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1、基于语音控制的智能家电(1),指导教师：鹿浩,基于语音控制的智能家电,2011级电路与系统 学生：张芳玲 学号：1130701020 1130701021,背景 智能家居是IT技术(特别是计算机技术)、网络技术、控制技术向传统家电产业渗透发展的必然结果。近年来信息化的高度发展，通信的自由化与高层次化，业务量的急速增加与人类对居住环境的节能性、安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大为增加；在科学技术方面，由于计算机控制技术的发展与电子信息通信技术的成长，也促成了智能家居的诞生。,系统的背景及意义,基于语音控制的智能家电(1),意义 家庭智能化系统为用户提供集中或者异地的监视、控
2、制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。现在的智能家居的功能包括：家电控制功能、家居安全防控功能、信息采集功能、信息共享和服务功能、家庭娱乐和办公功能和智能化控制。让家居生活更加舒适、安全、有效，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性、舒适性。,系统的背景及意义,基于语音控制的智能家电(1),系统结构和主要设计,需求分析 总体设计 硬件设计 软件设计,基于语音控制的智能家电(1),系统需求分析,基于对嵌入式系统设计与应用的学习，设计一个语音控制的智能家电系统。利用计算机、移动电话等终端结合蓝牙等无线通信技术，对电视机、热水器、电冰箱、空调等家用电器进行本
3、地控制和远程控制。通过中央处理器采集家庭内部电器的工作状态以方便用户进行控制，提高电器的管理应用效率，节约家用能源的开支。,基于语音控制的智能家电(1),系统需求分析,家电互连问题 采用何种技术使不同家电之间能够互相识别，协同工作； 家电网络的控制问题 如何实现家电网络的语音控制；如何通过移动通信设备对家电网络进行远程控制,基于语音控制的智能家电(1),总体设计,基于语音的家电控制系统，通过话筒和电话机采集语音信号，经过中央控制系统的处理，通过无线收发器向带控制系统发出控制信息。,基于语音控制的智能家电(1),硬件设计-总体框图,整个智能家电控制系统硬件框图如下图所示，Flash用于静态存储系
4、统内核镜像、根文件系统等数据；SDRAM可以作为系统运行的内存设备；蓝牙设备通过RS232串口连接到核心板上；PSTN模块通过IIS连接到ARM芯片上。 JTAG是程序调试接口；蓝牙模块负责家庭内部网络的构建于信息交互。,基于语音控制的智能家电(1),硬件设计-处理器选择,ARM处理器具有体积小、低功耗、低成本和高性能等优点，满足本系统所要完成的功能。智能家电控制系统选择基于ARM920T内核的32位嵌入式微处理器S3C2410。该芯片本身集成了包括存储器接口、通信接口 (USB、RS232)、A/D、JTAG等在内的丰富的硬件资源，可简化外围设备与微处理器的硬件连接程度，提高系统的稳定性、可
5、靠性。,基于语音控制的智能家电(1),硬件设计-关键技术,语音采集模块 语音输入采用传声器；预处理包括自增益控制电路、低通滤波器、预加重及A/D变换电路；特征提取可采用MFCC；HMM训练与识别采用软件实现。,基于语音控制的智能家电(1),硬件设计-关键技术,语音模块的硬件选择 自增益控制电路采用M51304L芯片实现；低通滤波器采用Butterworth低通滤波器；预加重电路采用集成运算放大器来实现。A/D转换电路采用UDA1341芯片，通过S3C2410的IIS接口与处理器相连。,基于语音控制的智能家电(1),硬件设计-关键技术,PSTN模块 PSTN模块主要由主控芯片电路、语音模块电路、
6、振铃检测电路、摘挂机电路、双音频信号收发器电路、输出放大电路和输入放大电路等部分组成。这里主要用来实现通过移动通信设备对家电的远程控制。,基于语音控制的智能家电(1),硬件设计-关键技术,PSTN模块-振铃检测电路,基于语音控制的智能家电(1),硬件设计-关键技术,PSTN模块-自动摘挂机电路,基于语音控制的智能家电(1),硬件设计-关键技术,蓝牙模块 我们采用蓝牙将室内家电连接成内部网络。主机与主机控制器之间通过标准的物理总线接口串行总线USB、串行端口RS232等连接，主机通过主机控制器接口（HCI）访问蓝牙硬件。主机控制器接口(HCI)分为HCI固件和HCI驱动两部分。HCI固件位于主控
7、制器;HCI驱动位于主机。 选用爱立信公司的蓝牙芯片ROK101008，芯片包括基带控制器、无线收发器、闪存等功能块，还可提供高至HCI层的功能。,基于语音控制的智能家电(1),硬件设计-关键技术,存储模块 FLASH：K9F1208是Samsung公司生产的一 款512Mb(64MX8位 )NANDFlash存 储器。 SDRAM：现代公司的两片数据宽度为16Mx16位 的SDRAM芯片HY57V561620BT-H,基于语音控制的智能家电(1),软件设计,要实现家电（空调、热水器等）的语音控制以及远程开关控制 ，必须对设备进行编号，设计规范的查询控制的命令格式，才 能进行正确地监控家电设备
8、。在一般家庭中电器类型有以下几 种： 1、空调 2、热水器 3、电视 4、照明 设备的监控命令设计为如下格式： 监控命令格式：命令分类+设备序号+设备状态。 命令分类是指查询命令中的查询分类，控制命令中的分类，如 0表示关、1表示开；设备序号是指家电设备的编号；设备状态 是在查询和控制动作的返回结果,基于语音控制的智能家电(1),软件设计,根据系统功能将任务划分为语音控制任务、电 话查询控制任务等任务，本章主要针对前3个任务 进行设计分析，编程内容包括： 1、主函数设计 2、语音控制任务 3、PSTN电话查询控制任务,基于语音控制的智能家电(1),软件设计-任务状态切换图,基于语音控制的智能家
9、电(1),软件设计-主程序设计,基于语音控制的智能家电(1),软件设计-相关定义,/*任务优先级定义*/ #define phone_prio 5 #define yuyin_prio 4 /* 任务堆栈定义 */ #define STACKSIZE 50 OS_STK Phone_StackSTACKSIZE=0, ; /Phone_Task堆栈 OS_STK yuyin_StackSTACKSIZE=0, ; /GSM_Task堆栈 /* 任务定义 */ Void Phone_task(void*ld); Void yuyin_task(void*ld);,基于语音控制的智能家电(1),软件设计-语音控制任务,语音控制任务是 指处理器收到语 音信息时，对其 进行识别并完成 相应家电的控制 的过程。,基于语音控制的智能家电(1),软件设计-PSTN电话查询任务,PSTN电话查询任 务是指在有电话接 入时，处理器通过 按键内容判断处理 方式。,基于语音控制的智能家电(1),谢谢,
