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(shù)
- 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(shù)應(yīng)用于家電控制領(lǐng)域。智能家電控制平臺融合DSP（數(shù)字信號處理器）技術(shù)，單片機技術(shù)、基于非特定人的語音識別技術(shù)、無線信息發(fā)送傳輸技術(shù)為一體。首先采集人的語音命令，通過語音識別技術(shù)識別出命令，由單片機將命令處理成對家用電器的相應(yīng)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(yīng)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(shù)，不必通過人工訓(xùn)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(guān)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(shè)置指令密碼。 6 、可以做到一語多關(guān)，在出門前關(guān)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(lǐng)域的空白。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 設(shè)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(guān)斷。 基本思路：作品融合單片機技術(shù)、基于非特定人的語音識別技術(shù)、無線信息發(fā)傳輸技術(shù)為一體。首先采集人的語音命令，通過語音識別技術(shù)識別出命令，由單片機將命令處理成對家用電器的相應(yīng)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(yīng)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(shù)，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(guān)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(shù)，不必通過人工錄入語音。 通過音頻采集技術(shù)，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(shù)關(guān)鍵： 1.動態(tài)編輯關(guān)鍵詞語列表技術(shù)，識別內(nèi)容可以任意修改。 2.單片機編程使用技術(shù)。 3.智能語音信息（方言和普通話）采集及處理技術(shù)。 4.無線信息傳輸技術(shù)。 技術(shù)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(xué)性、先進性
- 與現(xiàn)有技術(shù)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(xùn)練，任何人只要說出相應(yīng)的指令即可識別，這比市場上的凌陽SPCE061A單片機（需經(jīng)過訓(xùn)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(yīng)用與實驗（復(fù)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(xué),2003 王倩, 吳國平, 陳琳 特定人語音識別算法-DTW算法[J].軟件導(dǎo)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(xué)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)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(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權(quán)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(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)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(yīng)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(xùn)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(shù)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(dǎo)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(xué)科。近二十年來，語音識別技術(shù)取得顯著進步，開始從實驗室走向市場。語音識別技術(shù)是當今信息技術(shù)領(lǐng)域里的十大重大科技發(fā)展技術(shù)之一。人們預(yù)計，未來10年內(nèi)，語音識別技術(shù)將進入工業(yè)、家電、通信、汽車電子、醫(yī)療、家庭服務(wù)、消費電子產(chǎn)品等各個領(lǐng)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(xùn)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(shù)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(xué)為基礎(chǔ)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(yīng)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(shù)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(chǔ)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(xué)所以及清華大學(xué)等科研機構(gòu)和高校都在從事語音識別領(lǐng)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(shù)研究專門立項，我國語音識別技術(shù)的研究水平已經(jīng)基本上與國外同步。
