語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用探討

仲霞莉 丁美雙 歐美極 田潤(rùn)

摘要：隨著科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用越來(lái)越的廣泛，越來(lái)越多的人在購(gòu)買(mǎi)家居設(shè)備的時(shí)候更傾向于智能設(shè)備，本文簡(jiǎn)單論述了語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和智能家居的相關(guān)概念，并對(duì)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用方案進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比闡述。

關(guān)鍵詞：智能家居;控制;語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)

1、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)

為了能夠讓機(jī)器自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)處理人們的口頭語(yǔ)言，從而誕生了“語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)”。其以“語(yǔ)言”為主體，將語(yǔ)音學(xué)、聲學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、模式識(shí)別等理論進(jìn)行結(jié)合，能夠讓機(jī)器理解并執(zhí)行相關(guān)指令。隨著社會(huì)的進(jìn)步，語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)現(xiàn)已逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的信息處理手段。

2、智能家居

上世紀(jì)80年代，智能家居這一概念便已出現(xiàn)。其最早脫胎于“住宅自動(dòng)化”的概念，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，到80年代末，便出現(xiàn)了利用總線對(duì)整個(gè)家居中的通信、安防、家電進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)，這便是智能家居最為全面的原始模型。

智能家居其定義為主要依托住宅平臺(tái)，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、安全防范技術(shù)、綜合布線技術(shù)、音視頻技術(shù)將各種家居設(shè)施集成在一起，致力于營(yíng)造環(huán)保節(jié)能和管理高效的居家環(huán)境的系統(tǒng)。

3、我國(guó)智能家居現(xiàn)狀

由于我國(guó)龐大的人口基數(shù)，居住情況和國(guó)外有著較大差異，城市化以來(lái)，我國(guó)居民的居住模式向著密集化發(fā)展，因此，國(guó)內(nèi)智能家居技術(shù)的發(fā)展和國(guó)外越來(lái)越不同。隨著智能家居的概念越來(lái)越普及，人們意識(shí)到真正實(shí)現(xiàn)家居的智能化才是最終目標(biāo)。

4、基于語(yǔ)音識(shí)別的智能家居控制

目前對(duì)智能家居的控制更多的是進(jìn)行語(yǔ)音控制，智能家居中常見(jiàn)的語(yǔ)音控制系統(tǒng)硬件主要包括LED電路、STM32控制電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、溫度采集電路、電源電路、按鍵電路、GSM通信電路。該系統(tǒng)主要有三種控制模式：1）語(yǔ)音控制方式;2）按鍵控制方式;3）GSM控制方式。三種控制方式中第一種語(yǔ)音控制方式：輸入相應(yīng)的語(yǔ)音指令，屆時(shí)系統(tǒng)中語(yǔ)音識(shí)別模塊對(duì)該指令進(jìn)行分析處理，隨即產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)通知中心的控制模塊進(jìn)行相應(yīng)控制;第二種按鍵控制方式：實(shí)用獨(dú)立按鍵對(duì)相應(yīng)模塊進(jìn)行控制;第三種GSM控制方式：利用運(yùn)營(yíng)商短信來(lái)控制相應(yīng)模塊。下圖為語(yǔ)音識(shí)別的智能家居控制的結(jié)構(gòu)框圖。

5、語(yǔ)音識(shí)別模塊方案比較

現(xiàn)目前市面上語(yǔ)音識(shí)別控制的方式的系統(tǒng)很多，系統(tǒng)里面語(yǔ)音識(shí)別的芯片選擇也很多，對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)而言，語(yǔ)音識(shí)別模塊里各元件的選擇直接影響整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量?，F(xiàn)針對(duì)市場(chǎng)上常用的兩個(gè)方案作如下比較。

方案A：基于常見(jiàn)語(yǔ)音識(shí)別的芯片控制

本方案由常見(jiàn)的語(yǔ)音識(shí)別中幾個(gè)比較重要的模塊組成。包括：語(yǔ)音信息采集和處理模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、語(yǔ)音信息存儲(chǔ)模塊。

進(jìn)行語(yǔ)音處理時(shí)，首先通過(guò)語(yǔ)音采集模塊對(duì)輸入的語(yǔ)音進(jìn)行存儲(chǔ)，然后微處理器將接收到的存儲(chǔ)信息傳送給語(yǔ)音識(shí)別模塊處理，語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程完成購(gòu)，產(chǎn)生特定的信號(hào)傳回微處理器，最后微處理器接收到相應(yīng)的信號(hào)后，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)語(yǔ)音模塊系統(tǒng)的控制。

方案B：基于非特定人語(yǔ)音識(shí)別芯片LD3320的控制

本方案中的語(yǔ)音識(shí)別芯片是直接通過(guò)語(yǔ)音的采集模塊和識(shí)別模塊，將語(yǔ)音進(jìn)行采集后直接識(shí)別進(jìn)行處理，識(shí)別處理完成后LD3320將產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)傳回給微處理器，也就是本方案是直接微處理器對(duì)LD3320接收到的信號(hào)處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。該方案的也是各個(gè)模塊直接相互配合從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的控制。

對(duì)比這兩個(gè)方案，方案A的系統(tǒng)成本較低，但也存在許多不足之處：方案A的系統(tǒng)模塊直接的配合較復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)控制過(guò)程中需要外加麥克風(fēng)以及語(yǔ)音信號(hào)處理的相關(guān)裝置，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性相對(duì)于方案B來(lái)說(shuō)不高。特別地，如果將語(yǔ)音采集和語(yǔ)音識(shí)別兩個(gè)模塊分開(kāi)進(jìn)行處理，這更容易出現(xiàn)因識(shí)別不準(zhǔn)確而影響整個(gè)系統(tǒng)的情況。并且，目前的一般語(yǔ)音識(shí)別芯片中，某些特定的人語(yǔ)音識(shí)別的芯片并不滿足語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的功能需求，但是方案B的語(yǔ)音識(shí)別芯能夠克服上述不足。方案B的語(yǔ)音芯片具有語(yǔ)音采集與處理模塊，應(yīng)用該芯片能夠大大降低系統(tǒng)復(fù)雜程度。并且該芯片屬于非特定人語(yǔ)音芯片，其強(qiáng)大的功能確保其能夠滿足一般語(yǔ)音系統(tǒng)的性能要求;應(yīng)用該芯片的系統(tǒng)語(yǔ)音識(shí)別能力強(qiáng)、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性更好。所以方案B比方案A更優(yōu)。

6、結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，智能家居的未來(lái)發(fā)展會(huì)超乎想象，語(yǔ)言進(jìn)行直接交流也是科技發(fā)展的必然結(jié)果，語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用也會(huì)隨著社會(huì)的進(jìn)步越來(lái)越完善。

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