基于语音识别技术的智能家居控制系统研究

２００６住　第４期　九江学院：学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｊｉｔＯｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ｎａｔｕｒａｌ　ｓｃｉｅｎｃｅｓ）　２ｏｏ６　ＮＯ．４　

基于单片机语音识别的智能家居控制系统实现方案　

胡森树　丁文斌　（１九江学院图书馆　２九江学院电子工程学院　江西九江３３２００５）　

摘　要：本文利用了十六位ＳＰＣＦ３３６１Ａ单片机的强大的ＤＳＰ功能，实现了特定发音人识别（ＳＩ：，ｅａｋｅｒ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）功能。结合大容量的ＦＬＡＳＨ存储器，成功地实现将语青播放与识别技术应用于智能家居控　制系统中。另外，详细介绍了具有语音识别功能的新一代智能家居控制系统的硬件配置与软件流程，从　而在实现系统功能的同时，将低成本、低功耗与友好人机界面有机结合起来。　关键词：单片机；语音识别；智能家居　中图分类号：ＴＰ　３３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—３８３８（２００６）０４—１３００５一（０３）　

１　引言　在传统的智能家居控制系统中，我们常采用不同次数　的“滴滴”声或不同的ＬＥＤ状态作为操作提示信息，提　示信息过于简单，不够直接，一般需要按照操作手册一步　一步进行，而且容易ｉ＝ｎ错。另外，它的身份验证一一般只有　按键密码，在电话远程控制或门禁系统中容易被他人偷窥　从而导致安全隐患。而本文提供的语音界面的智能家居控　制系统在完全实现家庭安全监控与智能化控制的基础上，　增加了以语音提示作为操作向导的人机交互界面，极大的　方便了系统设置与修改。同时，身份验证时，可以要求以　声音和键撒密码　时作为身份验证信息，杜绝了密码泄漏　造成的安全隐患。　语音识别技术是一种多维识别系统，基本结构如罔一　所示。语音识别系统与一般的模式识别系统类似，包括特　征提取，话音模式库，模式匹配３个基本单元　．　对于语音辨识主要有以下２种：　（１）特定发音人识别ｓＤ（Ｓｐｅａｋｅｒ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）：魁指　沿音样板ｒ｝】单个人训练，ｔＩ！．只能识别训练人的语音命令，　而他人的命令识别率较低或儿乎不能识别。　（２）非特定发音人识别ｓＩ（Ｓｐｅａｋｅｒ　Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）：是　：借语音样板由不同年龄、不同性别、不同口音的人进行训　

【128】 第40卷 第10期 

2018-10基于树莓派的智能家居语音控制系统Intelligent home voice control system based on raspberry Pi刘 华，田占生，冯宇飞 LIU Hua, TIAN Zhan-sheng, FENG Yu-fei（天津农学院 工程技术学院，天津 300384）摘 要：以Android手机、麦克风和液晶显示屏为人机交互终端，以注册于英国的慈善组织“RaspberryPi基金会”开发的树莓派为核心控制终端，基于百度语音、图灵机器人、Yeelink三大云平台，设计了一套用户通过互联网就能有效地对家中家居设备进行语音交互的嵌入式智能家居控制系统，使得人们享受更智能的家居生活体验。该系统具备手机、语音两种控制模式实现对家具设备的控制。系统采用Linux操作系统，在实时性方面表现良好，同时具有高稳定性，能稳定地与云平台进行通信。关键词：智能家居；树莓派；百度语音平台；图灵机器人；Yeelink中图分类号：TP273.5 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2018)10-0128-03

收稿日期：2018-03-09基金项目：天津市大学生创新创业训练计划项目（201710061085）作者简介：刘华（1977 -），女，天津人，高级实验师，硕士研究生，主要从事智能机器人和农机装备的设计与研发。0 引言 随着科学技术的发展，人们生活水平的不断提高，家居生活从过去的追求豪华装修发展成为追求家居的智能化[1]。智能家居的出现让人们更切身的体会到了科技技术给日常生活所带来的便捷。远程监控、环境自动控制、家电的远程控制、网络信息获取、安全防范、家庭娱乐等都是智能家居带给我们的体验。然而智能家居因成本相对较高成为其在普通消费家庭中普及的劣势。那么如何才能让普通消费家庭也享受智能化生活呢？我们本次研究的智能家居系统能有效的降低成本，同时扩展了语音交互功能，实现语音控制和信息的语音获取，从而使得智能家居更加普及。对设备的控制以ZigBee无线模块网络节点为基础，通过节点间的数据传输处理实现了家庭自动化，同时也大大降低了生产成本[2]。1 系统结构系统以Android手机、麦克风和液晶显示屏为人机交互终端，以树莓派为核心控制，基于百度语音、图灵机器人、Yeelink三大云平台作为功能实现基础，可进行语音交互的嵌入式智能家居控制。该系统具备手机、语音两种控制模式实现对家具设备的控制。树莓派clinux操作系统，在实时性方面表现良好，同时具有高稳定性，能稳定地与云平台进行通信。系统通过麦克风采集用户语音后将录音文件传给百度语义平台，程序通过检索百度语音合成的文本信息进而控制无线模块发送相应的指令给终端设备。语音互动则由图灵机器人和百度语音共同完成，yeelink负责传感器的状态显示和手机端控制。图1为基于树莓派的智能家居语音控制系统的原理框图。图1 系统结构框图2 智能控制系统硬件设计2.1 主控制器模块本系统采用树莓派3代控制板如图2所示。新一代树莓派3B型构建在最新博通2837 ARMv8 64位处理器上，与其上一代相比，速度更快，功能更强大。凭借其内置的无线和蓝牙连接，它将成为支持物联网的理想第40卷 第10期 2018-10 

第３７卷第１０期　２０１６年１０月　湖南科技学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｂ１．３７　Ｎｏ．１Ｏ　０ｃｔ．２Ｏ１６　

语音识别在智能家居控制系统的应用　

杨熙　张文昭梁晓琳　

（湖南科技学院电子与信息工程学院，湖南永州４２５１９９）　

摘要：通过语音进行人机对话，符合智能家居的发展趋势。文章将语音识别技术应用到智能家居控制系统中，利用语　音识别芯片ＬＤ３３２０和ＳＴＭ３２微控制器设置了一个非特定人小词ｊｒ－量的智能家居语音识别控制系统。文中分析了系统的构　

成、基本原理和软件设计，整个系统的结构框架明朗，设计简洁，易于维护和再开发。　关键词：语音识别；智能家居；ＬＤ３３２０　

中图分类号：ＴＰ３９１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３－２２１９（２０１６）１０－００３４－０２　

０　引　言　科技的进步让人们的生活更智能，智能家居是近几年关　

注的焦点。随着语音识别技术的发展，将语音技术应用于智　能家居控制领域也是大势所趋。语言和声音与我们的日常生　

活密不可分，自然而然想到用语音来控制，让机器听懂人的　话，这样用户不需要改变原有的使用习惯，也无需经历学习　和适应的过程。因此，做得再好再友善的人机交互界面，都　

没有用语音交互控制来得方便直接。可以说，语音控制让智　能家居真正“智能”起来，也更实用起来。　

１语音识别技术　

语音识别的目的就是让机器明白你在说什么，并能按照　

你的指令去执行相关动作，让人们舍掉键盘，解放双手。　语音识别技术的分类如图１所示。　

匮　一　Ｉ　厂筹　

词　：：：　特定人识别、非特定人识别　

ｃ＝＝＞　莩　连接诃识别、　

日　炯汇量　

图１．语音识别技术分类　特定人语音识别是针对一个或几个人的语音进行识别，　

即用于专人的语音识另０。非特定人语音识别则可用于不同的　用户，即识别的语音与人无关。　

收稿日期：２０１６－－０３－－２４　

基于语音识别的智能家居系统设计

作者：孙全宝

来源：《物联网技术》2020年第07期

摘 要：目前我国市场上的智能家居产品已经越来越多，各种产品样式层出不穷，但却没有一套完整的具有划时代意义的智能家居产品。针对这一现象，设计一款基于语音识别的智能家居系统。该系统的语音识别采用百度AI开放平台的语音识别技术，系统的管理后台采用Java语言进行开发。测试结果表明，所设计系统功能符合预期，能够通过APP、Web页面和微信小程序方便地进行语音识别并对家庭设备进行语音控制。

关键词：智能家居;语音识别;系统设计;Java;微信小程序;语音控制 中图分类号：TP391.42 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2020）07-0-02

0 引 言

随着现代科学技术的不断发展，生产力的不断提升，人们越来越注重生活品质，由此智能家居产品逐渐走入大众的视线。例如，在家居产品中扫地机器人可以帮助人们清洁家中的卫生，不仅方便快捷，还能节约人们的宝贵时间。智能家居的发展越来越依赖于人机交互，从而使用语音识别操控家居产品的技术必定会成为研究的热点[1-5]。

本文采用百度AI开放平台的语音识别技术，设计一套基于语音识别的智能家居系统。此系统的管理后台采用当前流行的Java语言开发，用户可以通过手机APP、PC端的Web页面或者微信小程序实现对家居产品中灯、空调、电视机、窗帘、监控等的语音化控制。

1 系统总体框架

本智能家居系统共包括各种家庭设备、主控装置（家庭网关）、系统管理后台、百度AI语音识别模块和用户交互界面等五部分。其系统总体架构如图1所示。

系统租用腾讯云作为Web服务器，把系统管理后台放在腾讯的云端，保证系统的安全性和稳定性。为了用户与系统能更好的交互，本系统开发三种不同的前端，即用户可以通过在手机上安装定制的APP与系统进行交互，也可以在PC端进入Web页面与系统进行交互，还可以在微信上登录定制的小程序与系统进行交互。这三种方式都能对家庭设备进行控制，也能够查看家庭设备的状态。家庭设备主要包括电饭煲、空调、电视、窗帘等家用电器。系统后台通过百度AI开放平台的语音识别技术实现语音识别。