基於微控制器和語音識別的智慧型家電控制平台

2021-10-25 07:26:51 字數 2282 閱讀 1666

設計、發明的目的和基本思路、創新點、技術關鍵和主要技術指標

設計發明的目的:部分家用電器不能通過遙控斷開主電源,造成了家電長期處於待機狀態,不僅消耗了電能,而且縮短了家用電器的使用壽命。我們的作品通過語音與「家電溝通」,控制其開啟和關斷。

基本思路:作品融合微控制器技術、基於非特定人的語音識別技術、無線資訊發傳輸技術為一體。首先採集人的語音命令,通過語音識別技術識別出命令,由微控制器將命令處理成對家用電器的相應操作指令,最後將操作指令以無線資訊的形式傳送出去。接收裝置把接收到的資訊解碼,然後控制家電完成相應的操作。

本系統在智慧型家電遠端控制中引入語音識別技術,摒棄了具有很大侷限性的按鍵操作,實現了家用電器的語音開啟關斷控制,增強了家用電器控制的智慧型性和靈活性。

創新點:

①實現了vui(voice user inte***ce),用聲音和家電進行溝通。

②採用非特定人的語音識別技術,不必通過人工錄入語音。

通過音訊採集技術,即使是方言也能準確有效識別。

③用語音控制家電,避免了因手溼觸控家用電器發生觸電的危險。

④可以對高壓高輻射儀器進行無接觸操作,避免對人體產生輻射危害,使用安全可靠。

技術關鍵:

2.微控制器程式設計使用技術。

3.智慧型語音資訊(方言和普通話)採集及處理技術。

4.無線資訊傳輸技術。

技術指標:

1多達50條的控制指令供識別。

2語音識別系統的準確率高達93%。

3人機交換有效範圍達到70m2 以上。

4低功耗,功耗在1w/天以內

科學性、先進性

與現有技術相比,產品能夠實現對普通話和方言兩種語音指令的有效識別,識別指令可以動態編輯;採用常用的51系列主控微控制器即實現了語音識別,與市場上現有的語音識別主控mcu(dsp,arm)相比,成本低;本產品不必經過訓練,任何人只要說出相應的指令即可識別,這比市場上的凌陽spce061a微控制器(需經過訓練方可使用)要方便的多,有效的語音可以控制70平方公尺範圍內的家用電器。

張友德等 單片微型機原理應用與實驗(復旦)

李程 基於嵌入式的智慧型家居系統研究[d].成都:電子科技大學,2003

王倩, 吳國平, 陳琳 特定人語音識別演算法-dtw演算法[j].軟體導刊, 2005(20):48-50

獲獎情況及鑑定結果

作品在2023年3月在河北師範大學大學生課外學術科技創新活動中獲得特等獎。

作品所處階段

作品完成

技術轉讓方式

專利權轉讓。(已獲專利局受理)

作品可展示的形式

實物;現場演示。

使用說明,技術特點和優勢,適應範圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益**

使用說明:

1、整個系統分為主控部分(集語音識別,微控制器處理,無線資訊發射於一體)和受控部分(無線資訊接受部分和家用電器),先開啟主控部分的電源,我們會看到識別狀態指示燈會閃爍3次。

2、開啟受控系統的電源,主控部分和受控部分間距可達150公尺。

3、我們在距離主控部分5公尺的範圍內用語音即可控制對應的家用電器。

優勢:能識別普通話及方言,不必經過特殊訓練即可使用。控制距離遠達150公尺,最多可以控制25件家用電器。

推廣前景:

本技術可以推廣到很多場所:機頂盒(語音控制方便迅速的找到想看的頻道),導航儀(語音控制直接找出起點,終點和最短路線),發電站、變電室等強電控制場所等。

同類課題研究水平概述

語音識別是一門交叉學科。近二十年來,語音識別技術取得顯著進步,開始從實驗室走向市場。語音識別技術是當今資訊科技領域裡的十大重大科技發展技術之一。人們預計,未來10年內,語音識別技術將進入工業、家電、通訊、汽車電子、醫療、家庭服務、消費電子產品等各個領域。儘管語音識別取得很大成功,但是距離真正的人機自由交流還有很大的距離。

目前計算機還需要對使用者做大量的訓練才能更準確的識別。首先,就演算法模型方面而言,語音識別技術需要有進一步的突破。目前使用的語言模型只是一種概率模型,還沒有用到以語言學為基礎的文法模型,而要使計算機確實理解人類的語言,就必須在這一點上取得進展。其次,識別系統的環境適應性差。主要表現在對環境要求高,特別在高噪音環境下語音識別效果還不理想。再者,語音識別系統從實驗室演示系統到商品的轉化過程中,還有許多具體問題需要解決。例如,識別速度、識別的準確度,抗干擾等問題。針對上面的困難,語音識別技術要做到真正成功,在任何環境中都能人機進行自由地對話,不僅需要語音識別基礎理論的突破,更需要大量的實際工作的積累。

目前國內尚未出現相同的家電語音控制平台。國內在語音識別研究上也投入了很大的精力,中科院的自動化所、聲學所以及清華大學等科研機構和高校都在從事語音識別領域的研究和開發。國家863智慧型計算機專家組為語音識別技術研究專門立項,我國語音識別技術的研究水平已經基本上與國外同步。

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