下载文档原格式
基于DSP和ZigBee无线智能语音控制系统设计_边红昌Proceedings of the 26th Chinese Control ConferenceJuly 26-31, 2007, Zhangjiajie, Hunan, China基于DSP和ZigBee无线智能语音控制系统设计边红昌，程德福，祁玉林，张坤吉林大学-TI DSP联合实验室, 长春130026E-mail:***********************.cn摘要：介绍了以DSP为语音控制模块与以PIC单片机和无线传输芯片CC2420为核心构成的ZigBee无线传输模块建立的无线智能语音控制系统。
给出了系统硬件总体结构及各模块的具体设计方案，语音识别算法和系统软件的实现方法。
针对DSP对语音识别算法进行优化，且对ZigBee协议栈进行优化精简，最终实现了独立运行、识别率高及操作方便的家庭智能语音控制系统。
关键词：语音识别, DSP, ZigBee, 智能控制Design of Wireless Intelligent Speech Control SystemBased on DSP and ZigBeeBian Hongchang, Cheng Defu, Qi Yulin, Zhang KunJilin University-TI DSP Laboratory, Changchun 130026, P. R. ChinaE-mail:***********************.cnAbstract: Introduce a Wireless Intelligent Speech Control System based on DSP as Speech Control Model and PIC Micro-controller & wireless transmit chip CC2420 as the ZigBee Wireless Transmit Model. Hardware design, Speech Recognition Algorithm and Program design are given in this paper. Especially Speech Recognition Algorithm is optimized toward DSP and ZigBee Protocol Stack is reduced. Independent, high recognition rate and convenient operation family intelligent speech control system is realized in our system.Key Words: Speech Recognition, DSP, ZigBee, Intelligent Control1 引言(Introduction)随着智能设备微型化、人工智能化、多功能化等功能的发展，而通常的人机控制如按键、图形菜单等不再能满足用户的需求，因而本文提出了基于DSP 和ZigBee无线智能语音控制系统。
基于人工智能技术的智能电子产品设计与开发人工智能技术的飞速发展，让智能电子产品的设计与开发变得更加智能化和高效化。
这种技术不仅可以增强产品的智能化程度，还可以提升产品的性能和用户体验。
在这篇文章中，我们将讨论人工智能技术在智能电子产品设计与开发中的应用。
一、智能电子产品与人工智能技术的结合随着人工智能技术的突飞猛进，越来越多的智能电子产品开始充分利用这项技术。
智能电子产品是指拥有自主控制能力和通讯能力，能够满足用户不同需求的电子产品。
而在智能电子产品领域，人工智能技术的应用越来越广泛，包括机器学习、语音识别、图像识别等技术。
这些技术赋予了智能电子产品更多的智能和感知能力。
二、人工智能技术与声音识别技术应用在智能音箱智能音箱是智能电子产品中的一个重要子类。
通过集成了语音识别技术、语音合成技术等多项技术，智能音箱能够识别用户的指令，播放音乐、新闻、天气预报等信息。
其中，最为关键的技术之一便是声音识别技术。
声音识别技术是一种基于人工智能技术的语音识别技术。
它通过模式匹配、信号处理等多种算法，将语音信号转化为文本信息。
而在智能音箱中，这项技术被广泛利用。
通过收集用户语音数据，并进行模型训练，智能音箱可以逐渐提高对用户的语音识别准确率。
三、人工智能技术在智能家居中的应用智能家居是智能电子产品中另一个重要的领域。
它通过智能化设备，让用户能够更加便捷地控制家里的各种设备。
其中，人工智能技术也随处可见。
比如，基于人工智能技术的智能家居系统，可以通过学习用户的喜好，自动控制照明、窗帘等设备；还能够依据天气、时间等因素，调整家中空调温度。
此外，智能家居还可以结合语音识别技术，让用户能够通过语音操作智能家居产品，实现更加智能的控制。
四、人工智能技术在智能医疗中的应用基于人工智能技术的智能医疗，也是智能电子产品的一个重要领域。
通过智能设备收集患者的生理数据，并将这些数据上传到云端进行分析，智能医疗产品可以及时为患者提供指导和建议。
电子行业智能电子产品设计与制造方案第一章智能电子产品设计概述 (2)1.1 设计原则 (2)1.2 设计流程 (2)1.3 设计方法 (3)第二章市场调研与分析 (3)2.1 市场需求分析 (3)2.2 竞品分析 (4)2.3 用户需求分析 (4)第三章硬件系统设计 (4)3.1 电路设计 (4)3.2 元器件选型 (5)3.3 电路板设计 (5)第四章软件系统设计 (6)4.1 操作系统选择 (6)4.2 应用程序开发 (6)4.3 系统集成 (7)第五章用户体验设计 (7)5.1 界面设计 (7)5.2 交互设计 (7)5.3 用户体验评估 (8)第六章智能电子产品制造工艺 (8)6.1 制造流程 (8)6.1.1 设计与仿真 (8)6.1.2 材料准备 (8)6.1.3 SMT贴片工艺 (8)6.1.4 DIP插件工艺 (9)6.1.5 组装与调试 (9)6.1.6 包装与发货 (9)6.2 设备选型 (9)6.2.1 设备功能 (9)6.2.2 设备兼容性 (9)6.2.3 设备可靠性 (9)6.2.4 设备售后服务 (9)6.3 制造管理 (9)6.3.1 质量控制 (9)6.3.2 生产计划 (9)6.3.3 设备管理 (10)6.3.4 人员培训 (10)6.3.5 环境管理 (10)第七章质量控制与测试 (10)7.1 质量标准 (10)7.2 测试方法 (10)7.3 故障分析与处理 (11)第八章产品安全与认证 (11)8.1 安全标准 (11)8.2 认证流程 (12)8.3 安全防护措施 (12)第九章市场推广与销售 (12)9.1 市场推广策略 (12)9.2 渠道建设 (13)9.3 销售策略 (13)第十章售后服务与产品迭代 (13)10.1 售后服务体系建设 (13)10.2 产品迭代更新策略 (14)第一章智能电子产品设计概述智能电子产品作为电子行业的重要组成部分，其设计与制造已成为当前技术发展的重要方向。
AI语音识别技术的应用案例分析随着人工智能技术的不断发展，AI语音识别技术也变得越来越普及，它已经被广泛应用在我们生活中的各个领域当中，例如智能家居、智能客服等。
这篇文章将会通过介绍一些具体的应用案例，来帮助读者更深入地理解AI语音识别技术的应用实践。
智能助手智能助手是指一种可以听话、识别语音指令并在用户语音输入后快速响应的系统。
最近几年，智能助手已成为AI语音识别技术的一大亮点，人们不再需要手动打开应用或使用键盘，只需要与智能助手进行自然的语音交互即可实现各种操作。
目前很多智能手机都搭载了这种功能，当我们想拨打电话、查看天气、听音乐时，只需要对手机说出相应的指令，就能快速得到响应。
在日常生活中，智能助手还能帮助人们处理一些困难问题，如提醒用户参加某项会议、预订餐厅、更改日常安排等。
智能客服智能客服是一种基于AI语音识别技术的虚拟客服系统，它能够自动处理一些基础问题，如订单查询、商品咨询、售后服务等，并通过人工智能技术进行分析和处理。
这种系统给企业提供了一种新的管理方式，它能够降低企业的运营成本、提高服务质量、更好地满足消费者的需求。
目前，很多电商企业已经开始将智能客服融入到自己的服务体系当中，如京东的“JOY”,阿里巴巴的“AliGenie”，淘宝的“AliSmart”，这些系统采用AI语音识别技术，为消费者提供了更便捷的服务。
智能翻译智能翻译是一种基于AI语音识别技术的翻译系统，它可以将一种语言中的内容自动翻译到另一种语言，通过语音播报实现快速准确的信息传递。
在海外旅游、出差、学习等情况下，智能翻译系统可以帮助人们更快速的掌握当地的语言和文化，增加了人们的交流和互动的机会。
智能翻译系统主要需要预先安装一些语言包、文化交流包，这样才能更好地响应用户的翻译需求。
目前，很多全球知名的电子产品如谷歌、微软、亚马逊都有自己的智能翻译系统，在中国也有一些本土企业也在这一领域进行不断的探索和创新。
总结AI语音识别技术在近几年的发展中已经得到了广泛的应用，越来越多的智能应用使用AI语音识别技术来进行交互，这对提高人们的生产力、办公效率甚至改变个人和家庭的生活方式有着广泛的推动作用。
题目：智能家居语音控制系统随着现代信息科技的迅速进步和发展,人们生活质量的提高也逐渐提高，智能家居在现代社会中也备受关注，与传统的方式相比，语音控制不需要复杂的操作，通过说话就可以指导一些设备完成相应的动作，减少用户对手机、遥控的依赖，从而为用户提供更加舒适高效的环境。
本课题利用STC89C52单片机和LD3320语音识别芯片对用户说出的关键字进行识别，然后将识别的结果输出给单片机，单片机再输出信号控制继电器，进而控制开关的工作，最后实现控制灯光和风扇等常用设施的操作，充分体现了它在语音识别和智能控制方面的优势，具有较高的识别率和实时性。
关键词：智能家居；语音识别；单片机；LD3320With the rapid progress and development of modern information technology, the improvement of people's life quality also gradually improve, intelligent household also focus in the modern society, compared with the traditional way, voice control does not need complex operations, through talking can guide some equipment to complete the corresponding action, reduce the user's reliance on mobile phone, remote control, So as to provide users with a more comfortable and efficient environment.This topic uses STC89C52 microcontroller and LD3320 voice recognition chip to identify the keywords that the user says, and then outputs the results to the microcontroller, and then the microcontroller outputs the signal to control the relay, and then controls the work of the switch, and finally realizes the operation of the common facilities such as lights and fans. It fully reflects its advantages in speech recognition and intelligent control, and has high recognition rate and real time performance.Key words: intelligent home ；voice recognition；MCU；LD3320目录1 绪论 (1)1.1 选题的背景 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 主要研究内容 (2)2 系统方案选择 (3)2.1 智能家居系统的总体设计 (3)2.2 方案选择 (3)2.2.1 主控芯片的选择 (3)2.2.2 语音芯片的选择 (4)2.2.3 液晶显示器的选择 (5)2.2.4 继电器模块的选择 (5)2.3 系统方案总结 (5)3 系统主要硬件电路设计 (6)3.1 主控单片机电路与最小系统 (6)3.2 语音控制部分 (8)3.2.1 语音识别原理 (8)3.2.2 LD3320电路设计 (9)3.3 复位电路 (10)3.4 时钟电路 (11)3.5 继电器电路 (11)4 软件设计 (12)4.1 LD3320的软件设计 (12)4.1.1 编程模式 (12)4.1.2 LD3320程序流程 (13)4.2 寄存器的操作和功能 (14)4.2.1 并行方式 (14)4.2.2 串行SPI方式 (15)4.2.3 寄存器的功能 (16)4.3 语音芯片关键词的设置 (16)4.4 单片机程序下载 (17)5 实物制作 (17)5.1 pcb电路板的制作流程 (17)5.2 系统调试 (19)5.2.1 硬件调试 (20)5.2.2 软件调试 (20)总结 (21)参考文献 (22)附录致谢 (30)1 绪论1.1 选题的背景在维纳观点中：“人们对外部世界加以适应，通过适应来完成对世界的控制，而此过程中与外部进行将交换的内容称就作为信息。
智能电子产品设计与开发随着人类科技的不断进步，智能电子产品已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机、智能手表到智能家居，无一不是科技发展的产物。
是什么让这些产品如此智能？除了硬件配件，更重要的是软件设计和开发。
智能电子产品的软件开发软件是实现智能电子产品智能化的关键，是主导整个产品的核心。
软件的开发可以分为前端开发和后端开发两个部分。
前端开发主要负责构建用户与设备之间的交互体验。
例如，对于智能音箱，一个良好的前端开发可以让用户通过控制语音识别模块来与音箱交互，从而控制音量、音乐等。
同时，正常的用户体验也需要硬件和软件的协调，产品需要满足不同用户的需求，以此来实现产品功能的完整性。
后端开发主要是对设备本身进行效能优化。
全球很多公司都有自己的后端系统，例如谷歌、亚马逊、苹果等。
后端系统的主要功能是将设备获得的数据存储到云端，以此来支持大数据分析和数据挖掘。
同时，在后端系统中，还可以利用人工智能和机器学习来提升产品的智能化程度，并不断改进分析结果。
智能电子产品的设计除了软件开发之外，设计也是智能电子产品的关键之一。
首先，外观设计。
人们第一眼看到的是产品外观，产品的外观设计可以影响消费者的购买行为。
许多公司将设计著称，并为此获得了巨额利润。
例如，苹果公司的产品设计一向以简约、实用著名，这也是苹果公司产品所依赖的一部分。
其次，交互设计。
一个好的交互设计能提高智能电子产品的易用性并简化用户体验。
例如，Google Home Mini采用了圆形的设计，右侧突出部分可用来调整音量等，同时还包括直观的指示灯和简单的语音提示。
这样的设计使Google Home Mini易于操作，大大增强了其用户体验度。
最后，功能设计。
智能电子产品作为智能每天的一部分，其功能设计应紧密联系着人们日常生活的需求。
例如，智能家居和智能空调应该预设家庭成员的温度喜好，以此提高家居产品的质量，同时也可以提高客户的忠诚度和回头客的比例。
⾮特定⼈语⾳识别（ASR）嵌⼊式解决⽅案⾮特定⼈语⾳识别(ASR)嵌⼊式解决⽅案国家/地区︰上海市上海市区联系电话︰139******** 联系⼈︰郑先⽣(经理)最近登⼊︰2009/12/24嵌⼊式语⾳识别在消费类电⼦产品市场应⽤上⼤约分成三类：⼿提设备，游戏/ 玩具以及汽车。
我们已经开发出能安装在智能⼿机Smartphone上的连续语⾳及短语语⾳识别软件：Wanson ASR Chip1.0，它是专门为微⼩芯⽚上⽽开发的嵌⼊式语⾳识别引擎。
，可以为⽤户提供语⾳拨号和声⾳命令控制等功能。
这些软件可以作⽤在智能⼿机Smartphone，CDMA/2.5G/3.5G 芯⽚，智能玩具以及汽车的导航系统上。
该语⾳识别软件兼顾到识别速度和识别准确率的平衡，能运⽤于⼀系列从语⾳命令控制，语⾳⼈名拨号到语⾳翻译，语⾔学习的实际应⽤中，使得我们的OEM 伙伴能快速地推出他们的新产品。
1、Wanson ASR Chip1.0 综述：l此引擎可以为您已有的硬件平台上（⽆论是16位MCU、DSP、或者ARM）上增加语⾳识别的功能，⽐如⼿机控制器平台。
全套的解决⽅案包括了公司专有的⾮特定⼈语⾳识别引擎，不需要您现有控制器作⼤的硬件改动（仅需要增加⾳频的输⼊和输出电路）。
l在控制器芯⽚中移植⾮特定⼈语⾳识别引擎（标准的C语⾔写的代码），利⽤控制器芯⽚的运算能⼒完成语⾳识别功能，引擎可以识别关键词200多条左右（可以根据控制器芯⽚的性能有所增加）。
l系统具有显着的抗噪性能，在30分贝下，基本上能够完全识别，在30到50分贝的较吵的环境中，也能保持在90%以上的识别率；2、Wanson ASR Chip1.0系统2、1系统框图及概述Wanson ASR Chip1.0是⼀套功能强⼤，具有全部开发⼯具的语⾳识别系统，使开发者可以⽅便⽽快速地开发出⼀系列不同的应⽤。
Wanson ASR Chip1.0 提供的特性包括有：该语⾳识别软件附带了⼀系图形化界⾯的软件开发包，使⼚商可以很快在现有的产品上增加语⾳识别功能；秉承Wanson ASR 电信级语⾳识别软件的⾼准确率和稳定性，持续提⾼客户意度；软件采⽤标准C书写核⼼算法，使得该软件能很快地移植到其他操作系统和处理器上；提供了常规的，功能强⼤的API 接⼝，能够很⽅便地与设备上的现有软件集成．2.2应⽤程序开发开发具有嵌⼊式语⾳识别功能的应⽤程序⼤约需要以下的步骤：性能的定义开发商在开发应⽤程序时，⾸先要定义的是准备给⽤户提供什么样的特性和功能。
电子产品的智能化设计利用智能技术提升产品功能和用户体验随着科技的发展，电子产品的智能化设计已经逐渐成为一个趋势。
智能技术的应用不仅能够提升产品的功能，还能够改善用户的体验。
本文将从智能化设计的概念、智能技术的应用以及其对产品功能和用户体验的影响等方面进行探讨。
一、智能化设计的概念及特点智能化设计是指通过引入智能技术，将电子产品赋予人工智能和自主决策能力，使其能够根据用户的需求和环境的变化自动调整功能和参数，从而提升产品的性能和用户的体验。
智能化设计的特点主要包括以下几个方面：1. 自动化：智能化设计能够实现电子产品的自动识别和自主决策，不需要人工干预，提高了产品的智能化程度。
2. 智能化：通过智能技术的应用，产品能够根据用户的习惯和需求，自动调整参数和功能，提供个性化的服务。
3. 交互性：智能化设计可以让用户与产品进行更直接、更便捷的交互，提高用户体验的便捷性和舒适度。
二、智能技术在电子产品中的应用目前，智能技术在电子产品中的应用已经相当广泛，下面将针对几种主要的智能技术进行介绍。
1. 人工智能（AI）：人工智能是指模仿人类智能思维和行为的技术。
在电子产品中，人工智能可以通过学习用户的行为和喜好，自动调整产品的功能和参数，提供个性化的使用体验。
2. 语音识别技术：语音识别技术可以使电子产品能够理解和识别人的语言指令，实现人机交互。
用户只需通过语音指令，即可实现对产品的操作，提高了使用的便捷性。
3. 智能家居技术：智能家居技术将家居设备连接到互联网，并通过智能设备进行控制和管理。
用户可以通过手机或者语音指令，实现对家居设备的远程控制，提高了家居的智能化程度。
4. 大数据分析技术：大数据分析技术可以通过对大量的用户数据进行分析，为用户提供个性化的推荐和服务。
例如，智能音乐播放器可以根据用户的音乐喜好，智能地为其推荐音乐。
三、智能化设计对产品功能的提升智能化设计通过引入智能技术，可以大大提升电子产品的功能。
面向智能家居的无线语音控制系统设计作者：肖清泉顾竟成来源：《贵州大学学报（自然科学版）》2020年第04期摘要：在嵌入式系统下借助语音识别技术设计一套无线控制系统，通过此系统对传统家电进行一些常规的语音与界面人机交互操作，实现包括多设备交互控制、网络连接、数据显示等功能，这将极大提升家居生活的便利性和舒适性。
系统采用基于高级精简指令集机器（advanced RISC machine，ARM）处理器+Linux+语音识别库+无线传感器网络的方案，主要包括硬件电路设计和软件开发，控制系统利用语音识别技术对声音进行识别，借助ZigBee模块进行主控系统与终端设备的交互。
与传统产品相比，该交互式家居语音控制系统提供多样的识别、交互模式，创新的控制模式及更大范围的识别距离。
关键词：智能家居;ARM;Linux;语音识别;Qt开发;ZigBee中图分类号：TP399 文献标识码： A智能家居以住宅环境为应用背景，利用无线网络技术、自动化控制和语音识别技术等将家电设施集成，建立高效的家居管理系统，提升家居生活的便利性和舒适性[1]。
家居智能化的一个重要发展方向是基于语音识别的控制技术，对此国内外已开展了大量运用语音识别的控制技术的研究，目前一些语音科技公司的语音识别技术已经非常高效，识别率通常在95%左右。
现阶段传统家居语音控制系统的控制、交互方式单一，语音识别模式单一，识别距离局限大，用户体验不理想[2]。
对于上述问题的解决方案比较欠缺，目前而言市面上设计的产品还没有进行深入研究。
对此，本文设计重点不在于提高识别精度，而是在嵌入式系统下借助语音识别技术设计一套无线控制系统，通过此系统除了实现家电的一些常规语音交互操作外，再力求与市面上的同类产品相比能够提供更加多样的控制模式、交互模式、识别模式，更大范围的识别距离，以期给人们的家居生活带来极大便利。
1 系统组成本系统采用星形网状结构，核心中枢的麦克风采集用户发出的语音，将语音识别成文字信息后，程序再将文字信息转换为指令，根据无线传感器将特定的指令通过网络发送到分布在家中各个角落的终端设备，终端设备在响应指令后根据指令执行情况反馈信息到核心中枢[3]。
带语音识别功能的消费电子产品的系统设计 作者：Erich Ad„文章来源：电子系统设计点击数：81 更新时间：2008-4-23 过去，语音识别的应用一直局限于基于PC的系统、电话服务器、高端手机和PDA。但近年来，技术的进步已使得低成本的语音识别处理器在消费电子领域得到应用。 现在的语音识别处理器集成了更多功能，它们的精确度也更高，并有更好的开发工具支持，这使得在消费电子产品中添加语音I/O变得相对容易。在用语音控制家庭环境照明便是一个具有市场潜力的消费应用。
语音识别的类型 语音识别(有时也被称为声音识别或VR)技术可分成三大类：与说话人无关(SI)的识别技术、与说话人相关(SD)的识别技术和语音确认(SV)技术。每种技术都有各自的优点，适用于不同的应用。采用SI技术的产品要求无需对使用者进行培训便可使用的语音指令。
例如，与说话人无关(SI)的识别技术通常最适合用于照明控制器。就像我们用名字来引起他人的注意一样，用一个被称为“触发(trigger)”的SI指令来激活照明控制器也是一个不错的方法。照明控制器被激活后，它可以接受多个指令。
集成了语音识别功能的产品通常需要一种方法，以让使用者知道它们已经听到指令并准备接受下一个指示。也就是说，它们必须让使用者知道该产品已在控制流程之中。由于控制流程十分简单，照明控制器将用一个短音作为应答，这可缩短使用者与控制器的交互时间，而且如果发生误启动也不会导致太大问题。
由于语音是人类的天生交流方式，所以语音识别功能可以增加产品的易用性，此外它还延伸了使用者的物理控制范围。例如，一个语音控制的照明开关即可提供此类价值。或许使用者正坐着看电视，而照明开关不在伸手可及的范围内，或者环境太暗，看不到照明开关，此时借助一个简单的语音指令就能方便地解决这些难题。 图1：一个典型的具语音识别功能的电灯控制器将采用本流程图中显示的步骤进行操作。 设计考虑 因为语音识别建立在概率函数的基础上，所以设计者必须在接受指令(包含在识别指令集合中)和拒绝指令(不包含在识别指令集合中)的重要性之间做出折衷。例如，如果该产品必须反应非常灵敏，且偶尔发生误接受(误启动)也不会酿成大问题，则应用开发者可能倾向于接受指令更重要些。而其它一些应用则不允许误启动，如声控烤箱或照明控制器。
背景噪声是语音识别的克星。检测和识别均要求信噪比(SNR)在合理的范围之内(约为3：1或更高)。如果应用条件允许，最好使用定向麦克风或近讲麦克风来降低噪声。 成本也是一个考虑因素。当最终使用者购买产品时，产品价格已经是原始制造成本的4到5倍。幸运的是，目前市场上提供的高集成度语音处理器包含了所必需的麦克风前置放大器、模数转换器(ADC)、数字滤波器、内核处理器、数模转换器(DAC)和数学运算引擎。
这些处理器同样捆绑了从文本输入到与说话人无关(T2SI)的识别及合成技术。这些芯片也可充当各种消费产品功能的主控制器，而且其价位对消费电子产品来说颇具竞争力。这使得产品在增加语音功能的同时，只增加很少成本，或不增加成本。
照明控制器的设计原理 这些优异的性能使VR照明控制器非常具有吸引力，同时还有助于解决该应用中的语音识别挑战。在家庭环境中，远距离识别一个指令意味着要排除人说话、电视、音乐、碗碟碰撞和撞门等背景噪声的影响。此外，这类应用也必须能适应不同性别的成人和孩子。
语音识别输出的信号完整性只跟经过处理的信号一样，因此适当的麦克风电路设计是最基本的。麦克风电路的设计应使得麦克风、偏置电阻和前置放大级的组合电路可以充分利用ADC的输出位数，即尽可能利用ADC的输出位数来达到最佳分辨率，并且不饱和。另外，设计还应考虑到人们轻声或大声说话时的可能功率范围，以及照明控制器可能被使用的距离范围(通常最大约为10英尺)。
最好把照明控制器设置成避免误启动，(在嘈杂的环境中，使用者有时可能不得不重复发出指令)，利用Quick T2SI工具的设置可实现这点。保持指令集的规模尽可能小，对尽量减少错误指令带来的误操作十分重要，特别是在嘈杂的环境(如在家中)。为使指令之间的差异最大，T2SI指令在声音和长度方面应尽可能地不同。
最后，照明控制器的逻辑流程必须简单、自然，方便使用。为避免使用者混淆，应尽可能减少从引起照明控制器的注意到进入活跃指令集状态的控制步骤。活跃指令集应一直包含触发字的复本，因而使使用者可以在任何时候重建自己在该流程中的位置。触发字应该很易于地与照明控制功能关联起来，而活跃指令必须是照明控制最常用的。图1对设计将要用到的流程进行了说明。 图2：Sensory公司的VR stamp是一个低成本的模块，可通过加入语音识别系统所必需的基本功能和组件来简化设计。
硬件设计 为简化照明控制器的开发，本例中使用了Sensory公司的VR Stamp。VR Stamp是一个包含Sensory RSC-4128微处理器、音频电路分立电容和麦克风前置放大器、3.58MHz晶振、复位电路及用于存储程序代码的128KB闪存的低成本模块。
VR Stamp还带有128KB的串行EEPROM存储器，但在照明控制器应用中没有用到它(见图2)。VR Stamp工具套件包括VR Stamp、集成开发环境(IDE)、Quick T2SI、FluentChip库(具有各种语音识别和合成功能，包括T2SI)、VR Stamp编程板和支持文件。
在这个由语音激活的照明控制器电路中，VR Stamp模块接受使用者发出的语音指令，然后提供控制信号来打/关灯，并通过设置占空比来调节想要的电灯亮度(图3)。 该电路由120V、60Hz的交流线电源供电。变压器(T1)和二极管桥(D1)完成从交流到直流的转换和整流。RSC-4128工作在2.4到3.6V的范围内。稳压器(U1)向VR Stamp模块提供稳定的3.3V电源。3300Ω的电阻(R1)将交流线性电流降低到几个毫安，以使RSC-4128能够检测电压何时出现过零点。
内部二极管的作用是防止芯片因输入电压过高而损坏。两端交流开关元件/三端双向可控硅开关元件对(U2/Q2)在输出端(P2)控制交流线电流。为滤除VDD上的低频纹波，必须使用100µF的电容(C3)，因为不稳定的VDD将会耦合到音频电路中，并将降低语音识别的精确度。
用于语音识别输入的麦克风(MK1)和用于声音输出的扬声器(LS1)，实现该应用的功能模块。这是一个被来用为电灯供电的经典电路。通过延迟启动，该电路还可以减弱灯的亮度。本设计实现了4个照明开关亮度级别，其中“最亮”和“关灯”分别采用100%和0%的占空比，“中等亮”和“暗”分别采用大约50%和10%的占空比。
在设计带有语音识别功能的PCB时，设计者应该记住两个设计原则： 1．保持模拟电源和模拟地的稳定应利用稳压器使电源信号和地信号尽可能保持稳定。应合理设计PCB布局和走线，以使所有的模拟电源和模拟地信号与数字地分开。模拟电源和模拟地应分别连接到主电源和主接地上 (对于本应用为稳压器)。这种连接方式通常被称为“星形接地”。把稳压器放在尽可能接近VR Stamp的MIC _ RET引脚的地方，并对所有电源和地信号使用粗的电线和PCB走线。
2. 麦克风连线尽量短，并带屏蔽保护使PCB上所有模拟走线尽可能短是一种好的设计方法。特别是，从麦克风的正输入端到VR Stamp的主音频信号路径应该尽可能短。高阻抗音频信号的振幅仅为几毫伏的峰峰值。为避免来自数字噪声和电磁干扰(EMI)的天线效应，必须使用屏蔽线缆连接麦克风与该电路。
VR Stamp被设计用来利用廉价的全向驻极体麦克风提供出色的识别性能。本应用中选用了松下公司的WM-64PKT，但也可以使用许多其它制造商和其它型号的产品。虽然驻极体麦克风要求一个外部电源驱动内部FET缓冲器，但被偏置后，它们也可作为电流源使用。此外，偏置电流控制整个麦克风的灵敏度。在这个调光开关中，采用了灵敏度为-44dB的麦克风。如果采用不同灵敏度的麦克风，则应按下面的公式修改麦克风的偏置电阻(R4)： 其中Sensitivity是你想要的麦克风灵敏度(在麦克风规格中以-dB为单位)，R是麦克风阻抗，RS是对获得给定灵敏度所需的麦克风偏置电阻(R4)。
麦克风的布局也是VR设计成功的关键因素，应记住三个重要的设计原则。 1. 埋入式安装麦克风元件应放在尽可能接近安装面的地方，而且应充分固定在塑料壳体上。在麦克风元件和塑料壳体之间不能有任何空隙。
2. 无障碍物且孔足够大为避免影响识别效果，须保证在麦克风元件前面的区域内没有任何障碍物。麦克风前面的外壳的开孔直径至少为5mm。如果必需在麦克风前加上塑料表面，应使之尽可能薄，如果可以的话，最好不超过0.7mm。
3. 隔离为避免因操作或震动产品而产生的听觉噪声被麦克风“获取”，麦克风与壳体之间应该进行隔音。 图3：由语音激活的照明控制电路中的VR stamp模块接收使用者口头指令，提供开/关灯控制信号，并设置灯的亮度。
软件设计 Sensory公司的VR Stamp可以运行利用FluentChip技术固件工具和库所开发的程序。FluentChip程序是利用VR Stamp工具套件所包含的IDE工具所创建和管理的。一个程序包含一个或多个代码模块(可以使用汇编语言或C语言编写)及其它程序资源，包括面向T2SI识别指令集和SX语音提示的目标数据文件。
T2SI触发及指令集是采用Quick T2SI(一个基于Windows的SI识别指令集创建工具)创建的。为使用这个基于图形使用者界面(GUI)的工具，设计者只需把待识别的字或短语键入到文本框中，按下“Build”按钮，一个定制的SI集合就创建好了。注意的是，应把触发字输入到触发字文本框中，把指令输入到指令文本框中。
可以利用PC对这些字和短语进行测试，也可以把它们下载到VR Stamp中进行测试。如果一些字难以识别或易于产生混淆，设计者应调节识别字和短语的发音，并马上重新测试。Quick T2SI工具也可创建可以链接到任何T2SI应用的目标文件。
应把Quick T2SI工具中的“Out of Vocabulary Sensitivity”项设置成“Reject More”或“Reject Most”以减少误启动。应该对T2SI字进行了仔细选择，以便VR能很容易地区分它们，而且这些字对使用者来说是很自然的。例如，“on”和“off”就不应列入T2SI字，因为两者的发音太相似，很易于引起混淆。
如“power”等较长的字是更好的选择。此外，可以把这个单独的字用作开/关灯的开关。而其它的指令词，“dimmer low”、“dimmer medium”、“dimmer high”和“light switch”都足够长，差别很大，不太可能引起混淆。
