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1、基于人性化控制的智能家居若干关键技术研究 王莹 郑州财经技师学院 摘 要： 随着科学技术的日益进步, 人们日常生活的各个方面对科技的依赖程度和智能化需求越来越高, 主要体现在借助科技来提高其快捷性、安全性以及舒适性。而家作为人们生活的关键场所, 其智能化水平对人们生活的质量有着非常直接的影响, 而智能家居便是这一发展过程中的产物。近年来智能家居的市场规模越来越大, 相关技术也日趋成熟, 但是产品的智能化程度还有待进一步提升, 所以, 如何有效提高智能家居产品的智能化水平是当前行业需要解决的关键问题。基于此, 本文在分析智能家居发展现状的基础上, 提出将语音识别技术、图像处理技术以及智能手机平台
2、应用于智能家居系统之中, 以期为该行业提供一定的参考和借鉴。关键词： 人性化控制; 智能家居; 关键技术; 作者简介：王莹 (1981-) , 女, 河南郑州人, 讲师, 研究方向网络技术、智能交互。收稿日期：2017-11-2Received： 2017-11-2引言近年来, 随着人们生活水平的不断提高, 计算机技术、网络技术、通信技术的逐渐发展以及智能手机等移动设备的不断普及, 智能家居在发展的过程中取得了巨大的人气、技术和平台支持。而且由于智能家居市场规模的不断扩大, 在国内外市场上均有巨大的发展潜力, 目前已经引起来越来越多的内业专家和人士的密切关注与极大重视, 国内外各大企业与高校都
3、在为其发展提供了大量的人力、物力和财力, 且已经取得了较为显著的成效。但是, 为了为用户提供更加优质的服务以及进一步地提高智能家居产品的智能化水平, 下文通过将语音识别、图像处理以及智能手机平台应用到智能家居系统之中来为用户提供一套人性化的智能家居系统。1 智能家居的概述及发展现状1.1 概述智能家居是面向居住房屋, 借助自动控制技术、网络技术以及通信技术等来对家居生活设施进行集成设计, 从而实现住宅家居设施的智能化管理与控制, 有效地提高日常家居的便捷性、安全性、舒适性、美观性以及环保性。众所周知, 传统的智能家居一般借助的是有线网络, 需要专业的安装人员进行安装和布线, 但是往往管理、控制
4、和后期维护难度较大, 同时更新升级的空间较小, 进一步向外扩展的可能性较低。但是, 科学技术水平的不断进步为智能家居在新形势下的发展带来了新的发展机遇, 智能家居所需要的技术条件, 如:无线通信、计算机、网络、智能硬件等已经基本成熟, 但是现在还面临着智能家居的推广效果较差的主要问题。目前智能家居市场上各个厂家的产品生产没有统一的标准, 各个厂家均按照自己制定的标准来进行产生制造, 导致产品之间的兼容性差且价格较高。与此同时, 网络安全问题也给智能家居的使用起到了较大的阻碍作用。此外, 无法满足用户的个性化需求也是智能家居当前存在的最为严重的问题之一, 产品的用户体验较差, 智能化水平还不是很
5、高, 操作仍然比较繁琐复杂, 受用人群范围小, 老人和儿童使用的难度比较大。因此, 如何有效提高智能家居的智能化水平已经成为当前智能家居设计和生产环节需要解决的主要问题之一。将下文提到的语音识别技术、图像处理技术以及智能手机平台有效应用到智能家居系统之中, 通过对智能家居的语音控制、可视化控制以及其他智能化控制来极大地增加智能家居的受用人群范围, 提高智能家居的智能化和人性化水平。1.2 发展现状智能家居作为一个现代化新兴行业, 目前在我国正处于发展的初级阶段, 尚未形成较为成熟和规范的智能家居市场和普遍的市场消费理念。但是, 随着智能家居市场规模的不断扩大、相关技术水平的不断提高、国内相关政
6、策的大力支持以及人们对智能化的需求日益增多, 智能家居必将迎来巨大的市场潜力和发展前景。从 1994 年智能家居开始在中国的第一个发展阶段之后, 到现在智能家居在中国市场上起起落落经历了萌芽期、开创期、徘徊期以及融合演变期, 在这一发展过程中, 有越来越多的智能家居生产企业投入大量的人力和资金来研究和挖掘智能家居的市场, 有一大批优秀的智能家居品牌慢慢崛起, 为智能家居市场的发展发挥巨大的贡献。但是, 随着智能家居的市场已经发展火热, 相关的技术水平也不断提高, 但是, 智能家居的相关产品的实际市场推广效果却不尽人意, 据分析主要有以下三个方面的原因:(1) 尚未制定统一而标准。各个厂家之间没
7、有达成统一的设计和生产标准, 各行其是, 导致最终生产出来的产品之间的兼容性差, 与用户的个性化产品之间还存在很大的差距。(2) 产品生产成本较高。智能家居作为一个现代化的新兴产业, 所需要的科技含量较高, 必然投入的资金较多, 这就导致最终生产出来的产品价格较高, 超出了大多数消费者的接受范围。(3) 智能家居产品的智能化水平较低。当前智能家居市场上的产品比较偏向系统的组成和浅层的网络控制, 而严重忽视了产品的智能化水平, 导致产品的操作复杂繁琐, 难以满足用户的个性化需求。2 基于人性化控制的智能家居的关键技术2.1 语音识别技术对家居进行语音控制的主要目标是根据用户的自然语音输入, 生成
8、相应的控制命令发送到控制对象, 这一过程中需要借助的最主要的技术在于如何利用计算机对人的自然语音进行有效地解读与理解, 这就是所谓的语音识别。因为一般人在说话的时候, 清音和浊音是交替变换出现的, 而且两种声音只会持续很短的一段时间, 这导致语音信号在波形上具有很强的时变性。而语音识别需要在麦克风将语音信号转换为电信号之后, 对语音信号进行预处理, 在预处理阶段对语音信号进行分帧和终端检测。分帧可以将语音分割成许多的段落来进行处理, 通过加闯将语音信号分成连续并保持一定重叠率的小段。终端检测可以确定出语音序列的起始点和终止点, 与此同时借助其他的科技手段将语音信号中无用的部分去除出去, 保留有
9、价值的部分, 从而有效地减少后续环节的操作量, 这样有利于极大地缩短系统对语音信息的处理时间, 提高对语音信息的识别准确度。2.2 图像处理技术利用图像处理技术, 系统可以通过即时捕获控制对象家电的图像或视频, 然后自动识别出该家电, 然后在控制界面上会呈现出相应的操作需求, 用户可以根据自身的实际需求来对家电进行远程控制。例如:利用图像处理技术捕获到家里窗帘的图像或视频, 当平板电脑或智能手机识别出窗帘之后, 用户可以在控制界面上通过左右随意滑动来对窗帘进行打开或关闭的智能化控制;利用图像处理技术捕获到家里空调的图像或视频, 当平板电脑或智能手机识别出空调之后, 用户可以在空调遥控器界面来对
10、空调进行打开或关闭以及温度调节的智能化远程控制。2.3 智能手机平台随着移动终端的不断普及以及智能手机各方面功能的不断强大, 目前智能手机市场上的各品牌的手机的更新换代速度越来越快, 手机的内存容量越来越大, 其网络通讯、语音、图像功能等相关的功能都日趋成熟, 与此同时, 智能手机比计算机最具优势之处便是其便携性, 这为用户实现随时随地地操作控制起到了至关重要的作用。借助智能手机, 用户对智能家居的控制命令可以直接从随身携带的智能控制终端上发出, 通过移动网络将控制命令传输至智能家居网关, 网关对收到的控制命令进行自动地解析并发送给智能家居无线传感网中对应的节点, 以此来控制家居执行用户所需的
11、运行动作。3 结束语综上所述, 本文将语音识别技术、图像处理技术以及智能手机平台应用到智能家居系统之中, 有效地提高了智能家居的人性化、智能化、安全化、舒适化以及环保化。但是, 目前对智能家居的研究仍处于研究的初级阶段, 相关的技术还有待进一步提高, 智能家居系统的各方面功能还有待进一步强化, 还需要相关的智能家居企业继续加大资金和人力投入, 不断推进智能家居的人性化发展。参考文献1陈耿新, 陈鸿彬, 龚绿绿.基于物联网的人性化智能家居系统研究D.自动化与信息工程, 2013 (6) :15. 2张燃.基于人性化控制的智能家居若干关键技术研究D.浙江大学, 2015. 3王凯明.智能家居系统的研究D.西安科技大学, 2005.
