語音識別技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用探討

仲霞莉 丁美雙 歐美極 田潤

摘要：隨著科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用越來越的廣泛，越來越多的人在購買家居設(shè)備的時候更傾向于智能設(shè)備，本文簡單論述了語音識別技術(shù)和智能家居的相關(guān)概念，并對語音識別技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用方案進行簡單對比闡述。

關(guān)鍵詞：智能家居;控制;語音識別技術(shù)

1、語音識別技術(shù)

為了能夠讓機器自動識別、自動處理人們的口頭語言，從而誕生了“語言識別技術(shù)”。其以“語言”為主體，將語音學(xué)、聲學(xué)、語言學(xué)、模式識別等理論進行結(jié)合，能夠讓機器理解并執(zhí)行相關(guān)指令。隨著社會的進步，語言識別技術(shù)現(xiàn)已逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的信息處理手段。

2、智能家居

上世紀80年代，智能家居這一概念便已出現(xiàn)。其最早脫胎于“住宅自動化”的概念，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，到80年代末，便出現(xiàn)了利用總線對整個家居中的通信、安防、家電進行監(jiān)控的系統(tǒng)，這便是智能家居最為全面的原始模型。

智能家居其定義為主要依托住宅平臺，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、安全防范技術(shù)、綜合布線技術(shù)、音視頻技術(shù)將各種家居設(shè)施集成在一起，致力于營造環(huán)保節(jié)能和管理高效的居家環(huán)境的系統(tǒng)。

3、我國智能家居現(xiàn)狀

由于我國龐大的人口基數(shù)，居住情況和國外有著較大差異，城市化以來，我國居民的居住模式向著密集化發(fā)展，因此，國內(nèi)智能家居技術(shù)的發(fā)展和國外越來越不同。隨著智能家居的概念越來越普及，人們意識到真正實現(xiàn)家居的智能化才是最終目標。

4、基于語音識別的智能家居控制

目前對智能家居的控制更多的是進行語音控制，智能家居中常見的語音控制系統(tǒng)硬件主要包括LED電路、STM32控制電路、電機驅(qū)動電路、溫度采集電路、電源電路、按鍵電路、GSM通信電路。該系統(tǒng)主要有三種控制模式：1）語音控制方式;2）按鍵控制方式;3）GSM控制方式。三種控制方式中第一種語音控制方式：輸入相應(yīng)的語音指令，屆時系統(tǒng)中語音識別模塊對該指令進行分析處理，隨即產(chǎn)生相應(yīng)信號通知中心的控制模塊進行相應(yīng)控制;第二種按鍵控制方式：實用獨立按鍵對相應(yīng)模塊進行控制;第三種GSM控制方式：利用運營商短信來控制相應(yīng)模塊。下圖為語音識別的智能家居控制的結(jié)構(gòu)框圖。

5、語音識別模塊方案比較

現(xiàn)目前市面上語音識別控制的方式的系統(tǒng)很多，系統(tǒng)里面語音識別的芯片選擇也很多，對整個控制系統(tǒng)而言，語音識別模塊里各元件的選擇直接影響整個系統(tǒng)的質(zhì)量。現(xiàn)針對市場上常用的兩個方案作如下比較。

方案A：基于常見語音識別的芯片控制

本方案由常見的語音識別中幾個比較重要的模塊組成。包括：語音信息采集和處理模塊、語音識別模塊、語音信息存儲模塊。

進行語音處理時，首先通過語音采集模塊對輸入的語音進行存儲，然后微處理器將接收到的存儲信息傳送給語音識別模塊處理，語音識別過程完成購，產(chǎn)生特定的信號傳回微處理器，最后微處理器接收到相應(yīng)的信號后，從而實現(xiàn)對整個語音模塊系統(tǒng)的控制。

方案B：基于非特定人語音識別芯片LD3320的控制

本方案中的語音識別芯片是直接通過語音的采集模塊和識別模塊，將語音進行采集后直接識別進行處理，識別處理完成后LD3320將產(chǎn)生相應(yīng)的信號傳回給微處理器，也就是本方案是直接微處理器對LD3320接收到的信號處理，最終實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。該方案的也是各個模塊直接相互配合從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的控制。

對比這兩個方案，方案A的系統(tǒng)成本較低，但也存在許多不足之處：方案A的系統(tǒng)模塊直接的配合較復(fù)雜，整個系統(tǒng)控制過程中需要外加麥克風以及語音信號處理的相關(guān)裝置，同時整個系統(tǒng)穩(wěn)定性相對于方案B來說不高。特別地，如果將語音采集和語音識別兩個模塊分開進行處理，這更容易出現(xiàn)因識別不準確而影響整個系統(tǒng)的情況。并且，目前的一般語音識別芯片中，某些特定的人語音識別的芯片并不滿足語音識別系統(tǒng)的功能需求，但是方案B的語音識別芯能夠克服上述不足。方案B的語音芯片具有語音采集與處理模塊，應(yīng)用該芯片能夠大大降低系統(tǒng)復(fù)雜程度。并且該芯片屬于非特定人語音芯片，其強大的功能確保其能夠滿足一般語音系統(tǒng)的性能要求;應(yīng)用該芯片的系統(tǒng)語音識別能力強、準確度高、穩(wěn)定性更好。所以方案B比方案A更優(yōu)。

6、結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展與進步，智能家居的未來發(fā)展會超乎想象，語言進行直接交流也是科技發(fā)展的必然結(jié)果，語言識別技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用也會隨著社會的進步越來越完善。

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基金項目：安徽省校企合作實踐基地項目（2020sjjd102）