基于语音控制的智能家居系统设计II开题报告
2022-05-28 22:54:54
1. 研究目的与意义
智能家居是一项先进的技术，最早的概念是homeautomation，这是由于早期的产品都以自动化为重点目标，并和homeautomation产品或其配件有关联。几年前，发达国家中以美国、日本、欧洲等国为首，重新提出了“智能家居”(smart home)的概念，其目标是：“把室内各种和信息有关的家用电器、通讯设备、家庭保安装置，通过家庭总线技术(hbs)连接到一个家庭智能化系统上进行集中的监视、控制和管理，并使这些家庭设施与住宅环境和谐且协调。”随后，智能家居在各发达国家迅猛发展，为智能家居产业标准制定及业务模型的探索起到了至关重要的作用。以住宅为平台，汇集了人体工学、计算机控制、网络通信、自动化控制、语音控制等多种技术的综合性学科，智能家居的应用范围很广，如家用电器的控制、灯光、窗帘、安防系统的控制等。智能家居概念正下火热，且新兴行业尚无国际国内通用标准，因此引出大量智能家居开发潮流，良好的创意和灵感不断涌现。
目前智能化行业的相关产品其主要智能化体现方式为“集成”，即将所有应用层的前端功能通过总线形式集中于某种控制终端监视并在一定程度上进行控制。诚然这种模式的管理控制形式可以大大增加了用户的体验度，增加了用户管理效率。但总的来说还是在给用户做选择题，并没有体现“智能”的应用效果，人机交流界面也并不友好。不能主动帮助用户进行判断或进行选择，不能主动分析用户指令的用意。没有学习能力，无主动学习用户习惯和新的交流方式。增加新的检测控制单元或者增加新的控制方式也会非常麻烦。如何去解决这个问题，一直没有很好的办法。不过最近的云计算和语音识别技术似乎可以对这个问题提供一些新的思路。
目前我国的智能语音市场中的公司可分为两类，第一是大型的国际it公司，如ibm、谷歌、微软等；其他一类是国内的专业厂商，如中科、科大讯飞等，科大讯飞研究院的院长指出语音识别技术将会是一个飞速发展的技术。智能语音产业就是将语音合成和语音识别技术用于商业服务的产业。通常用户通过语音就能够对智能终端发出指令，这样终端就能进行识别并给出相应的服务。上世纪60年代就已经出现了这种产品，但是当时这种技术并不成熟且认知度较低。随着苹果、谷歌、微软等大型公司先后的推出语音识别服务，语音产业和技术受到了大量的用户和投资者的关注。通过语音来对电视进行控制的技术在几年前我们还觉得是不可能实现的，但是语音智能时代正在以一种惊人的速度向全球蔓延，对于智能家居而言，将语音识别技术用于智能家居系统中将会带来该领域的一场巨大变革。通过语音识别系统来对灯光进行控制，包括亮度的调节，同时对家庭影院进行控制等，这使得家庭自动化性能得到了巨大的提升。但是语音交互技术要真正应用到智能家居领域还需要解决很多的技术问题。语音控制具有很多的优势，但是在稳定性和准确性方面还需要很大的进步才行，智能家电也需要网络、芯片、传感器等多个产业链的配合才能实现，而这其中还存在很多未解决的技术问题。因此该技术还未实现规模化的应用。
2. 研究内容和预期目标
2.1主要研究内容
（1） 设计智能家居系统的语音控制硬件电路系统，包含系统环境的搭建与使用；
（2） 基于arduino的语音控制系统的设计与实现；
3. 研究的方法与步骤
3.1本课题采用的研究方法：
（1）系统分析建模：根据设计要求对arduino调试系统进行分析建模，对atmega32u4芯片、sk6812像素灯和mt7688wifi模块的原理进行了解，并在python上进行语音识别与控制灯效的算法编程；
（2）根据系统要求进行pc机与arduino的硬件平台搭建；
4. 参考文献
[1] 邱瑾．语音识别系统的设计与开发．扬州职业技术学院学报，2007，12：88-91．
[2] 何燕玲，马建国．嵌入式语音识别系统设计．嵌入式系统应用，2007，23．
[3] 余良俊，张友纯．基于LPCC的话者识别系统．科技资讯，2007，3 1．
[4] 屈利娟．基于语音识别的无刷直流电机控制系统．机电工程，2007，5．
[5] 曾辉．语音识别研究阴．现代商贸工业，2008，2．Computer as aTool，2003，2：171～174．
[6] 徐波．语音识别发展现状与展望．2011．
[7] 王利杰．用VoiceXML实现语音浏览．浙江大学，2002．
[8] 朱鹏程．深入浅出云计算．现代计算机，2009，315：59—61．
[9] 宋俊德，战晓苏．无线通信与网络．国防工业出版社，2010．
[10]Felix．Zigbee与Z-Wave在智能家居领域应用优势分析．智能家居，2012年5月刊
[11] 刘轶磊,李细文.一种基于语音识别技术的智能家居控制系统:CN204423098U[P].2015.
[12] 杨士元.我国智能家居的发展与趋势[J].智能建筑,2004年04期.
| [13] 魏江滨,王双红.智能家居建筑的技术分析[J].山西建筑,2005年23期. [14] 王慧.王超.陈俊波.WANGHui.WANG Chao.CHEN Junbo 基于语音识别机器人的研究 -世界科技研究与发 展2009,31(5)
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5. 计划与进度安排
（1）2022.3.1—2022.3.20 查阅资料，撰写开题报告；
（2）2022.3.21—2022.4.01 研究针对智能家居系统的语音控制算法，并通过仿真进行验证；
（3）2022.4.02—2022.4.30 设计出基于语音控制的智能家居系统设计，并采用常用eda软件绘制符合计算机辅助设计制图相关标准规范要求的原理图和pcb图；
