智能家居下的語(yǔ)音控制系統(tǒng)

楊威　吳建　李珊珊　孫佳鈺　張旭彤　劉英博沈陽(yáng)城市學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系　遼寧沈陽(yáng)　110112耿立明 沈陽(yáng)城市學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院自動(dòng)化系 遼寧沈陽(yáng) 110112

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智能家居下的語(yǔ)音控制系統(tǒng)

楊威吳建李珊珊孫佳鈺張旭彤劉英博
沈陽(yáng)城市學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系遼寧沈陽(yáng)110112
耿立明 沈陽(yáng)城市學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院自動(dòng)化系 遼寧沈陽(yáng) 110112

【文章摘要】

本系統(tǒng)是智能家居設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的一種用于控制智能家居的語(yǔ)言控制裝置，具體涉及一種用于控制智能家居的語(yǔ)言控制裝置。本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，使用方便，是一種控制智能家居的語(yǔ)言控制裝置，使語(yǔ)音控制更加智能化，改變現(xiàn)有的信息交流方式，真正地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。本文對(duì)當(dāng)前已有的語(yǔ)音識(shí)別軟件、語(yǔ)音識(shí)別的理論基礎(chǔ)、語(yǔ)音識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明并且結(jié)合ZigBee/SmartRoom無(wú)線技術(shù)對(duì)該系統(tǒng)做了深入研究。

【關(guān)鍵詞】

智能家居；ZigBee；SmartRoom；語(yǔ)音控制系統(tǒng)

智能家居系統(tǒng)巧妙地運(yùn)用前沿的計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)以及布線通訊技術(shù)等相關(guān)控制理論及實(shí)操技術(shù)使日常家居設(shè)備有機(jī)結(jié)合在一起。其優(yōu)點(diǎn)在于可以提升用戶體驗(yàn)，豐富家居生活。用人類最自然、最方便的交流信息方式將人融入家居，智能家居產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和使用一定會(huì)成為未來(lái)的趨勢(shì)。

1　當(dāng)前已有的語(yǔ)音識(shí)別軟件

當(dāng)前已有的幾種比較知名的語(yǔ)音識(shí)別軟件有：使用了微軟公司的語(yǔ)音識(shí)別引擎的語(yǔ)音大師2008 2.4。更加適應(yīng)普通大眾的宏樂(lè)語(yǔ)音識(shí)別控件9.1.642。KIKI語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)1.0。還有素有最好用的語(yǔ)音輸入軟件之稱的IBM ViaVoice Pro 9.1。

2　語(yǔ)音識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)

特征參數(shù)提取技術(shù)、模式匹配技術(shù)、模型訓(xùn)練技術(shù)、選取語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)單元都是語(yǔ)音識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)。

2.1特征參數(shù)提取

由于人與人之間的說(shuō)話方式以及說(shuō)話聲音等方面都不盡相同，所以研究人員對(duì)此進(jìn)行了個(gè)人說(shuō)話特征的研討，其目的就在于說(shuō)話習(xí)慣的個(gè)人特征的統(tǒng)一。

2.2模式匹配及模型訓(xùn)練技術(shù)

模式匹配就是使語(yǔ)音片段在語(yǔ)音庫(kù)中獲得最適合的匹配。而模型訓(xùn)練就是指從已知模式中提取符合該模式特征的模型參數(shù)。

圖1　整體結(jié)構(gòu)示意圖

3　ZigBee/SmartRoom無(wú)線技術(shù)

SmartRoom是一種無(wú)線通信技術(shù)。它的快速發(fā)展得益于它的低速率、低能耗、短距等優(yōu)勢(shì)。主要用于智能產(chǎn)品的近距離無(wú)線連接，智能照明、智能安防等，方便好用。

ZigBee是類似藍(lán)牙又強(qiáng)于藍(lán)牙的一種新型的短距離無(wú)線通訊技術(shù)。它的傳輸距離為十米到七十五米的可增的有效范圍內(nèi)。

4　語(yǔ)音控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

智能家居的語(yǔ)言控制裝置如圖1所示，其特征在于，包括裝置本體，裝置本體的左側(cè)面設(shè)置有排風(fēng)口（1）和電源接口（2），裝置本體的右側(cè)設(shè)置有啟動(dòng)開(kāi)關(guān)（3）、重啟開(kāi)關(guān)（4），裝置本體的上表面設(shè)置有控制線接口及網(wǎng)絡(luò)入口（5）、第一無(wú)線發(fā)射點(diǎn)（6）、語(yǔ)音探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)接口（7），裝置本體的下表面設(shè)置有控制線接口及網(wǎng)絡(luò)出口（8）、第二無(wú)線發(fā)射點(diǎn)（9），裝置本體內(nèi)部安裝有可拆卸的備用電源（10）。

本體內(nèi)部設(shè)置有中央處理器、網(wǎng)絡(luò)適配器、扇熱模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)器，中央處理器分別與網(wǎng)絡(luò)適配器、扇熱模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)器連接。

本系統(tǒng)實(shí)施方式采用ZigBee/ SmartRoom無(wú)線技術(shù)，裝載IBM語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，搭配高效低耗能語(yǔ)音探頭，且自帶電源，通過(guò)語(yǔ)音控制智能家居，用特定詞匯啟動(dòng)命令，錄入關(guān)鍵字，讓智能家居的控制不僅僅局限于通過(guò)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的第三方控制，使其更加智能化、人性化，用戶可以像與人說(shuō)話一樣，用自然化的人類語(yǔ)言操作語(yǔ)音控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制系統(tǒng)的人機(jī)交互，語(yǔ)言控制裝置可作家庭路由器，也作為家庭局域網(wǎng)的控制中心，是家庭局域網(wǎng)與Internet的連接樞紐，也是智能家居的控制中心。

5　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本系統(tǒng)硬件和軟件部分的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)智能家居環(huán)境下的語(yǔ)音控制系統(tǒng)，為智能家居提供更有效的輸入模塊。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王社國(guó)、趙建光，基于ARM的嵌入式語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)研究[J]，2007

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[3]劉榮輝、彭世國(guó)、劉國(guó)英，基于智能家居控制的嵌入式語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)[J]，2014