上是实现购物，或者借助第三方应用，实现其他类型的O2O服务。比如：打车、订机票、餐厅、查物流等，可以在不打开手机的情况下，进一步方面人们的生活。

5、生活小工具

基于家庭的使用场景，AI智能音箱还开发了一些非常实用的小工具。

如有些AI智能音箱，它拥有如计算器、单位换算、查限行、星座运势、留言机等小工具，在日常生活中用途还是很多的，而且相比人们常用的智能手机，AI智能音箱只需“动嘴”，自然也会更加方便。

目前AI智能音箱已经拥有非常丰富的功能了，但是对于AI智能音箱整体的行业来说，AI智能音箱依然处于初级阶段，最常用的功能还是听音乐，其他方面还需要进一步的完善，才能真正应用于日常生活。

　　五、AI智能音箱APP开发

智能硬件设备不仅仅再是机械化的操作，通过现在的智能硬件结合软件的方式为现在的硬件的设备赋予了更多的智慧元素。智能音响APP开发是现在智能音响直接通过APP或者是移动互联网方式，更好地满足到服务的需求，就像很多远程操作的方式直接使用智能音响。

AI智能音箱APP开发有以下功能：

1、一键播放：音乐频道(音乐、儿童、培训、听书、情感、广播等)、音乐管理(我喜欢、本地音乐、最近播放、收藏声音)、自建歌单、搜索

2、播放控制：收藏、上一首、播放、下一首、播放顺序、分享、音量调节

3、智能生活：热门场景、我的消息、个性化闹钟、智能家居

4、WIFI连接，播放音乐：下载手机APP后，可实现一键连接WIFI，比蓝牙音箱传输速率更快，无细节损失，抗干扰能力更强，无论室内还是室外都可以轻松使用;

5、智能语音交互：配合手机APP语音控制，实现人性化的语音控制，语音控制搜索、播放、切换或暂停歌曲;

6、在线音乐系统：连接设置、音乐的收藏和分享，一个APP全部搞定，随时获取海量音乐及电台内容，让用户可以轻松点播所喜爱的内容;

3、APP远程遥控：通过AI智能音箱APP可以远程控制音乐播放，并可以完成曲目播放、音量调节、一键收藏等功能;

　　六、AI智能音箱的特点

AI智能音箱是目前市场上最好的消费级AI产品之一，它将多项人工智能技术进行创新融合，从技术难度上来说并不是顶尖的，但能让普通人也享受到科技的乐趣。

1、AI智能音箱的控制方式 ：普通音箱一般通过遥控器、机身按钮进行控制。

而AI智能音箱是可以以移动端应用作为控制中心，进行操控，此外也会兼容手势识别、语音控制等控制方式，以简单有效地传递指令，增强用户体验。目前AI智能音箱的人机交互是最新的使用方式，语音交互在未来控制端是大势所趋。

2、AI智能音箱的通信手段：通过蓝牙、Wi-Fi、NFC等来传递数据。NFC可瞬间连接，过程简单直接。蓝牙和Wi-Fi的信息传输，在传输质量上平分秋色，在成本上Wi-Fi略高。

3、AI智能音箱的增值功能：会根据消费群体的一些痛点需求，集成增值功能，较常见的有集成闹钟、收音机、播报天气等功能，也有集成智能朗读、智能座机、甚至智能语音机器人助手来进行语音购物、语音信息查询等功能。

　　七、AI智能音箱的工作原理

AI智能音箱不仅仅是音箱，它是新一代的人机交互的入口。它以蓝牙音箱的形式集成了播放网络音乐、查询各类信息、语音娱乐互动甚至控制智能家电等功能于一身。依托这些年来人工智能和语音识别技术的高速发展，如今的AI智能音箱可以对用户的语音指令进行正确且及时的反馈。下面分别阐述AI智能音箱两大功能是如何实现的：

1)AI智能音箱提供内容和服务的工作原理：假设消费者向AI智能音箱发出“查询A到B的机票”的指令，AI智能音箱的语音交互系统通过语音算法本地处理单元和音频解码单元收集语音、降噪、识别唤醒词、将语音信号转为数字信号，之后将处理后的数字信号上传至云端服务器，云端服务器将进行语音数字编码识别和语义理解，随后通过调用机票预订数据库中的信息传递给AI智能音箱，AI智能音箱将上述数字信号通过音效单元还原为语音信号并播放出来。

2)AI智能音箱控制智能家居的工作原理：假设消费者向AI智能音箱发出“关闭电灯”的指令，AI智能音箱通过语音收集、语音识别后将语音数字编码通过云端服务器进行语义理解，并将得到的信息回馈回到家庭路由器，通过路由器广播这条控制指令，智能家居设备拥有各自唯一的IP号，智能家居能够识别指令中是否涉及自身的IP号，最终电灯的插座识别完成后，完成关闭电灯的指令。

AI智能音箱的智能语音交互系统是实现其智能化的关键技术，智能语音交互系统需要具备：1)远场识别，2)唤醒词唤醒，3)语音识别，4)语义理解。任何支持智能语音交互系统的设备都可以成为以语音作为媒介的控制中枢，因此除了AI智能音箱外，还可以运用于汽车、手机、可穿戴设备。

　　八、AI智能音箱使用方法

从广场舞音箱到随身携带的蓝牙音箱，WiFi无线AI智能音箱走入人们的生活，越来越多被年轻人和老年群体得认可。打破很多的老传统，让AI智能音箱有了发展的新趋势。下面让笔者来介绍一下WiFi无线音箱的几种连接方式：

1、通过有线网口直接连接的，音箱背面都有rj45网口;

2、通过有线网口在设置无线网络的这种就像路由器一样重启能联网;

3、WiFi无线AI智能音箱连接无线热点后进项设置来进项播放音乐;

4、通过usb接口和pc端进行连接，设置后进行播放;

5、就是通过手机app进行连接，这也是目前被大多数厂商所采用最多的一种。

使用的时候按照说明书是很少出现问题的，在很复杂的局域网中会出现问题，比如公司的网络。使用家里的路由器基本不会出现这样的问题。

　　九、AI智能音箱市场发展现状

2018年全年AI智能音箱的出货量高达8620万台，是2017全年的3倍。全球AI智能音箱市场呈现出爆发式增长态势。亚马逊和谷歌依然遥遥领先，中国品牌正在奋力追赶。在2018年的爆发式增长之后，有机构预测2019年的增速或仅为2018年的一般。此外，中国AI智能音箱普及率远低于欧美国家，中国市场仍存在较大增长空间。2019年中国AI智能音箱用户或超过美国，达到8550万人。

中国AI智能音箱增长空间大，2019年中国将超越美国，拥有8550万AI智能音箱用户。据统计，2018年在中国有3420万人使用AI智能音箱，比前一年有大幅增长，随着制造商的积极竞争，2019年中国AI智能音箱市场仍将保持快速增长。根据eMarketer2019年AI智能音箱市场趋势观察的预测，2019年中国将拥有8550万AI智能音箱用户，超过美国7420万的用户数量，而AI智能音箱的普及率也将达到10%。但是数据显示，AI智能音箱在美国网民中的普及率为26、0%，远高中国的10、0%，因此未来中国AI智能音箱领域还有极大的发展空间。

　　十、AI智能音箱发展前景

在很多人眼里依旧是新潮玩意的AI智能音箱，往往具备智能家居声控中心和个人助理两大核心功能。通过AI智能音箱可以实现对家居中的智能电器进行联网和语音控制，同样也可完成日常安排、订餐厅、叫车、阅读、翻译、通话等类似个人助理的功能。AI智能音箱的优势在于其能够通过语音实现“隔空操作”，在人们不方便使用手机或其他电子设备时提供帮助。

一般而言，一个新的产品概念能否被市场所接受，技术先进与否只是评判维度之一，真正关键的在于能否和消费者已知的观念、体验产生足够的关联。在AI智能音箱产品逐渐被热议，各大家电产商也纷纷不忘挤进如此潮流以分得一杯羹。以美国AI智能音箱市场发展为例，据业内人士预测，AI智能音箱在2020年会覆盖75%的美国家庭，达到9420万台设备。国际上的市场想必也更为可观。