基本信息
- 項目名稱：
- 基于單片機和語音識別的智能家電控制平臺
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品所實現(xiàn)的是將語音識別技術應用于家電控制領域。智能家電控制平臺融合DSP（數(shù)字信號處理器）技術，單片機技術、基于非特定人的語音識別技術、無線信息發(fā)送傳輸技術為一體。首先采集人的語音命令，通過語音識別技術識別出命令，由單片機將命令處理成對家用電器的相應操作指令，最后將操作指令以無線信息的形式發(fā)送出去。接收裝置把接收到的信息解碼，然后控制家電完成相應的操作。
- 詳細介紹：
- 本作品具有如下創(chuàng)新點： 1、實現(xiàn)了VUI（voice user interface），用聲音和家電進行溝通，用電安全，避免觸電，操縱家用電器不需要接觸強電，使得人對家電的控制更加靈活、安全。 2、采用非特定人的語音識別技術，不必通過人工訓練，任何人都可以輕松使用。 3、方便了老年人和殘疾人的使用，體現(xiàn)了關注社會弱勢群體的理念。 4、可以對高壓高輻射儀器進行無接觸操作，避免對人體產(chǎn)生輻射危害，使用安全可靠。 5、抗干擾能力強，加入了指令保護，可以認為設置指令密碼。 6 、可以做到一語多關，在出門前關閉所有家電，確保安全。 7、填補了目前市場上語音控制家電領域的空白。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計發(fā)明的目的：部分家用電器不能通過遙控斷開主電源，造成了家電長期處于待機狀態(tài)，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：作品融合單片機技術、基于非特定人的語音識別技術、無線信息發(fā)傳輸技術為一體。首先采集人的語音命令，通過語音識別技術識別出命令，由單片機將命令處理成對家用電器的相應操作指令，最后將操作指令以無線信息的形式發(fā)送出去。接收裝置把接收到的信息解碼，然后控制家電完成相應的操作。 本系統(tǒng)在智能家電遠程控制中引入語音識別技術，摒棄了具有很大局限性的按鍵操作，實現(xiàn)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能性和靈活性。 創(chuàng)新點： ①實現(xiàn)了VUI（voice user interface），用聲音和家電進行溝通。 ②采用非特定人的語音識別技術，不必通過人工錄入語音。 通過音頻采集技術，即使是方言也能準確有效識別。 ③用語音控制家電，避免了因手濕觸摸家用電器發(fā)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(chǎn)生輻射危害，使用安全可靠。 技術關鍵： 1.動態(tài)編輯關鍵詞語列表技術，識別內(nèi)容可以任意修改。 2.單片機編程使用技術。 3.智能語音信息（方言和普通話）采集及處理技術。 4.無線信息傳輸技術。 技術指標： 1多達50條的控制指令供識別。 2語音識別系統(tǒng)的準確率高達93%。 3人機交換有效范圍達到70m2 以上。 4低功耗，功耗在1W/天以內(nèi)
科學性、先進性
- 與現(xiàn)有技術相比，產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)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(tài)編輯；采用常用的51系列主控單片機即實現(xiàn)了語音識別，與市場上現(xiàn)有的語音識別主控MCU（DSP，ARM）相比，成本低；本產(chǎn)品不必經(jīng)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單片機（需經(jīng)過訓練方可使用）要方便的多，有效的語音可以控制70平方米范圍內(nèi)的家用電器。 參考文獻資料： 張友德等 單片微型機原理應用與實驗（復旦） 李程 基于嵌入式的智能家居系統(tǒng)研究[D]．成都:電子科技大學,2003 王倩, 吳國平, 陳琳 特定人語音識別算法-DTW算法[J].軟件導刊, 2005(20):48-50
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品在2011年3月在河北師范大學大學生課外學術科技創(chuàng)新活動中獲得特等獎。
作品所處階段
- 作品完成
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權轉(zhuǎn)讓。（已獲專利局受理）
作品可展示的形式
- 實物；現(xiàn)場演示。
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明： 1、整個系統(tǒng)分為主控部分（集語音識別，單片機處理，無線信息發(fā)射于一體）和受控部分（無線信息接受部分和家用電器），先打開主控部分的電源，我們會看到識別狀態(tài)指示燈會閃爍3次。 2、打開受控系統(tǒng)的電源，主控部分和受控部分間距可達150米。 3、我們在距離主控部分5米的范圍內(nèi)用語音即可控制對應的家用電器。 優(yōu)勢： 能識別普通話及方言，不必經(jīng)過特殊訓練即可使用?？刂凭嚯x遠達150米，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(fā)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信息技術領域里的十大重大科技發(fā)展技術之一。人們預計，未來10年內(nèi)，語音識別技術將進入工業(yè)、家電、通信、汽車電子、醫(yī)療、家庭服務、消費電子產(chǎn)品等各個領域。盡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用戶做大量的訓練才能更準確的識別。首先，就算法模型方面而言，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(tǒng)的環(huán)境適應性差。主要表現(xiàn)在對環(huán)境要求高，特別在高噪音環(huán)境下語音識別效果還不理想。再者，語音識別系統(tǒng)從實驗室演示系統(tǒng)到商品的轉(zhuǎn)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(huán)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(nèi)尚未出現(xiàn)相同的家電語音控制平臺。國內(nèi)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(fā)。國家863智能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(jīng)基本上與國外同步。
