基于全语音交互控制的智能家居系统技术报告

全语音控制 智能家居 STM32 CC3200 LD3320
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发布时间: 2018-05-23
阅读: 2053

目录

第一章 系统的主要功能与分模块描述 2

1.1 系统的主要功能 2

1.2 分模块描述 3


第二章 主要芯片 3

2.1 主处理器芯片 3

2.2 辅助芯片 4

2.2.1LD3320语音芯片 4

2.2.2  cc3200无线wifi处理器 4


第三章 系统芯片的引脚连接示意图 5


第四章 系统关键技术及软件设计 6

4.1 系统关键技术 6

4.1.1 语音识别技术 6

4.2.2 端点检测VADVoice Activity Detection 7

4.1.3 非特定语音识别 7

4.2 软件设计 8


第五章 系统效果展示 10

 

第一章  系统的主要功能与分模块描述


1.1 系统的主要功能


    随着人类社会的进步与科技的迅猛发展,人们开始追求更加智能舒适的家居环境,由此智能家居得到迅速发展。作为智能家居的重要组成部分,智能家居控制系统也备受考验,例如控制形式单一、用户体验质量低、个性化与自由度不足等情况。为此我们设计了一套全语音控制的未来之家系统。

 

1.2 分模块描述


本作品在设计过程中对以下几大难点进行了重点突破

1:通过预同步与垃圾关键词的方式显著提高了语音识别率

2:语义的理解与合成

3:滤波的算法设计


与此同时,这些难点的存在也促进了以下几大创新点

1:全语音控制。

2:非特定语音识别。本作品在识别关键词语时,采用了音标标注出要识别的关键词语的方式。因此,它具备了识别简单的外文和纯方言的能力。更加的智能化。

3:可动态编辑自定义口令。客户可以随心所欲进行自定义识别口令的编辑。更加的人性化。

4:可扩展性强。本作品使用CC3200无线微控制器为接下来如无线控制、连接云平台等更多的功能扩展作铺垫。

 


第二章 主要芯片


2.1 主处理器芯片


主处理器采用STM32F103ZET6


2.2 辅助芯片


2.2.1LD3320语音芯片

LD3320 芯片是一款语音识别专用芯片,由 ICRoute 公司设计生产。该芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路,包括 ADDA 转换器、麦克风接口、声音输出接口等。本芯片在设计上注重节能与高效,不需要外接任何的辅助芯片如 FlashRAM 等,直接集成在现有的产品中即可以实现语音识别/声控/人机对话功能。并且,识别的关键词语列表是可以任意动态编辑的。


2.2.2  cc3200无线wifi处理器

针对物联网 (IoT) 应用的SimpleLink CC3200 器件是一款集成了高性能 ARM Cortex-M4 MCU 的无线 MCU, 从而使得客户能够用单个集成电路 (IC) 开发整个应用。 借助片上 Wi-Fi, 互联网和稳健耐用的安全协议, 无需之前的 Wi-Fi 经验即可实现更开速的开发。

这里我们主要用于以后的无线控制扩展使用。


第三章  系统芯片的引脚连接示意图


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第四章 系统关键技术及软件设计


4.1 系统关键技术


4.1.1 语音识别技术


采用基于"关键词语列表"的识别技术:ASR(Auto speech recognition )技术。即把通过MIC输入的声音进行频谱分析->提取语音特征->和关键词语列表中的关键词语进行对比匹配->找出得分最高的关键词语作为识别结果输出。


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4.1.2 端点检测VADVoice Activity Detection

VADVoice Activity Detection 技术是在一段语音数据流中,判断出哪个时间点是人声的开始,哪个时间点是人声的结束。判断的依据是,在背景声音的基础上有了语音发音,则视为声音的开始。而后,检测到一段持续时间的背景音(比如600毫秒),则视为人声说话结束。
通过VAD判断出人声说话的区域后,语音识别芯片会把这期间的声音数据进行识别处理后,计算出识别结果。

 


4.1.3 非特定语音识别

语音识别,识别的是“语音”。对于非特定人语音识别来说,在描述关键词语时,是用音标标注出要识别的关键词语。
对于目前 LD3320 支持的中文识别来说,就是用拼音来描述出关键词语。也就是说,只要是拼音可以拼出的发音,都是可以输入芯片并进行识别的。
因此,在某些场合需要识别一些简单的外文或者纯方言发音的时候,可以用拼音标注的方法来实现。 



4.2 软件设计


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第五章  系统效果展示

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本人菜鸡一枚  小小作品  上不了台面  希望和大家一起学习进步

制作者:单片机与嵌入式系统工作室


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