一種用于智能家居的語音控制方法

彭井花,胡永森

(1.陽光學(xué)院 人工智能學(xué)院，福建 福州 350015；2.福大北斗通信科技有限公司，福建 福州 350001)

隨著科技的發(fā)展，語音識(shí)別技術(shù)因具有簡(jiǎn)便、快捷、靈活的優(yōu)點(diǎn),其在智能家居、智能汽車、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域日益被廣泛應(yīng)用[1-2].目前語音識(shí)別技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的研究處于起步階段，其應(yīng)用大部分基于手機(jī)APP控制[3]，但這些基于手機(jī)APP控制的智能家居系統(tǒng)的安裝和使用較為復(fù)雜，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本比較高，不利于推廣、普及化[4-5]，尤其不便于老年人掌握和使用[6-7].另外，因系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程控制，因此系統(tǒng)的安全可靠性會(huì)受到影響[8-9]，并且一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，系統(tǒng)將無法工作[10].針對(duì)智能家居系統(tǒng)的上述問題,本文利用語音識(shí)別、語音合成、紅外編碼自學(xué)習(xí)、無線通信、雙層保護(hù)機(jī)制、雙重模式切換、電池充放電等技術(shù)，提出了一種用于智能家居的語音控制方法，并經(jīng)測(cè)試表明該方法可實(shí)現(xiàn)通過語音控制家居設(shè)備.

1 方案設(shè)計(jì)

本方法將系統(tǒng)主要分為手持端、紅外控制端和電閘端，通過433MHz的無線串口模塊進(jìn)行通信.手持端、紅外控制端和電閘端的電路框圖分別如圖1、圖2、圖3所示.

圖1 手持端電路框圖

圖2 紅外控制端電路框圖

圖3 電閘端電路框圖

手持端主要具有語音識(shí)別功能和語音合成功能，語音識(shí)別功能采用ICRoute公司的LD3320方案實(shí)現(xiàn)，而語音合成功能則采用宇音天下公司的SYN6288芯片來實(shí)現(xiàn)，并且使用STC11L08XE單片機(jī)作為主控芯片，方便與同為3.3V工作電壓的LD3320進(jìn)行通信.由于手持端具有可移動(dòng)性，所以需在電路中加入相應(yīng)的充電電路以及電壓轉(zhuǎn)換電路.本方法以聚合物鋰電池作為手持端的電源，通過TP4056芯片對(duì)電池進(jìn)行充電.由于無線串口模塊在5V供電時(shí)能達(dá)到較大的發(fā)射功率，所以電路中還加入了SX1308芯片進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換.

紅外控制端的主要功能是學(xué)習(xí)并發(fā)射紅外編碼.因?yàn)榧矣秒娖鞣N類較多，其控制方式也具有多樣性，如有的只要完成物理上的接通與斷開即可，而有的則需要借助紅外線，且所使用的紅外編碼也不同，所以紅外控制端的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)并發(fā)射紅外編碼.由于紅外編碼的存儲(chǔ)需要用到較大的EEPROM空間，所以選用STC12C5A16S2單片機(jī)作為主控芯片，其利用ISP/IAP（在系統(tǒng)編程/在應(yīng)用編程）技術(shù)可將芯片內(nèi)的Data Flash當(dāng)做EEPROM使用，其內(nèi)部的EEPROM達(dá)到了45KB，可以滿足本方法的要求.紅外控制端使用HX1838一體化紅外接收頭接收紅外編碼，供單片機(jī)學(xué)習(xí)，通過紅外發(fā)光二極管將自學(xué)習(xí)到的紅外編碼發(fā)射出去.

電閘端的主要功能是對(duì)電器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，其主控芯片與紅外控制端相同，使用繼電器對(duì)電路的通斷進(jìn)行控制，繼電器與單片機(jī)之間使用光電耦合器進(jìn)行電磁隔離，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性；使用AC-DC模塊將220V交流電轉(zhuǎn)化為5V直流電供電閘端使用.

2 硬件設(shè)計(jì)方法

2.1 語音識(shí)別電路

語音識(shí)別技術(shù)按照不同說話人來區(qū)分可分為特定人語音識(shí)別和非特定人語音識(shí)別.本方法采取的是基于非特定人語音識(shí)別的關(guān)鍵詞識(shí)別技術(shù)，即不需要在使用前進(jìn)行相關(guān)的錄音訓(xùn)練，系統(tǒng)會(huì)對(duì)所有人員發(fā)出的語音進(jìn)行識(shí)別，更加方便用戶使用.

本方法使用的是ICRoute公司的LD3320方案，該芯片集成了麥克風(fēng)接口、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、語音識(shí)別處理器和聲音輸出接口等電路，不需要在電路上擴(kuò)展Flash芯片或RAM芯片就能實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別功能.用戶只需把產(chǎn)品的語音指令以字符串的形式寫到芯片內(nèi)部的特定寄存器中，即可在下一輪識(shí)別循環(huán)中生效[5].該芯片每次識(shí)別的語音指令數(shù)量最多支持50條，每條語音指令可以是一個(gè)字，一個(gè)詞語或者較短的句子，不過指令的長(zhǎng)度最多只能達(dá)到10個(gè)漢字或79個(gè)字節(jié)的拼音串.另外，可以根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求更改LD3320的識(shí)別指令，因此本方法可以移植到不同應(yīng)用環(huán)境下進(jìn)行使用.

語音識(shí)別芯片LD3320的電路原理圖如圖4所示.其中，并行接口P0—P7經(jīng)上拉電阻與MCU相連用于傳輸數(shù)據(jù)；為芯片控制引腳；MIC-P與MIC-N為麥克風(fēng)輸入引腳，其經(jīng)濾波、偏置電路后與麥克風(fēng)相連；EQ1～EQ3為揚(yáng)聲器音量控制引腳，音量放大倍數(shù)約為電阻R21與R20的比值；VREF為聲音信號(hào)參考電壓引腳；芯片有VDD（數(shù)字電路用電源）、VDDIO（數(shù)字I/O電路用電源）、VDDA（模擬電路用電源）3組輸入電源，一般情況下使用3.3V電源即可.

圖4 LD3320電路原理圖

2.2 語音合成電路

為了達(dá)到用戶與設(shè)備之間的語音交互，即在識(shí)別出用戶的語音指令之后，能夠以語音的形式給予用戶相應(yīng)的反饋，本方法還應(yīng)具有語音合成功能，語音合成技術(shù)采取了宇音天下的SYN6288芯片來實(shí)現(xiàn).SYN6288芯片可通過異步串行口與主控單片機(jī)進(jìn)行通信，接收單片機(jī)發(fā)來的待合成文本數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)文本到聲音的轉(zhuǎn)換[11].其特點(diǎn)有：

（1） 芯 片 支 持BIG5、GBK、GB2312和UNICODE內(nèi)碼格式的文本，具有較好的通用性；

（2）通過智能的文本分析處理算法，芯片可以識(shí)別待合成文本中的號(hào)碼、數(shù)值、時(shí)間日期；

（3）在合成文本時(shí)可使用控制標(biāo)記提高芯片處理數(shù)據(jù)的正確率，使語音合成的效果更加自然；

（4）支持16級(jí)音量調(diào)整和6級(jí)語速調(diào)整，適用于多種場(chǎng)合.

另外，芯片還固化有多首和弦樂與提示音，使用方便.芯片體積小，有利于節(jié)省電路板面積.由于這些特點(diǎn)，SYN6288具有很強(qiáng)的應(yīng)用能力，主要可應(yīng)用于排隊(duì)叫號(hào)機(jī)、車載導(dǎo)航系統(tǒng)、公交車報(bào)站系統(tǒng)、考勤機(jī)、智能儀器儀表與智能家居等設(shè)備上.SYN6288語音合成芯片的電路原理圖如圖5所示.由于該芯片有多組外接電源，為了消除來自電源的干擾，保證供電的穩(wěn)定性，本設(shè)計(jì)在每組電源上都并聯(lián)了電容.

圖5 SYN6288電路原理圖

雖然SYN6288與主控單片機(jī)之間的通信使用的是用異步串行口，但其收到的數(shù)據(jù)必須是反相的，因此在單片機(jī)與SYN6288之間加入了三極管反相電路，用于將上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)取反.三極管反相電路原理圖如圖6所示.

圖6 三極管反相電路原理圖

2.3 紅外電路

為了控制通過紅外線進(jìn)行操作的電視、空調(diào)等電器，本方法還設(shè)計(jì)了紅外學(xué)習(xí)/發(fā)射電路，其中紅外學(xué)習(xí)電路使用了HX1838一體化紅外接收頭，此接收頭中集成了紅外接收、放大、濾波和解調(diào)等電路，可直接將基帶信號(hào)輸出給單片機(jī).由于接收頭內(nèi)部增益較大，為了減小干擾，所以在電源引腳上接入濾波電容、串聯(lián)電阻，如圖7所示.若HX1838紅外接收頭接收到空間中的38KHz紅外信號(hào)時(shí)，則在輸出端輸出低電平供單片機(jī)讀取.

圖7 HX1838電路原理圖

紅外發(fā)射電路主要由三極管和紅外LED組成.單片機(jī)產(chǎn)生調(diào)制好的38KHz信號(hào)，通過三極管將電流放大，從而驅(qū)動(dòng)紅外LED，將信號(hào)發(fā)射出去.另外，在實(shí)際使用中，電器可能會(huì)分散在房間中的各個(gè)位置，因此本方法使用了多個(gè)紅外LED，能同時(shí)向各個(gè)方向發(fā)射紅外信號(hào)，方便用戶的使用，其原理圖如圖8所示.

圖8 紅外發(fā)射電路原理圖

2.4 無線通信模塊

本方法使用了成都億佰特電子科技有限公司的E32-TTL-100模塊做為系統(tǒng)的無線通信方案.E32-TTL-100是一款功率為100mW的無線串口模塊，工作頻段為410MHz到441MHz，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸.無線通信模塊的電路原理圖如圖9所示，若單片機(jī)的TXD輸出低電平則三極管導(dǎo)通，此時(shí)無線串口模塊的RXD接口讀取到低電平信號(hào).反之，三極管截止，無線串口模塊的RXD被電阻拉至高電平；當(dāng)無線串口模塊的TXD輸出為高電平時(shí)，單片機(jī)的RXD被內(nèi)部上拉電阻拉至高電平，否則單片機(jī)RXD接口的電壓被鉗位在0.7V（與二極管類型有關(guān)），為低電平.

圖9 無線通信模塊的電路原理圖

2.5 繼電器電路

本方法使用繼電器控制如電燈這類僅通過電源的開啟或斷開就能達(dá)到控制效果的電器.繼電器能通過線圈的通電情況來控制觸點(diǎn)的斷開或吸合實(shí)現(xiàn)“小電流控制大電流”，被廣泛應(yīng)用于通過電氣控制的各種場(chǎng)合.其電路原理圖如圖10所示，由于單片機(jī)I/O口的驅(qū)動(dòng)能力較弱，所以使用了三極管放大電流.因?yàn)槔^電器中含有線圈，為了避免感應(yīng)電流對(duì)系統(tǒng)造成影響，設(shè)置了一個(gè)續(xù)流二極管用以保護(hù)電路，同時(shí)加入了光耦隔離電路，使單片機(jī)與繼電器之間充分隔離，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性.

圖10 繼電器電路原理圖

2.6 鋰電池充電電路

由于手持端具有可移動(dòng)性，需電池供電，因此本方法以聚合物鋰電池作為手持端的電源，使用單節(jié)鋰電池充電芯片TP4056，這款充電芯片的熱反饋功能使其可以在充電時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)充電電流，所以在大電流充電的情況下，芯片的溫度能得到有效的控制，避免芯片因自身過熱而損壞.鋰電池充電電路原理圖如圖11所示.其中，通過改變電阻Rp的阻值可以設(shè)置不同的充電電流，最大充電電流能達(dá)到1A，方便設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)充電電流進(jìn)行設(shè)置.當(dāng)TP4056檢測(cè)到充電器被移除時(shí)，芯片將會(huì)自動(dòng)進(jìn)入低電流的狀態(tài)，電池的漏電流可控制在2uA以下，避免電能浪費(fèi)，提高設(shè)備待機(jī)時(shí)間.

圖11 鋰電池充電電路原理圖

2.7 電壓轉(zhuǎn)換電路

本方法包含了3個(gè)電壓轉(zhuǎn)換電路：（1）手持端上將鋰電池電壓轉(zhuǎn)為5V的SX1308電路；（2）將 5V轉(zhuǎn)化為 3.3V的AMS1117-3.3電路；（3）電閘端上將220V交流電轉(zhuǎn)化為5V直流電的HLK-PL01電路.

在手持端，由于無線串口模塊在5V供電下能達(dá)到更大的發(fā)射功率，所以選用SX1308將鋰電池電壓轉(zhuǎn)為5V.SX1308是一款具有極小體積的電流模式升壓變換器，其工作頻率高達(dá)12MHz，具有過熱保護(hù)、電流限制和輸入欠壓鎖定等實(shí)用功能.SX1308的電路原理圖如圖12所示.為了確保芯片輸入電壓與輸出電壓的穩(wěn)定，在芯片的輸入端與輸出端都放置了一個(gè)多層陶瓷電容器，其在擁有較大容值的同時(shí)還擁有較小的ESR（等效串聯(lián)電阻）和ESL（等效串聯(lián)電感），所以很適合在電子產(chǎn)品的振蕩、濾波、耦合和旁路電路中應(yīng)用.通過設(shè)置R6和R7的值可以改變電路輸出的電壓，當(dāng)需要輸出5V電壓時(shí)，R6選擇73.2K，R7選擇10K.

圖12 SX1308電路原理圖

由于手持端的STC11L08XE單片機(jī)和LD3320語音識(shí)別芯片的工作電壓為3.3V，所以本設(shè)計(jì)方法選用AMS1117-3.3將5V轉(zhuǎn)化為3.3V.該系列穩(wěn)壓器內(nèi)部集成了過熱保護(hù)和限流電路，輸出電流可達(dá)1A，且工作電壓差可低至1V.其具有外圍電路簡(jiǎn)單、體積小和廉價(jià)等特點(diǎn)，適合在本方法使用，其電路原理圖如圖13所示.

圖13 AMS1117-3.3電路原理圖

電閘端的電源來自于220V交流電，所以需要經(jīng)過AC-DC（交流轉(zhuǎn)直流）的降壓電路將電壓轉(zhuǎn)至5V，本設(shè)計(jì)采用了深圳市海凌科電子有限公司的HLK-PL01隔離電源模塊.該模塊具有低波紋、低噪聲、輸出過載保護(hù)功能，且具有較小的體積，其額定輸入電壓為100V～240V，輸出電流在600mA以上，其應(yīng)用電路圖如圖14所示.

圖14 HLK-PL01應(yīng)用電路圖

綜上所述，手持端PCB圖如圖15a所示，紅外控制端PCB圖如圖15b所示，電閘端PCB圖如圖15c所示.

圖15 系統(tǒng)PCB圖

3 軟件設(shè)計(jì)方法

對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來說，應(yīng)充分考慮程序的運(yùn)行有可能出現(xiàn)的異常，增強(qiáng)程序的魯棒性能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性.

3.1 手持端程序

手持端程序主要包括語音識(shí)別、語音合成、防誤觸發(fā)和串口通信部分，其流程圖如圖16所示.

圖16 手持端程序流程圖

（1）語音識(shí)別部分.程序先對(duì)LD3320進(jìn)行初始化，然后將識(shí)別列表寫入芯片.當(dāng)用戶說話時(shí)，LD3320會(huì)對(duì)輸入的聲音進(jìn)行頻譜分析，再提取其語音特征，最后將特征與識(shí)別列表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，若匹配成功則主控制器通過繼電器模塊執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，否則主控制器視接收到的字符串為無效信息或干擾信息，不執(zhí)行任何操作.LD3320每次識(shí)別結(jié)束都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，由于在電路上LD3320的中斷輸出腳與單片機(jī)的中斷輸入腳相連，所以單片機(jī)要在相應(yīng)的中斷服務(wù)函數(shù)中讀取相關(guān)寄存器的值，從而獲得識(shí)別結(jié)果.

（2）語音合成部分.當(dāng)程序檢測(cè)到用戶的語音指令后，會(huì)依據(jù)識(shí)別結(jié)果反饋語音信息給用戶.程序進(jìn)行語音合成時(shí)，會(huì)先將語音信息中所有漢字的GBK編碼打包成SYN6288芯片指定的幀格式，再通過串口發(fā)給SYN6288芯片.芯片收到數(shù)據(jù)后便會(huì)進(jìn)行合成工作，最終通過揚(yáng)聲器播放語音.

（3）防誤觸發(fā)部分.在實(shí)際使用中，手持端所處的環(huán)境并非嚴(yán)格可控，環(huán)境中將會(huì)有許多與控制無關(guān)的說話聲以及環(huán)境噪音.這些聲音有可能被LD3320識(shí)別到，從而造成誤觸發(fā).比如用戶在和他人交流時(shí)，說的話中包含了“開電視”這個(gè)詞，即使用戶的本意并不是希望系統(tǒng)將電視打開，但是這個(gè)詞依然有可能被LD3320檢測(cè)到，然后將電視打開，形成誤觸發(fā).為了避免這種情況的產(chǎn)生，程序中設(shè)置了雙層保護(hù)機(jī)制：其一是采用了包含兩級(jí)口令的語音識(shí)別流程，即先完成第一級(jí)指令的識(shí)別，才能進(jìn)入對(duì)第二級(jí)指令檢測(cè).比如將第一級(jí)指令設(shè)置為“管家”，將第二級(jí)指令設(shè)置為各種語音命令，如“開電視”等.這樣當(dāng)用戶需要打開電視時(shí)，就需要先說出“管家”，待系統(tǒng)識(shí)別成功后再說出“開電視”即可.其二是在手持端設(shè)置了模式選擇鍵與PTT（Push to Talk）鍵.模式選擇鍵可將識(shí)別模式設(shè)置為“自動(dòng)模式”與“手動(dòng)模式”，在“自動(dòng)模式”下，系統(tǒng)使用上述的兩級(jí)口令識(shí)別流程.在手動(dòng)模式下，用戶只需按住PTT鍵，然后直接說出二級(jí)指令即可.通過這雙層保護(hù)機(jī)制，可以大大降低誤觸發(fā)的情況.

（4）串口通信部分.手持端設(shè)備上的無線串口模塊和語音合成芯片都需要使用單片機(jī)的串口資源，但STC11L08XE單片機(jī)只搭載了一個(gè)串口，所以程序上使用了“分時(shí)復(fù)用”的方法讓兩種外設(shè)共用同一個(gè)串口.由于語音合成芯片只有在需要反饋語音信息時(shí)才會(huì)被使用到，其他時(shí)間不需要占用串口資源，所以程序默認(rèn)將串口與無線串口模塊的P1口通信，當(dāng)需要進(jìn)行語音合成時(shí)再切換到與語音合成芯片的P3口通信，完成數(shù)據(jù)發(fā)送工作后立即切換回默認(rèn)設(shè)置，從而能通過1個(gè)串口分別向兩個(gè)外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù).

3.2 紅外控制端程序

紅外控制端的程序主要包括OLED顯示、串口通信、紅外發(fā)射和紅外編碼自學(xué)習(xí)等子函數(shù)，如圖17a、17b、17c、17d 所示.

圖17 紅外控制端程序流程圖

（1）紅外發(fā)射部分.以紅外線作為信道，將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過紅外發(fā)射管向空間發(fā)射出去.本方法所使用的載波是頻率為38KHz，占空比為50%的紅外信號(hào)，基帶信號(hào)來自于在學(xué)習(xí)階段存入EEPROM的數(shù)據(jù).當(dāng)進(jìn)入紅外發(fā)射程序時(shí)，若要輸出脈沖，定時(shí)器會(huì)以13us的周期溢出產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中將相應(yīng)的I/O口取反，通過三極管電路驅(qū)動(dòng)紅外LED，即可產(chǎn)生頻率為38KHz、占空比為50%的紅外信號(hào).若要輸出空閑，則在程序中將定時(shí)器的中斷使能位置0，同時(shí)將I/O口置1即可.

（2）紅外編碼自學(xué)習(xí)部分.當(dāng)程序進(jìn)入紅外學(xué)習(xí)狀態(tài)時(shí)，首先會(huì)關(guān)閉所有中斷，清零相關(guān)變量，等待紅外信號(hào)的到來.當(dāng)檢測(cè)到紅外脈沖后，程序會(huì)將每段電平的時(shí)間長(zhǎng)度存入EEPROM中，避免數(shù)據(jù)因系統(tǒng)掉電而丟失.測(cè)量脈沖電平長(zhǎng)度的原理是：當(dāng)某一電平到來時(shí)，程序會(huì)以15us為周期對(duì)計(jì)數(shù)變量進(jìn)行累加，直到下一個(gè)電平到來，這樣被檢測(cè)的電平長(zhǎng)度可以計(jì)算出來.如果計(jì)數(shù)變量使用unsigned char型，那么其最大能夠測(cè)量3.825ms長(zhǎng)度的電平，可是很多協(xié)議的引導(dǎo)碼都超過了這個(gè)范圍，比如常用的NEC協(xié)議的引導(dǎo)碼就由9ms的紅外脈沖與4.5ms的空閑組成，一幀完整的NEC編碼如圖18所示.顯然，unsigned char型變量的計(jì)數(shù)范圍滿足不了引導(dǎo)碼的電平長(zhǎng)度，所以本方法使用了unsigned int型變量與unsigned char型變量同時(shí)存放電平的長(zhǎng)度，即先用unsigned int型變量對(duì)電平進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)所得值的大小將數(shù)值保存到不同類型的數(shù)組中，這樣既保證程序能學(xué)習(xí)編碼，又減少了用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的空間.

圖18 NEC遙控器編碼

（3）OLED顯示部分.設(shè)備開機(jī)后便會(huì)對(duì)OLED進(jìn)行初始化、清屏等工作，然后根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)定期刷新顯示內(nèi)容，使用戶能夠清晰地了解到系統(tǒng)運(yùn)行情況.

（4）串口通信部分.紅外控制端設(shè)備的串口僅用于接收手持端的數(shù)據(jù)，設(shè)備開機(jī)后便會(huì)對(duì)串口進(jìn)行初始化，然后串口就會(huì)一直處于等待數(shù)據(jù)的狀態(tài)，當(dāng)收到數(shù)據(jù)后，便對(duì)串口字節(jié)流進(jìn)行緩存、校驗(yàn)等操作，最終將校驗(yàn)正確的數(shù)據(jù)發(fā)給數(shù)據(jù)解析函數(shù)處理.

3.3 電閘端程序

電閘端程序主要包括串口通信和繼電器控制部分，其流程圖如圖19所示.

圖19 電閘端程序流程圖

（1）串口通信程序.終端之間需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括了指令、發(fā)送方地址、接收方地址等內(nèi)容，為了提高每一幀數(shù)據(jù)的可讀性，本方法使用了字符型數(shù)組.字符型數(shù)組中的數(shù)據(jù)以ASCII碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元，有利于系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù).

（2）繼電器控制程序.繼電器控制程序主要根據(jù)串口收到的數(shù)據(jù)對(duì)繼電器進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電器的控制.

4 語音識(shí)別測(cè)試

對(duì)本文設(shè)計(jì)的用于智能家居語音控制的LD3320和SYN6288方案在不同環(huán)境不同種類電器的控制中進(jìn)行了語音識(shí)別反饋測(cè)試，得出的語音識(shí)別反饋準(zhǔn)確率見表1.由表1可知，本文設(shè)計(jì)的LD3320語音識(shí)別和SYN6288語音合成反饋方案，其語音識(shí)別反饋的準(zhǔn)確率較高，尤其是在安靜環(huán)境下控制信號(hào)比較簡(jiǎn)單的電器.

表1 語音識(shí)別反饋準(zhǔn)確率統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié) 論

本文利用語音識(shí)別、語音合成、紅外編碼自學(xué)習(xí)、無線通信、雙層保護(hù)機(jī)制、雙重模式切換、電池充放電、電壓轉(zhuǎn)換等技術(shù)設(shè)計(jì)了一種無需聯(lián)網(wǎng)的用于智能家居的語音控制方法.本方法經(jīng)測(cè)試表明，用戶通過語音就能簡(jiǎn)便控制智能家居設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了人和機(jī)器之間的語音智能交互，用戶既可以通過語音指令來控制電器，也可以通過實(shí)體開關(guān)對(duì)電器進(jìn)行控制，具有使用成本低、智能化、老人交互簡(jiǎn)便、雙重模式切換自如、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，較好地解決了目前市面上綜合性的智能家居系統(tǒng)存在的一些問題.由于人機(jī)交互模塊是針對(duì)非特定人語音，故該項(xiàng)研究結(jié)果對(duì)其它公共場(chǎng)所的語音控制過程也有一定的適用性，具有可移植性，較好地滿足當(dāng)今語音控制領(lǐng)域的特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景.但為了能更好地將語音控制功能應(yīng)用到不同領(lǐng)域，還需將語音識(shí)別控制準(zhǔn)備率進(jìn)一步提高，因此今后還需在硬件芯片選擇和軟件設(shè)計(jì)方面進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn).