基语音识技术
智家居控制系统设计
摘
21世纪济快速发展物质文化需求越越高信息科技支持事物着简单化便捷化智化方发展背景应运生生智家居正信息时代典型产物
文设计套基语音识技术智家居控制系统够客户端输入语音信号完成家居设备控制家居设备更加智化文首先语音识相关理知识进行详细阐述利麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology MIT）语音服务器完成语音信号特征提取识程该服务器动高频噪声滤波器防止声音信号发生失真现象次Zigbee模块完成数传输功够网络拓扑较稳定家居环境中实现数传输消耗功率降低成较低基安卓手机达控制家具目手机客户端输入语音信号服务器翻译出语音信息传递台手机通线网络传递家居设备达传递控制指令目文测试阶段文设计基语音识技术智家居控制系统进行性测试测试结果良够达预期目标
关键词：智家居语音识控制系统
Abstract
With the rapid development of the economy in the 21st century people＇s demand for material culture is also increasing With the support of information technology things are developing in the direction of simplification convenience and intelligence The smart home that emerged in this context is a typical product of the information age
This paper designs a smart home control system based on speech recognition technology which can input voice signals on the client and complete the control of home equipment making the home equipment more intelligent In this paper the related theoretical knowledge of speech recognition is elaborated in detail The feature extraction and recognition process of speech signal is completed by MIT speech server and there is an automatic highfrequency noise filter in the server to prevent distortion of the sound signal Secondly the Zigbee module completes the function of data transmission and can realize data transmission in a home environment with stable network topology which consumes less power and lower cost Finally based on the purpose of controlling the furniture by the Android mobile phone after the mobile phone client inputs the voice signal the server transmits the translated voice information to the background and the mobile phone transmits the mobile phone to the home device through the wireless network thereby achieving the purpose of transmitting the control instruction Finally in the test phase the performance of the smart home control system based on speech recognition technology designed in this paper is tested The test results are good and can achieve the expected goals
Key words Smart Home Speech Recognition Control System
目 录
1 绪 1
11 课题研究背景 1
12国外发展现状 1
13研究容 2
2 相关理基础 3
21 语音识理 3
22 语音信号预处理 3
23 语音信号特征提取 4
24 模式匹配识算法 4
25章结 4
3 系统硬件设计 5
31 系统概述 5
32 系统设计分析 5
321 语音控制模块设计 5
322 数传输模块设计 6
323 控制家居模块设计 6
33章结 7
4 系统软件设计 8
41 软件开发台简介 8
42 核心模块软件设计 9
43 章结 11
5 总结展 12
参考文献 13
致 谢 14
1 绪
11 课题研究背景
进入新世纪国方面取较进步时物质求越越高伴着科技技术更新换代生活中事物着智化方发展包括家居设备样新兴时代背景传统家居必然会走智化科技化道路[1]传统家居设备需通工进行开启者关闭工作现代家居设备数量越越种类越加繁户回家中时劳累身体需家居设备进行操作加重身体负担传统模式已够满足需求样背景智家居产生解决问题[2]
智家居设计程中融合学科知识包括动控制技术计算机技术网络协议技术硬件布线技术等通电器设备安装传感器电器设备统连接网络中达远程控制电器工作目减少力资源消耗时节约资源操作简单[3]
12国外发展现状
智家居设计中核心部分智家居控制终端年发展智家居终端已发展出模式三种[4]：
（1）通键盘液晶显示屏（Liquid Crystal Display LCD）家电器进行控制：种控制方式设计复杂操作困难易手智家庭部实现控制完成远程控制
（2）通电脑终端家电器进行控制：种控制方式然操作简单然智家庭环境中进行控制完成远程控制
（3）通手机移动端家电器进行控制：种方式够解决远程控制问题操作灵活设计简单流行智家居控制终端设计方案未智家居发展方
年Android操作系统灵活性简单性种台广泛应智手机板电脑等终端常出现Android操作系统身影未长段时间Android操作系统市场占重位[5]国外家居设备研究取定成果早期单电器设备控制现已慢慢发展成电气设备控制文充分利Android操作系统开放环境包容特点提出种基语音识Android台智家居控制系统设计方案兼具灵活性简便性设计出应程序（Application
APP）具特点[6]：（1）配置性配置性指家中家居设备发生变化包括添加新设备丢弃旧家居设备时APP户行手动添加删该设备信息操作简单需专业技术员参简单易手（2）户界面友性该项性指设计户界面时该家居设备图片背景户够快速解操作象文化水高户够轻易明白操作时家居设备应图标够手动意移动位置界面设计更加灵活方便（3）扩展性扩展性利Android系统开放性特点APP设计完成开发员时根需APP进行修改完善
外国外关语音识技术研究丰硕成果[7]语音识技术早起源世纪60年代时科研员研发出动态规划算法（Dynamic Time Wrapping DTW）加护够词汇量语音信号进行精准识[8]70年代线性预测编码（Linear Predictive Coding LPC）技术出现够效解决特征函数提取问题解决语音信号识关键问题[9]80年代出现隐式马尔科夫算法（Hidden Markov Model HMM）模型利马尔科夫原理语音识模型搭建起进步拓展语音识词汇量续研究奠定基础现代科技结合先进神网络技术开发出系列智语音系统推动语音识技术进步[10]
13研究容
文研究容
第1章绪介绍文研究背景研究意义关智家具国外研究现状
第2章语音识相关理知识进行详细阐述
第3章文硬件设计
第4章文软件设计章展示语音控制效果输入语音够正确识语音信息家居设备进行控制
全文总结展
2 相关理基础
21 语音识理
语音识指通语音控制某项事务完成某项功行现代语音识技术包括5阶段图21示：
图21 语音识五阶段
列出5语音识程中重预处理阶段特征处理阶段预处理阶段需语音信号进行滤波采样处理增强语音功特征处理阶段需提取出语音信号特征点识物信息声音信息中包含着频率特点部分频率低部分频率高频率高部分容易受噪声干扰需声音作滤波处理选择合适称函数声音信号干扰进行滤接针两部分分进行阐述
22 语音信号预处理
语音信号进行预处理指通滤波采样量化等手段原始语音信号进行加工处理滤波时般采合适滤波器进行处理般情况采带通滤波器防止信号发生混叠干扰采样程原始信号进行离散处理根奈奎斯特采样定理采样频率信号频率两倍采结果失真采样完成必须语音信号进行模数转换模数转换目计算机够方便处理家居环境中说话声音较时候会软件设计时加入语音增强模块防止噪声掩盖原始真实语音信号次需语音信号进行预加重处理语音信号频率超800赫兹时信号会出现严重衰减信号失真必须语音信号进行预加重处理信号高频率部分变坦便频谱分析语音信号会声调生涩等发生变化稳信号解决问题需语音信号进行加窗分帧信号量保持稳状态方便进行频谱分析段语音信号包含着信号信号提升工作效率时效检测信号时需语音信号进行端点检测运端点检测手段声信号者噪声信号进行滤提升语音识效率
23 语音信号特征提取
语音信号特征提取语音识技术中关键点通特征提取够效识物信息部分语音信号般处低频带旧部分语音信号处高频带者容易受噪声干扰需采取定手段高频信号进行滤增加语音信号抗噪力常语音信号特征提取方法梅尔频率倒谱系数分析法文采取种方法语音信号进行特征提取
24 模式匹配识算法
语音识外模块进行模式匹配模式匹配目语音信息语言库中文字信息进行匹配翻译文字信息传入控芯片控制目标完成某项功现代常模式匹配方法HMM算法采取种算法完成语音信号模式匹配识
25章结
章介绍智家居系统中语音识原理程语音识首先语音信号进行预处理提取语音信号特征根模式匹配算法语音库中找匹配信息完成语音信号转化命令传输文研究容文研究坚实基础
3 系统硬件设计
31 系统概述
文研究基语音识技术智家居控制系统分三模块第模块语音模块第二模块数传输模块第三模块控制家居模块
语音部分分两模块首先需进行语音信号输入次语音信号进行识信号输入系统正常运行前提识系统发挥正常控制功前提良语音识技术需完成两功首先计算机端建立较语音特征指令匹配关系次输入语音信号够训练语音信号找匹配关系前者需搭建合适声音模型者需采合适模式识技术基文需求决定手机选择基MIT语音核进行开发完成语音信号识
数传输模块文应环境家居室环境选择Zigbee架构完成数传输室家居般会轻易移动家居环境网络拓扑结构较稳定Zigbee技术进行数传输具低功耗低成特点适网络环境稳定系统文选择Zigbee技术作数传输控制系统
控制家居模块文通Android台建立网络协议完成家居设备控制家庭中安装台控制器发手机端传控制指令具体工作模式见图31示：
图31 控制模块方案总体框架
32 系统设计分析
321 语音控制模块设计
首先需明确文语音模块完成功需手机客户端准确识出语音指令完成家居设备控制基文设计采MIT语音识服务器完成项功服务器识中文语音信号采集完语音信号该服务器需语音信号进行预处理提取特征信息建立语音模型相较语音服务器MIT具较高识准确率美国麻省理工学院研发部门开发出够英语汉语日语三种语音进行识
设计前需解MIT语音信号底层结构MIT语音处理器识语音信号时分三层次分音节词汇语义MIT语音处理器涵盖中文音节信息类发出基音节连词变音时够精准识识根特定算法翻译成词汇输入系统台中接着步词汇识MIT台服务器中*jsgf文件会动识词汇含义词汇进行解析解析完成会解析计算机语言传递台手机达指令
322 数传输模块设计
考虑文设计环境中家居设备会发生移动网络拓扑关系变化文选择AODV路算法实现室环境中传感器网络搭建该路协议特点办路建立完成居家设备发生移动续指令传达路径便会原先路进行数传输果家居设备移动者发生断电情况网络会重新建立起路时刻保持数传输畅通
323 控制家居模块设计
图31 （a）示文设计方案中手机客户端够家居设备控制器进行网络连接家居设备控制器够家居设备进行网络连接家庭线网络环境中手机客户端控制家居设备首先控制指令传达家居设备控制器控制器信号接收装置收信息进行解析命令传达家居设备终完成户想实现操作指令图31（b）示该种设计方案基手机客户端控制器间网络3G网络搭建家居设备控制器家居设备间旧线网络连接控制器安装3G网卡手机客户端控制家居设备首先通3G网络控制指令传达家居设备控制器控制器信号接收装置收信息进行解析命令传达家居设备终完成户想实现操作指令种方式般远程控制时设计方案够实现功包括控制灯亮灭等等户控制家居设备前首先需进行注册登记登记信息通网络传达服务器家中设备检测环境异常时出现火灾迹象传感器会采集报警信息传递控制器端通网络发送手机客户端服务器端会报警信息进行记录
33章结
章介绍系统硬件设计部分首先系统整体硬件设计进行阐述接着子模块进行设计子模块包含语音控制模块数传输模块控制家居模块语音控制模块系统核心处理系统输入信号重组成部分数传输模块中间模块连接着输入信号端家居控制端家居控制模块展现系统性重部分
4 系统软件设计
41 软件开发台简介
文涉模块较需手机客户端搭建MIT语音服务器时需PC端完成Zigbee模块数传输设置初始化PC端需编写C语言指令Zigbee模块操作文介绍C语言软件开发台
C语言已发展成世界流语言日常生活中广泛应相较前种编程语言C语言优势仅适合应软件语言编写适合系统软件语言编写发展成巨规模身特点离开文选C语言作编程语言
总体说C语言具特点：（1）语言简单明结构紧凑C语言新手言门容易手语言快者天掌握门语言奥秘次结构紧凑部分连接紧密（2）C语言综合高级语言低级语言优点适范围般语言广 （3）C语言类友C语言相汇编语言说更加容易理解说汇编语言计算机友C语言类友（4）C语言语法求高点降低学C语言门槛广受青睐
文设计软件流程图41示：
图41 系统软件设计流程图
42 核心模块软件设计
文智终端模块控制家具模块手机端完成手机端安装语音控制软件家庭环境中包括家居设备手机端需控制节点解决问题首先数包传递家居环境中控中心控制中心数标分解根指令传递特定家居设备完成家居设备控制数包中包含三容首先节点址次家电类型需传达控制命令里家电类型中包含家居环境中家居设备电视机空调等控制命令手机客户端翻译出语音信息
首先户家居设备传达控制命令前需手机客户端进行注册登录注册户资格家居设备进行控制文设计户注册登录界面见图示：
图42 系统注册登录界面
注册模块设计软件流程图图示：
图43 注册模块设计
图43示文设计注册模块中包括三步骤分：（1）首先客户必须输入手机号码输入手机号码台会手机号码格式进行检测果格式正确需重新输入手机号码格式正确进入步骤（2）手机号码格式正确服务器端会产生验证码然服务器会验证码发送手机客户端（3）户手机客户端接收验证码设置密码密码会发送服务器端服务器端进行保存时户注册成功果该手机号码前注册手机界面会显示该号码已注册
手机户通步骤注册程手机界面会动跳转登录界面重新输入述注册账号密码登录户进行手机登录时台手机格式进行检验果手机格式错误登录控制界面手机格式正确密码正确够进入界面
文设计界面控制模块指手机客户端界面陈列家庭房间信息表家庭中电器进行分类方便进行理时图片文字形式进行展示够时满足层次文化群需求设计时Layout进行布局具体见图44示：
图44 界面控制模块设计
房间列表信息中目前添加四区域信息分卧室客厅厨房浴室房间基包含部分家庭中房间信息房间里包含家居设备信息点击图标该房间家居设备信息单击家居设备图标便实现家居设备控制想房间添加删家居设备通界面设置钮操作图45示点击客厅房间厨房房间展示家居设备信息
图45 房间家居设备信息列表
点击具体家电设备图标便进入该家电设备控制界面该界面中清楚该房间家具设备客厅中安放电视机空调等点击某家居设备图标家电进行控制控制方式采语音控制控制界面见图示：
图46 语音控制界面
图46示进入空调语音控制界面操作员说出开机显示空调开机成功样说出制冷制热等词汇够正确空调设备进行操控语音识效果良
43 章结
章介绍系统软件设计首先阐述系统软件开发台接着章阐述系统核心模块语音控制模块软件设计手机客户端完成语音信号输入包含界面设计阐述相关模块设计流程设计思想
5 总结展
文设计套基语音识技术智家居控制系统够客户端输入语音信号完成家居设备控制家居设备更加智化文首先语音识相关理知识进行详细阐述利MIT语音服务器完成语音信号特征提取识程该服务器动高频噪声滤波器防止声音信号发生失真现象次Zigbee模块完成数传输功够网络拓扑较稳定家居环境中实现数传输消耗功率降低成较低基安卓手机达控制家具目手机客户端输入语音信号服务器翻译出语音信息传递台手机通线网络传递家居设备达传递控制指令目文测试阶段文设计基语音识技术智家居控制系统进行性测试测试结果良够达预期目标
时间实验条件限制文研究存着足方需改进首先文研究基语音识技术没特定群声音信号进行识法达识身份特点外文采集声音样程中数量较少真实情况较偏差需反复采集真实声音训练语音库文设计更加完善次文应环境家居网络中着生活水提高家居网络已够满足需求文未研究方需着远程控制方努力文研究系统没安全方面进行分析设计着安全意识越越强烈需系统中加入定安全报警系统足够完善文未研究努力方
参考文献
[1] 牛张珣智家居语音识通语音AI云台设计实现[J]物联网技术20199(02)6870+74
[2] 凌贤鹏李绽蕾刘昊张钐钐俞芸芸基智语音智家居系统设计[J]物联网技术20199(01)7374+77
[3] 侯猛胡晓红赵航涛线语音识技术智家居中应[J]信息电脑(理版)2018(24)118120
[4] 黄梦龙李云红马丽萍钟晓妮王刚毅基ARM智家居语音控制系统设计[J]电脑知识技术201814(34)178180
[5] 肖慧力单片机基础语音识智家居控制系统研究[J]电子世界2018(21)76+78
[6] 黄发扬浅谈语音识技术智家居领域控制行性[J]智建筑2018(08)7173
[7] 肖爱民 基语音识技术智家居控制系统设计[D]南昌学2018
[8] 程风翟超吕志余子安基语音识技术智家居控设计[J]工业控制计算机201831(05)2931
[9] 赵亮 智家居语音控制系统设计[D]西安电子科技学2017
[10] 张英振 嵌入式语音识系统开发智家居中应研究[D]海应技术学院2015
致 谢
老师谆谆教导完成文撰写期间老师帮助忘怀特老师认真教学态度深深感动文撰写程中遇数清困难挑战老师身边默默教导着耐心教相关知识点帮攻克难关深深老师渊博知识折服永远奋斗目标外老师作风严谨教学认真处世方式生活中默默影响着良启发时时刻刻谨记老师教诲感激老师辛勤付出
月学文完稿意味着四年学生涯走头回首事学历脑中回现收获成果心深感欣慰源身边默默帮助感谢身边热心指导帮助没没天真诚感谢身边朋友
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智家居控制系统设计
摘
21世纪济快速发展物质文化需求越越高信息科技支持事物着简单化便捷化智化方发展背景应运生生智家居正信息时代典型产物
文设计套基语音识技术智家居控制系统够客户端输入语音信号完成家居设备控制家居设备更加智化文首先语音识相关理知识进行详细阐述利麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology MIT）语音服务器完成语音信号特征提取识程该服务器动高频噪声滤波器防止声音信号发生失真现象次Zigbee模块完成数传输功够网络拓扑较稳定家居环境中实现数传输消耗功率降低成较低基安卓手机达控制家具目手机客户端输入语音信号服务器翻译出语音信息传递台手机通线网络传递家居设备达传递控制指令目文测试阶段文设计基语音识技术智家居控制系统进行性测试测试结果良够达预期目标
关键词：智家居语音识控制系统
Abstract
With the rapid development of the economy in the 21st century people＇s demand for material culture is also increasing With the support of information technology things are developing in the direction of simplification convenience and intelligence The smart home that emerged in this context is a typical product of the information age
This paper designs a smart home control system based on speech recognition technology which can input voice signals on the client and complete the control of home equipment making the home equipment more intelligent In this paper the related theoretical knowledge of speech recognition is elaborated in detail The feature extraction and recognition process of speech signal is completed by MIT speech server and there is an automatic highfrequency noise filter in the server to prevent distortion of the sound signal Secondly the Zigbee module completes the function of data transmission and can realize data transmission in a home environment with stable network topology which consumes less power and lower cost Finally based on the purpose of controlling the furniture by the Android mobile phone after the mobile phone client inputs the voice signal the server transmits the translated voice information to the background and the mobile phone transmits the mobile phone to the home device through the wireless network thereby achieving the purpose of transmitting the control instruction Finally in the test phase the performance of the smart home control system based on speech recognition technology designed in this paper is tested The test results are good and can achieve the expected goals
Key words Smart Home Speech Recognition Control System
目 录
1 绪 1
11 课题研究背景 1
12国外发展现状 1
13研究容 2
2 相关理基础 3
21 语音识理 3
22 语音信号预处理 3
23 语音信号特征提取 4
24 模式匹配识算法 4
25章结 4
3 系统硬件设计 5
31 系统概述 5
32 系统设计分析 5
321 语音控制模块设计 5
322 数传输模块设计 6
323 控制家居模块设计 6
33章结 7
4 系统软件设计 8
41 软件开发台简介 8
42 核心模块软件设计 9
43 章结 11
5 总结展 12
参考文献 13
致 谢 14
1 绪
11 课题研究背景
进入新世纪国方面取较进步时物质求越越高伴着科技技术更新换代生活中事物着智化方发展包括家居设备样新兴时代背景传统家居必然会走智化科技化道路[1]传统家居设备需通工进行开启者关闭工作现代家居设备数量越越种类越加繁户回家中时劳累身体需家居设备进行操作加重身体负担传统模式已够满足需求样背景智家居产生解决问题[2]
智家居设计程中融合学科知识包括动控制技术计算机技术网络协议技术硬件布线技术等通电器设备安装传感器电器设备统连接网络中达远程控制电器工作目减少力资源消耗时节约资源操作简单[3]
12国外发展现状
智家居设计中核心部分智家居控制终端年发展智家居终端已发展出模式三种[4]：
（1）通键盘液晶显示屏（Liquid Crystal Display LCD）家电器进行控制：种控制方式设计复杂操作困难易手智家庭部实现控制完成远程控制
（2）通电脑终端家电器进行控制：种控制方式然操作简单然智家庭环境中进行控制完成远程控制
（3）通手机移动端家电器进行控制：种方式够解决远程控制问题操作灵活设计简单流行智家居控制终端设计方案未智家居发展方
年Android操作系统灵活性简单性种台广泛应智手机板电脑等终端常出现Android操作系统身影未长段时间Android操作系统市场占重位[5]国外家居设备研究取定成果早期单电器设备控制现已慢慢发展成电气设备控制文充分利Android操作系统开放环境包容特点提出种基语音识Android台智家居控制系统设计方案兼具灵活性简便性设计出应程序（Application
APP）具特点[6]：（1）配置性配置性指家中家居设备发生变化包括添加新设备丢弃旧家居设备时APP户行手动添加删该设备信息操作简单需专业技术员参简单易手（2）户界面友性该项性指设计户界面时该家居设备图片背景户够快速解操作象文化水高户够轻易明白操作时家居设备应图标够手动意移动位置界面设计更加灵活方便（3）扩展性扩展性利Android系统开放性特点APP设计完成开发员时根需APP进行修改完善
外国外关语音识技术研究丰硕成果[7]语音识技术早起源世纪60年代时科研员研发出动态规划算法（Dynamic Time Wrapping DTW）加护够词汇量语音信号进行精准识[8]70年代线性预测编码（Linear Predictive Coding LPC）技术出现够效解决特征函数提取问题解决语音信号识关键问题[9]80年代出现隐式马尔科夫算法（Hidden Markov Model HMM）模型利马尔科夫原理语音识模型搭建起进步拓展语音识词汇量续研究奠定基础现代科技结合先进神网络技术开发出系列智语音系统推动语音识技术进步[10]
13研究容
文研究容
第1章绪介绍文研究背景研究意义关智家具国外研究现状
第2章语音识相关理知识进行详细阐述
第3章文硬件设计
第4章文软件设计章展示语音控制效果输入语音够正确识语音信息家居设备进行控制
全文总结展
2 相关理基础
21 语音识理
语音识指通语音控制某项事务完成某项功行现代语音识技术包括5阶段图21示：
图21 语音识五阶段
列出5语音识程中重预处理阶段特征处理阶段预处理阶段需语音信号进行滤波采样处理增强语音功特征处理阶段需提取出语音信号特征点识物信息声音信息中包含着频率特点部分频率低部分频率高频率高部分容易受噪声干扰需声音作滤波处理选择合适称函数声音信号干扰进行滤接针两部分分进行阐述
22 语音信号预处理
语音信号进行预处理指通滤波采样量化等手段原始语音信号进行加工处理滤波时般采合适滤波器进行处理般情况采带通滤波器防止信号发生混叠干扰采样程原始信号进行离散处理根奈奎斯特采样定理采样频率信号频率两倍采结果失真采样完成必须语音信号进行模数转换模数转换目计算机够方便处理家居环境中说话声音较时候会软件设计时加入语音增强模块防止噪声掩盖原始真实语音信号次需语音信号进行预加重处理语音信号频率超800赫兹时信号会出现严重衰减信号失真必须语音信号进行预加重处理信号高频率部分变坦便频谱分析语音信号会声调生涩等发生变化稳信号解决问题需语音信号进行加窗分帧信号量保持稳状态方便进行频谱分析段语音信号包含着信号信号提升工作效率时效检测信号时需语音信号进行端点检测运端点检测手段声信号者噪声信号进行滤提升语音识效率
23 语音信号特征提取
语音信号特征提取语音识技术中关键点通特征提取够效识物信息部分语音信号般处低频带旧部分语音信号处高频带者容易受噪声干扰需采取定手段高频信号进行滤增加语音信号抗噪力常语音信号特征提取方法梅尔频率倒谱系数分析法文采取种方法语音信号进行特征提取
24 模式匹配识算法
语音识外模块进行模式匹配模式匹配目语音信息语言库中文字信息进行匹配翻译文字信息传入控芯片控制目标完成某项功现代常模式匹配方法HMM算法采取种算法完成语音信号模式匹配识
25章结
章介绍智家居系统中语音识原理程语音识首先语音信号进行预处理提取语音信号特征根模式匹配算法语音库中找匹配信息完成语音信号转化命令传输文研究容文研究坚实基础
3 系统硬件设计
31 系统概述
文研究基语音识技术智家居控制系统分三模块第模块语音模块第二模块数传输模块第三模块控制家居模块
语音部分分两模块首先需进行语音信号输入次语音信号进行识信号输入系统正常运行前提识系统发挥正常控制功前提良语音识技术需完成两功首先计算机端建立较语音特征指令匹配关系次输入语音信号够训练语音信号找匹配关系前者需搭建合适声音模型者需采合适模式识技术基文需求决定手机选择基MIT语音核进行开发完成语音信号识
数传输模块文应环境家居室环境选择Zigbee架构完成数传输室家居般会轻易移动家居环境网络拓扑结构较稳定Zigbee技术进行数传输具低功耗低成特点适网络环境稳定系统文选择Zigbee技术作数传输控制系统
控制家居模块文通Android台建立网络协议完成家居设备控制家庭中安装台控制器发手机端传控制指令具体工作模式见图31示：
图31 控制模块方案总体框架
32 系统设计分析
321 语音控制模块设计
首先需明确文语音模块完成功需手机客户端准确识出语音指令完成家居设备控制基文设计采MIT语音识服务器完成项功服务器识中文语音信号采集完语音信号该服务器需语音信号进行预处理提取特征信息建立语音模型相较语音服务器MIT具较高识准确率美国麻省理工学院研发部门开发出够英语汉语日语三种语音进行识
设计前需解MIT语音信号底层结构MIT语音处理器识语音信号时分三层次分音节词汇语义MIT语音处理器涵盖中文音节信息类发出基音节连词变音时够精准识识根特定算法翻译成词汇输入系统台中接着步词汇识MIT台服务器中*jsgf文件会动识词汇含义词汇进行解析解析完成会解析计算机语言传递台手机达指令
322 数传输模块设计
考虑文设计环境中家居设备会发生移动网络拓扑关系变化文选择AODV路算法实现室环境中传感器网络搭建该路协议特点办路建立完成居家设备发生移动续指令传达路径便会原先路进行数传输果家居设备移动者发生断电情况网络会重新建立起路时刻保持数传输畅通
323 控制家居模块设计
图31 （a）示文设计方案中手机客户端够家居设备控制器进行网络连接家居设备控制器够家居设备进行网络连接家庭线网络环境中手机客户端控制家居设备首先控制指令传达家居设备控制器控制器信号接收装置收信息进行解析命令传达家居设备终完成户想实现操作指令图31（b）示该种设计方案基手机客户端控制器间网络3G网络搭建家居设备控制器家居设备间旧线网络连接控制器安装3G网卡手机客户端控制家居设备首先通3G网络控制指令传达家居设备控制器控制器信号接收装置收信息进行解析命令传达家居设备终完成户想实现操作指令种方式般远程控制时设计方案够实现功包括控制灯亮灭等等户控制家居设备前首先需进行注册登记登记信息通网络传达服务器家中设备检测环境异常时出现火灾迹象传感器会采集报警信息传递控制器端通网络发送手机客户端服务器端会报警信息进行记录
33章结
章介绍系统硬件设计部分首先系统整体硬件设计进行阐述接着子模块进行设计子模块包含语音控制模块数传输模块控制家居模块语音控制模块系统核心处理系统输入信号重组成部分数传输模块中间模块连接着输入信号端家居控制端家居控制模块展现系统性重部分
4 系统软件设计
41 软件开发台简介
文涉模块较需手机客户端搭建MIT语音服务器时需PC端完成Zigbee模块数传输设置初始化PC端需编写C语言指令Zigbee模块操作文介绍C语言软件开发台
C语言已发展成世界流语言日常生活中广泛应相较前种编程语言C语言优势仅适合应软件语言编写适合系统软件语言编写发展成巨规模身特点离开文选C语言作编程语言
总体说C语言具特点：（1）语言简单明结构紧凑C语言新手言门容易手语言快者天掌握门语言奥秘次结构紧凑部分连接紧密（2）C语言综合高级语言低级语言优点适范围般语言广 （3）C语言类友C语言相汇编语言说更加容易理解说汇编语言计算机友C语言类友（4）C语言语法求高点降低学C语言门槛广受青睐
文设计软件流程图41示：
图41 系统软件设计流程图
42 核心模块软件设计
文智终端模块控制家具模块手机端完成手机端安装语音控制软件家庭环境中包括家居设备手机端需控制节点解决问题首先数包传递家居环境中控中心控制中心数标分解根指令传递特定家居设备完成家居设备控制数包中包含三容首先节点址次家电类型需传达控制命令里家电类型中包含家居环境中家居设备电视机空调等控制命令手机客户端翻译出语音信息
首先户家居设备传达控制命令前需手机客户端进行注册登录注册户资格家居设备进行控制文设计户注册登录界面见图示：
图42 系统注册登录界面
注册模块设计软件流程图图示：
图43 注册模块设计
图43示文设计注册模块中包括三步骤分：（1）首先客户必须输入手机号码输入手机号码台会手机号码格式进行检测果格式正确需重新输入手机号码格式正确进入步骤（2）手机号码格式正确服务器端会产生验证码然服务器会验证码发送手机客户端（3）户手机客户端接收验证码设置密码密码会发送服务器端服务器端进行保存时户注册成功果该手机号码前注册手机界面会显示该号码已注册
手机户通步骤注册程手机界面会动跳转登录界面重新输入述注册账号密码登录户进行手机登录时台手机格式进行检验果手机格式错误登录控制界面手机格式正确密码正确够进入界面
文设计界面控制模块指手机客户端界面陈列家庭房间信息表家庭中电器进行分类方便进行理时图片文字形式进行展示够时满足层次文化群需求设计时Layout进行布局具体见图44示：
图44 界面控制模块设计
房间列表信息中目前添加四区域信息分卧室客厅厨房浴室房间基包含部分家庭中房间信息房间里包含家居设备信息点击图标该房间家居设备信息单击家居设备图标便实现家居设备控制想房间添加删家居设备通界面设置钮操作图45示点击客厅房间厨房房间展示家居设备信息
图45 房间家居设备信息列表
点击具体家电设备图标便进入该家电设备控制界面该界面中清楚该房间家具设备客厅中安放电视机空调等点击某家居设备图标家电进行控制控制方式采语音控制控制界面见图示：
图46 语音控制界面
图46示进入空调语音控制界面操作员说出开机显示空调开机成功样说出制冷制热等词汇够正确空调设备进行操控语音识效果良
43 章结
章介绍系统软件设计首先阐述系统软件开发台接着章阐述系统核心模块语音控制模块软件设计手机客户端完成语音信号输入包含界面设计阐述相关模块设计流程设计思想
5 总结展
文设计套基语音识技术智家居控制系统够客户端输入语音信号完成家居设备控制家居设备更加智化文首先语音识相关理知识进行详细阐述利MIT语音服务器完成语音信号特征提取识程该服务器动高频噪声滤波器防止声音信号发生失真现象次Zigbee模块完成数传输功够网络拓扑较稳定家居环境中实现数传输消耗功率降低成较低基安卓手机达控制家具目手机客户端输入语音信号服务器翻译出语音信息传递台手机通线网络传递家居设备达传递控制指令目文测试阶段文设计基语音识技术智家居控制系统进行性测试测试结果良够达预期目标
时间实验条件限制文研究存着足方需改进首先文研究基语音识技术没特定群声音信号进行识法达识身份特点外文采集声音样程中数量较少真实情况较偏差需反复采集真实声音训练语音库文设计更加完善次文应环境家居网络中着生活水提高家居网络已够满足需求文未研究方需着远程控制方努力文研究系统没安全方面进行分析设计着安全意识越越强烈需系统中加入定安全报警系统足够完善文未研究努力方
参考文献
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致 谢
老师谆谆教导完成文撰写期间老师帮助忘怀特老师认真教学态度深深感动文撰写程中遇数清困难挑战老师身边默默教导着耐心教相关知识点帮攻克难关深深老师渊博知识折服永远奋斗目标外老师作风严谨教学认真处世方式生活中默默影响着良启发时时刻刻谨记老师教诲感激老师辛勤付出
月学文完稿意味着四年学生涯走头回首事学历脑中回现收获成果心深感欣慰源身边默默帮助感谢身边热心指导帮助没没天真诚感谢身边朋友
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