基于離線語(yǔ)音識(shí)別的燈光控制智能家居系統(tǒng)

鄭艷鵬，蘇 東

（中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院，上海 201800）

在常用的家用電器中，照明燈是家家戶戶必不可少的。目前，采用按鍵、聲控、熱釋電紅外傳感器和光照傳感器組成的控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)燈具的控制較為常見(jiàn)。按鍵控制系統(tǒng)不具備感知功能，開(kāi)關(guān)需要安裝在人容易接觸到的地方，這就導(dǎo)致晚上需要抹黑開(kāi)關(guān)燈，非常不方便[1]；聲控系統(tǒng)，常應(yīng)用在公共場(chǎng)合，由于聲音控制需要外部聲音來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，所以對(duì)于嘈雜的環(huán)境容易誤動(dòng)作，調(diào)節(jié)靈敏度雖然能減少誤動(dòng)作，但是驅(qū)動(dòng)聲音變大，有時(shí)會(huì)不容易驅(qū)動(dòng)，因此也會(huì)帶來(lái)很多不便[2-3]；熱釋電紅外傳感器控制系統(tǒng)在一定程度上能夠解決誤動(dòng)作問(wèn)題，但是識(shí)別距離得反復(fù)調(diào)節(jié)，常?？刂葡到y(tǒng)又不需要特定的識(shí)別距離，所以在某些場(chǎng)合還是不太適用[4]；光敏傳感器控制系統(tǒng)的光感應(yīng)強(qiáng)度都是提前設(shè)定，有時(shí)也需要反復(fù)地設(shè)定光敏系數(shù)，也存在一定的缺陷[5-6]。

隨著電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論等技術(shù)的不斷發(fā)展，家用電器的智能化有了明顯的提高，市場(chǎng)上出現(xiàn)了基于智能家居的無(wú)線語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)。但是，基于無(wú)線語(yǔ)音識(shí)別的智能燈設(shè)備不但需要聯(lián)網(wǎng)，而且還需要研發(fā)專(zhuān)用APP，這就會(huì)導(dǎo)致在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況下控制設(shè)備會(huì)出現(xiàn)失控、用戶使用操作步驟繁瑣、成本較高等問(wèn)題[7]。針對(duì)傳統(tǒng)控制方式和無(wú)線控制方式的不足，本研究提出一種基于離線語(yǔ)音識(shí)別的智能燈光控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)成本低，使用方便，操作人性化，并且綠色、節(jié)能、環(huán)保，而且不需要聯(lián)網(wǎng)就能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，值得進(jìn)一步地推入市場(chǎng)。

但是，由于工廠噪聲、汽車(chē)噪聲和機(jī)器噪聲等影響人們?cè)谏顚W(xué)習(xí)中進(jìn)行語(yǔ)音交流，而且對(duì)于語(yǔ)音識(shí)別控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，影響也是不可忽略的，噪聲大大降低語(yǔ)音識(shí)別的辨識(shí)度問(wèn)題，針對(duì)這一問(wèn)題帶來(lái)的影響，語(yǔ)音增強(qiáng)得到了人們的重視。語(yǔ)音增強(qiáng)的目的是將被噪聲干擾的帶噪語(yǔ)音進(jìn)行去噪處理來(lái)獲得純凈的原始語(yǔ)音信號(hào)，消除其中的噪聲成分，獲取有用的語(yǔ)音分量，提高語(yǔ)音清晰度和整體性能，這會(huì)使語(yǔ)音識(shí)別率在嘈雜的環(huán)境中得到進(jìn)一步的改善與提高。

1 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

1.1 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有：（1）對(duì)語(yǔ)音指令獲取并解析，完成語(yǔ)音識(shí)別控制功能；（2）對(duì)語(yǔ)音指令獲取解析，實(shí)現(xiàn)燈光的開(kāi)關(guān)、變色和亮度的控制。本控制系統(tǒng)考慮到成本問(wèn)題，選用52系列單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片，整個(gè)控制系統(tǒng)圍繞著它展開(kāi)設(shè)計(jì)，整個(gè)控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。從圖1可以看出，主控芯片構(gòu)成的單片機(jī)最小系統(tǒng)的外圍電路由語(yǔ)音識(shí)別模塊、5V直流電源電路、LED燈光控制驅(qū)動(dòng)電路和LED燈組電路組成。硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的最終目的是設(shè)計(jì)出PCB（印刷電路板）。然后，根據(jù)燈光控制系統(tǒng)原理圖，進(jìn)行元器件的選型，最后進(jìn)行元器件的焊接、程序的編寫(xiě)、下載和調(diào)試等工作。為了縮小PCB的面積，采用雙面板進(jìn)行PCB圖紙的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)好的PCB 原理圖和實(shí)物圖如圖2所示。

智能燈光控制系統(tǒng)工作原理（圖1）中語(yǔ)音識(shí)別模塊相當(dāng)于一個(gè)主機(jī)，只要有語(yǔ)音信號(hào)的輸入，它就會(huì)自動(dòng)發(fā)送一串與語(yǔ)音對(duì)應(yīng)的串口數(shù)據(jù)。而CPU相當(dāng)于從機(jī)，一直處于接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)，它的USART 串行口接收語(yǔ)音模塊發(fā)來(lái)的對(duì)應(yīng)語(yǔ)音串口數(shù)據(jù)后會(huì)解析語(yǔ)音指令，解析后，通過(guò)編寫(xiě)串口通訊和數(shù)據(jù)判斷程序下載到單片機(jī)進(jìn)行處理與判斷，來(lái)控制P1.0和P1.1的電平高低變化和輸出占空比可變的脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation）PWM信號(hào)，從而達(dá)到控制燈的開(kāi)關(guān)、顏色切換和亮度調(diào)節(jié)的效果[8]。

1.2 控制系統(tǒng)的主控電路

STC89C52系列單片機(jī)是STC公司推出的新一代高速、低功耗、超強(qiáng)干擾和超低價(jià)的單片機(jī)。該單片機(jī)電壓工作范圍5.5～3.8 V，工作頻率范圍：0～35 MHz，相當(dāng)于普通8051的0～70 MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)42 MHz。其內(nèi)部集成了4個(gè)8位可編程并行I/O口，1個(gè)通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用。

本控制系統(tǒng)主控電路如圖3所示，主要用到的硬件資源有P1.0、P1.1和UART（P3.0和P3.1），軟件中用到定時(shí)器T0，完全滿足系統(tǒng)的需求。圖3的IN1和IN2連接到了燈光驅(qū)動(dòng)電路中，通過(guò)定時(shí)器T0結(jié)合串行口功能解析語(yǔ)音指令來(lái)產(chǎn)生可變的PWM信號(hào)，從而達(dá)到控制燈光的開(kāi)關(guān)、顏色和亮度的變化功能。

圖1 智能燈光控制系統(tǒng)框圖Figure 1 Diagram of intelligent light control system

圖2 PCB原理圖和實(shí)物圖Figure 2 Schematic and physical diagram of PCB

圖3 主控電路Figure 3 Main control circuit

1.3 語(yǔ)音識(shí)別模塊及電路

1.3.1 語(yǔ)音識(shí)別模塊特征

識(shí)別類(lèi)型：高穩(wěn)定度的非特定人語(yǔ)音識(shí)別模塊，無(wú)需用戶錄音訓(xùn)練。

識(shí)別語(yǔ)種：可識(shí)別32種語(yǔ)種，支持世界上多種語(yǔ)種識(shí)別：普通話、英語(yǔ)、日語(yǔ)和拉丁語(yǔ)等，同時(shí)只識(shí)別一個(gè)語(yǔ)種；

識(shí)別效果：遠(yuǎn)達(dá)6～8 m識(shí)別距離（安靜環(huán)境下）識(shí)別率高達(dá)90%以上。

抗噪聲能力：極強(qiáng)的抗噪聲干擾能力，在噪聲干擾環(huán)境下識(shí)別率能高達(dá)60%以上。

語(yǔ)音播報(bào)：高品質(zhì)/高分貝語(yǔ)音回復(fù)播報(bào)，直驅(qū)喇叭輸出（5V/1.5W）。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：內(nèi)置SPI FLASH存儲(chǔ)大容量詞條與語(yǔ)音播報(bào)內(nèi)容。

通信協(xié)議：通過(guò)UART串口輸出/查詢/控制等輕松控制并獲取模塊當(dāng)前狀態(tài)。

識(shí)別詞條：多條詞條進(jìn)行識(shí)別。

1.3.2 語(yǔ)音識(shí)別電路

語(yǔ)音識(shí)別電路如圖4所示。語(yǔ)音識(shí)別電路的芯片是基于32位的高品質(zhì)語(yǔ)音識(shí)別處理器，支持高壓縮率的音頻算法，在音質(zhì)上也大幅超越傳統(tǒng)的語(yǔ)音水平，特別設(shè)計(jì)用來(lái)發(fā)揮語(yǔ)音識(shí)別算法處理的能力[9-10]。語(yǔ)音芯片采用記憶體映射架構(gòu)，可以定制到16 MB，包含記憶體（OTP/RAM）、周邊以及SPI FLASH的存儲(chǔ)空間，能夠存放多組詞條，支持多種語(yǔ)種辨識(shí)[11]。其內(nèi)部還集成了OTP程序存儲(chǔ)器96K×8，RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器10K×8，8個(gè)雙向I/O口，3通道12-Bit A/D轉(zhuǎn)換器，14位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）和UART接口。A/D轉(zhuǎn)換器支持差動(dòng)式MIC輸入來(lái)識(shí)別非特定人聲，14位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音信號(hào)，加1.5W的推挽式功放可直接驅(qū)動(dòng)喇叭，把語(yǔ)音反饋指令播放出來(lái)[12]?？紤]到電源的抗干擾問(wèn)題，可以在電源處加濾波電路，引出另一個(gè)GND端命名為GNDD，使芯片的供電電源的輸出波形會(huì)更平滑，系統(tǒng)會(huì)更具有穩(wěn)定性和更強(qiáng)的抗干擾能力。

圖4 語(yǔ)音識(shí)別電路Figure 4 Speech recognition circuit

當(dāng)語(yǔ)音芯片接收到語(yǔ)音指令時(shí)會(huì)與存儲(chǔ)在內(nèi)部中的寫(xiě)入詞條相對(duì)比，若識(shí)別指令波形與詞條指令波形相一致，或高度近似于所設(shè)定閥值，則判定識(shí)別正確，此時(shí)串行口會(huì)輸出相應(yīng)串行口指令，格式為Byte1-4位固定位，Byte5-6位依次增加0x01和0x79代表第一條指令[13]。串口命令通訊格式如表1所示。

在表1中可以看出每條語(yǔ)音指令的第5、6位是不一樣的，而單片機(jī)P口是8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，如果使用P口來(lái)判斷接收到的串口數(shù)據(jù)，只需要判斷每條指令的第六位數(shù)據(jù)即可[14-15]。

表1 串口通訊格式Table1 Serial communication format

1.4 電源電路設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)的語(yǔ)音識(shí)別模塊、單片機(jī)和光耦隔離芯片需要5 V直流電源才能正常工作，因此，本系統(tǒng)采用LM2576降壓芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)DC-DC電壓的變換，把24 V直流電源變換成5 V給所需電路提供合適的工作電壓[16-17]。5 V電源電路的原理圖如圖5所示。

圖5 直流電源電路Figure 5 Direct current circuit

圖5 中Power 為24V 直流電源的輸入接口，電感引出的VDC24 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連接到LED 燈光驅(qū)動(dòng)電路給LED燈組提供合適的工作電壓。電源芯片采用LM2576，該芯片與7805相比較有明顯的優(yōu)點(diǎn)，是開(kāi)關(guān)電源常用芯片，效率高，輸出電流大，可達(dá)3 A。而7805是串聯(lián)穩(wěn)壓電源，效率差，輸入輸出壓差和電流越大，損耗越大，而且輸出電流較小，一般在500 mA左右，大的也只有1.5 A，但是紋波小，電路簡(jiǎn)單，而LM2576可以通過(guò)輸出端并聯(lián)大電容，以輕松地來(lái)彌補(bǔ)紋波較大的不足之處。

1.5 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)采用三色LED 燈作為負(fù)載，工作電壓為24 V，單片機(jī)IO 口為5 V，輸出電流為毫安級(jí)別，不足以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，所以需要設(shè)計(jì)燈光驅(qū)動(dòng)電路，如圖6所示。圖中U1和U3為光耦隔離芯片，將24 V電源與單片機(jī)5 V進(jìn)行隔離，這樣確保兩者之間的電源不相互干擾，提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全性。Q1和Q2為大功率開(kāi)關(guān)管，是調(diào)光的核心元件，它的CE間可承受24 V以上的電壓，滿足負(fù)載的需求。

圖6 LED燈組驅(qū)動(dòng)原理圖Figure 6 Schematic diagram of LED light driver

圖6 中功率驅(qū)動(dòng)管采用TIP122，它是NPN 型達(dá)林頓開(kāi)關(guān)管，它的集電極-發(fā)射極最大電壓VCEO 可達(dá)100 V，最大直流電集電極電流可達(dá)5 A，最大工作溫度可達(dá)150 ℃。而電源最大電壓采用24 V，負(fù)載最大電流為1 A，無(wú)論是電壓還是電流裕量足夠大，負(fù)載接口三端引出，正好匹配三色LED燈的三個(gè)端子，正極、白光和橙色光，設(shè)計(jì)合理滿足系統(tǒng)的控制需求。

1.6 LED燈燈組電路

LED燈燈組是整個(gè)控制系統(tǒng)的被控對(duì)象，只有了解其內(nèi)部電路的連接情況才能對(duì)其進(jìn)行控制，避免電壓電流的過(guò)載導(dǎo)致LED燈燒毀，造成不必要的損失[18]。LED燈燈組內(nèi)部連接電路如圖7所示。圖7的每個(gè)LED的額定電壓是3.0～3.4 V，功率為0.2 W，圖7中白、橙雙色LED燈共陽(yáng)極相連接，白橙兩組LED由6組并聯(lián)的5個(gè)LED相互串聯(lián)后構(gòu)成，當(dāng)兩組LED燈同時(shí)亮，會(huì)變成中性光，即有白光、橙光和中性光3種顏色可切換。

圖7 LED燈組內(nèi)部電路Figure 7 Internal circuit of LED light group

2 PWM調(diào)光原理與控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

2.1 PWM調(diào)光原理

從理論上講，采用PWM調(diào)光的LED會(huì)一直保持亮、暗交替的閃爍狀態(tài)，但是人眼對(duì)對(duì)亮度閃爍不夠敏感，當(dāng)燈的閃爍超過(guò)100 Hz的頻率時(shí)，人眼識(shí)別到的LED亮度是電壓的平均值，所以LED的閃爍現(xiàn)象在人的視線中并不能呈現(xiàn)出來(lái)。另外，對(duì)于大于100 Hz的頻率閃爍，人眼對(duì)亮度的感知是一個(gè)累積效應(yīng)，即在一個(gè)PWM周期內(nèi)，LED點(diǎn)亮?xí)r間所占的比例越大，人眼就感覺(jué)越亮?；谶@種原理，只要調(diào)整PWM一個(gè)周期內(nèi)輸入電流的時(shí)間，即調(diào)節(jié)PWM 占空比，即可以實(shí)現(xiàn)LED 亮度的調(diào)節(jié)。PWM 調(diào)光原理是通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管子的接通與關(guān)斷的時(shí)間，改變加載負(fù)載（臺(tái)燈）之間電壓的占空比，從而來(lái)改變負(fù)載上平均電壓的大小，即PWM調(diào)壓來(lái)控制臺(tái)燈的開(kāi)關(guān)和亮滅。本控制系統(tǒng)就是利用PWM（脈沖寬調(diào)制）技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光的，燈光控制PWM調(diào)光原理圖如圖8所示，開(kāi)關(guān)管的脈沖輸入波形Ui和電源電壓Us與開(kāi)通時(shí)間Ton、周期T之間關(guān)系波形如圖9所示。

圖8 調(diào)光原理圖Figure 8 Speed regulation schematic diagram

圖9 Ui和t與Us和t 之間的關(guān)系波形Figure 9 Waveforms of the relationship between Ui and t&Us and t

在圖8中，我們可以看到晶體管連接在在負(fù)載LED的負(fù)極，LED正極由一個(gè)穩(wěn)定電源來(lái)供電。在電路工作中，只需要在晶體管的基極提供較為微弱的PWM控制信號(hào)開(kāi)閉晶體管的集電極與發(fā)射極來(lái)點(diǎn)亮或關(guān)閉LED。假設(shè)加在負(fù)載兩端的脈沖電壓的占空比為α，則負(fù)載LED兩端的電壓平均值Us為[19]：

由上面的式子可知改變負(fù)載脈沖電壓占空比α，它兩端的平均電壓Uo就可以改變。又由于電源Us可以直接給LED供電，因此該電路可以實(shí)現(xiàn)中大功率LED驅(qū)動(dòng)，有很強(qiáng)實(shí)用性。

2.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

1.3小節(jié)中介紹了語(yǔ)音識(shí)別的串口通訊命令格式并給出了表格，本節(jié)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)的軟件流程圖的設(shè)計(jì)，其內(nèi)容主要包括：主程序、定時(shí)器T0中斷程序和while循環(huán)判斷程序流程圖的設(shè)計(jì)，如圖10所示。

圖10 系統(tǒng)的軟件流程圖Figure 10 Software flow chart of the system

主程序是一個(gè)無(wú)限循環(huán)程序，它在程序中的作用是一直等待串口中斷的到來(lái)，中斷到來(lái)后，程序才會(huì)往后面繼續(xù)執(zhí)行直到進(jìn)入while 循環(huán)判斷程序，當(dāng)接收到語(yǔ)音命令時(shí)，單片機(jī)進(jìn)行解析命令，并在此作邏輯判斷，判斷后，給PWM開(kāi)通時(shí)間Ton變量賦于指定的變量值，單片機(jī)就會(huì)根據(jù)賦予的值輸出可變的脈沖寬度波形，從而會(huì)改變負(fù)載兩端的電壓。輸出可變的電壓是由于定時(shí)器T0處于一直工作狀態(tài)，周期變量peri與所賦值Ton會(huì)一直反復(fù)相互比較，當(dāng)給定開(kāi)通時(shí)間變量發(fā)生變化時(shí)，輸出PWM信號(hào)的脈沖寬度就會(huì)跟著改變，從而實(shí)現(xiàn)控制燈光的開(kāi)關(guān)、顏色與亮度的變化功能。

3 系統(tǒng)功能與波形測(cè)試

本控制系統(tǒng)的硬件實(shí)物圖11所示，主要由自制燈光控制電路板、語(yǔ)音識(shí)別模塊、24直流電源和三色LED燈組成。

圖11 系統(tǒng)硬件實(shí)物圖Figure 11 Physical picture of system hardware

3.1 系統(tǒng)功能與波形測(cè)試

3.1.1 安靜環(huán)境下系統(tǒng)功能測(cè)試

為了充分的驗(yàn)證系統(tǒng)的完整性和可行性，實(shí)驗(yàn)測(cè)試次數(shù)高達(dá)200次，測(cè)試環(huán)境分為兩種，下面進(jìn)行第一種測(cè)試，環(huán)境為安靜的辦公室。燈光控制系統(tǒng)的功能測(cè)試表如表2所示。實(shí)驗(yàn)步驟：將LED燈組按原理圖連接到控制板相應(yīng)端子處，將220 V轉(zhuǎn)24 V的電源適配器插入到控制板中，拔動(dòng)滑動(dòng)開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)通電，將調(diào)試好的程序下載到單片機(jī)當(dāng)中，下載完成后，按照表2的語(yǔ)音控制命令分別進(jìn)行測(cè)試，每種命令測(cè)試200次，并觀察燈的控制效果和語(yǔ)音播報(bào)內(nèi)容情況，并將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)在表格2中。

表2 安靜環(huán)境下系統(tǒng)功能測(cè)試結(jié)果Table 2 System function test resutts in a quiet environment

從表2中可以看出，該基于語(yǔ)音識(shí)別的燈光控制系統(tǒng)功能正常，其識(shí)別率能達(dá)到90%以上，可以滿足人們的日常生活需要。

3.1.2 嘈雜環(huán)境下系統(tǒng)功能測(cè)試

與3.1.1小節(jié)測(cè)試步驟和次數(shù)保持一致，只是環(huán)境在喧鬧的小區(qū)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列入表3中。

表3 嘈雜環(huán)境下系統(tǒng)功能測(cè)試結(jié)果Table 3 System function test results in noisy environment

從表3中可以看出，在嘈雜的環(huán)境下，語(yǔ)音識(shí)別效果與在安靜的辦公室相比較大幅度降低，識(shí)別率從安靜環(huán)境的95%以上下降到了60%以上。這是由于噪聲的產(chǎn)生對(duì)于語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音去噪領(lǐng)域內(nèi)都有影響，噪聲對(duì)有用信號(hào)的影響越大，語(yǔ)音識(shí)別率越低，反之越高；同理，噪聲對(duì)語(yǔ)音的影響越大，對(duì)于具有噪聲影響的語(yǔ)音信號(hào)和沒(méi)有經(jīng)過(guò)噪聲污染的語(yǔ)音信號(hào)，語(yǔ)音識(shí)別的性能是不同的。對(duì)于同一語(yǔ)音信號(hào)，由噪聲污染的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，識(shí)別率會(huì)比沒(méi)有經(jīng)過(guò)噪聲處理的識(shí)別率要低，也就是說(shuō)噪聲能對(duì)語(yǔ)音識(shí)別產(chǎn)生影響。

3.1.3 系統(tǒng)波形測(cè)試

通過(guò)語(yǔ)音命令來(lái)測(cè)試白光、橙光和中性光調(diào)暗、調(diào)亮?xí)r輸出的PWM 信號(hào)，驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。操作步驟：

（1）將三色LED燈按照原理圖，接入到控制板的端子排上，給板子供電。

（2）打開(kāi)Keill編程軟件，編寫(xiě)程序，調(diào)試無(wú)誤后，編譯生成.hex文件，打開(kāi)下載軟件，選擇生成的.hex文件下載到單片機(jī)中，通過(guò)語(yǔ)音命令測(cè)試效果，并觀察不同語(yǔ)音命令下的PWM波形的變化。測(cè)試波形見(jiàn)圖12。

圖12 系統(tǒng)測(cè)試波形Figure 12 Wave form of system test

圖12中第1、2排，從左往右分別為白光調(diào)亮、白光調(diào)暗、橙光調(diào)亮、橙光調(diào)暗、中性光調(diào)亮和中性光調(diào)暗的波形圖，其中A通道為變白光測(cè)試波形，B通道為變橙光測(cè)試波形。從圖12中可以看出白和橙兩色燈調(diào)亮命令發(fā)出后，其PWM 信號(hào)A、B 通道中占空比都為35.9%，調(diào)暗命令發(fā)出后，占空比都為90.3%，當(dāng)中性光調(diào)亮命令發(fā)出后，其PWM 波形A、B 通道中占空比都為36.8%，調(diào)暗命令發(fā)出后，A、B 通道中占空比都為90.7%。兩色LED燈在不同顏色情況下控制其占空比保持一致，可以使兩色LED燈在不同顏色時(shí)亮度保持在同一個(gè)級(jí)別，這能帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。測(cè)試數(shù)據(jù)表明該系統(tǒng)功能正常，可以根據(jù)需求應(yīng)用到不同的場(chǎng)合。

4 結(jié)論

本文以STC89系列CPU為主控單元設(shè)計(jì)了離線語(yǔ)音識(shí)別的燈光控制智能家居系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)為用戶提供了便利、有趣的操作體驗(yàn)，同時(shí)，用戶還能用語(yǔ)音控制LED燈的亮度，這能從一定程度上提高電源利用率，達(dá)到節(jié)能的作用。本控制系統(tǒng)從功能角度來(lái)看還有待完善。首先本控制系統(tǒng)控制方法比較單一，可以考慮語(yǔ)音加光敏傳感器，語(yǔ)音加紅外傳感器等進(jìn)行組合控制，這樣控制方法可以在語(yǔ)音、光敏和紅外之間自由切換，控制更加的智能化。其次，該系統(tǒng)從某種程度上也存在一些缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)大部分是外部噪聲帶來(lái)的不利影響。因此，希望人們?nèi)ジ嗟刈⒅卣Z(yǔ)音去噪方面的研究，并應(yīng)用到語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的誕生使得近些年出現(xiàn)了許多去噪方法，在語(yǔ)音去噪上獲得了廣泛的研究，推動(dòng)了語(yǔ)音去噪算法的發(fā)展。針對(duì)噪聲帶來(lái)的干擾，后續(xù)可嘗試增強(qiáng)算法如減譜法、自適應(yīng)噪聲抵消法、卡爾曼濾波法等，把它們分別應(yīng)用到語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域來(lái)進(jìn)行對(duì)比，找出一種能最佳抑制噪聲干擾的噪聲濾波算法，并將其應(yīng)用到實(shí)際中去，或許語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在噪聲環(huán)境下的識(shí)別率會(huì)得到進(jìn)一步的改善和提高。