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基本信息
- 項目名稱：
- 聲控智能家居系統(tǒng)設(shè)計
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本項目針對現(xiàn)有智能家居系統(tǒng)存在的弊端，基于語音識別技術(shù)、嵌入式開發(fā)技術(shù)以及無線通訊技術(shù)，設(shè)計出了一種全新的聲控智能家居控制系統(tǒng)。研究工作主要包括手持終端語音采入軟件的設(shè)計、模塊之間無線通訊協(xié)議擬定、基于ARM-9單片機控制模塊的電路設(shè)計等。本研究項目的實現(xiàn)將有效解決現(xiàn)有系統(tǒng)布線繁瑣、成本較高、推廣較難的問題，并且有助于改善殘障人士的生活便利性，為廣大消費者帶來一種更加方便、快捷的家居生活體驗。
- 詳細(xì)介紹：
- 本產(chǎn)品通過手持終端接收用戶語音信號，信號經(jīng)手持終端中的軟件進(jìn)行處理后發(fā)送至無線設(shè)備，由無線設(shè)備將信號通過有線或者無線的方式發(fā)送至控制模塊，信號在控制模塊上經(jīng)語音識別處理后輸出控制指令，然后通過信號發(fā)射裝置（如紅外發(fā)射器）發(fā)送控制指令至集成板上的控制開關(guān)，所發(fā)出的控制指令可以用來控制被控設(shè)備（如電視、空調(diào)等）。 1）手持終端： 手持終端配有專門開發(fā)設(shè)計的軟件，該軟件實現(xiàn)用戶語音信號的收發(fā)。運行軟件，用戶發(fā)出指令，軟件通過MIC錄入語音，然后將其打包，通過手持設(shè)備上的信號發(fā)射模塊發(fā)送信號至無線設(shè)備，傳輸方式采用時時傳輸。 2）無線設(shè)備： 接收來自手持終端發(fā)送的信號，并將信號通過有線或無線的方式轉(zhuǎn)發(fā)給控制平臺的控制模塊。 3）控制平臺： 3.1）控制模塊：首先通過板上的無線模塊或網(wǎng)線接口接收來自無線設(shè)備發(fā)來的信號，經(jīng)過芯片處理模塊進(jìn)行語音識別，輸出處理結(jié)果，發(fā)出相應(yīng)指令至控制開關(guān)。 3.2）控制開關(guān)：接收來自紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外信號，從而對指定家電進(jìn)行控制。 RS485——通過RS485接口、電纜連接至集線箱可控制相應(yīng)電器開關(guān)，也可以布線至各房間，電視或空調(diào)的控制可在通過在電纜上加接紅外發(fā)射器實現(xiàn)；為了控制其它電器（如燈），各房間的硬開關(guān)可用ZigBee替換成無線控制開關(guān)，此時直接從ARM板上無線發(fā)射模塊獲取信號再進(jìn)行控制。
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(biāo)
- 設(shè)計目的：作品研究的目的在于通過語音信號控制家電，實現(xiàn)智能家居的語音控制。 基本思路：、手持終端采集打包語音信號，通過無線路由發(fā)送到控制器，進(jìn)行語音識別處理后控制器通過紅外端發(fā)出控制信號至家居設(shè)備，實現(xiàn)相應(yīng)控制動作。 創(chuàng)新點：結(jié)合了智能家居控制與語音識別，使得二者有效結(jié)合，構(gòu)建出統(tǒng)一化控制的智能家居系統(tǒng)。 技術(shù)關(guān)鍵及主要技術(shù)指標(biāo)：嵌入式板開發(fā)、I-phone軟件開發(fā)、ARM-9程序開發(fā)、無線通訊協(xié)議擬定等
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 高新技術(shù)——采用語音識別控制，實行嵌入式開發(fā)，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比這樣的智能系統(tǒng)技術(shù)手段更高，控制更加便捷； 配置較低——與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，聲控智能系統(tǒng)配置簡單，控制模塊主要構(gòu)成為ARM單片機、存儲單元以及增加的無線接口；對家居其他部件的配置要求也較低，利用紅外信號實現(xiàn)對電視劇、空調(diào)等已具有紅外單元設(shè)備的控制，可以通過對余下電器設(shè)備實行增加信號接收裝置的方式，使得它們也能接受紅外信號或者無線路由信號控制； 手持終端簡易——與現(xiàn)有系統(tǒng)的接觸式控制手法相比，由于使用語音信號，實現(xiàn)了非接觸式控制，因此系統(tǒng)對手持終端的要求不高，只需要用戶現(xiàn)有的智能手機，植入開發(fā)設(shè)計的軟件即可使用。這樣的系統(tǒng)設(shè)計大大簡化了手持終端，并且降低了設(shè)計要求。 更易推廣——利用無線技術(shù)，大大減少了家居布線成本，利用現(xiàn)有的智能手機作手持終端，充分利用已有資源；以上降低了引入系統(tǒng)的花費，使得系統(tǒng)更易得到推廣；并且，由于系統(tǒng)引進(jìn)方便，可以對舊房直接進(jìn)行布線安裝，使得系統(tǒng)的適用性增加，也利于系統(tǒng)的推廣。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 浙江大學(xué)第十二屆挑戰(zhàn)杯科技競賽獲校復(fù)賽特等
作品所處階段
- 作品目前處于實驗室階段，主要控制功能已經(jīng)實現(xiàn)，可逐步對系統(tǒng)進(jìn)行完善，使得系統(tǒng)的實用性更強
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利或其他
作品可展示的形式
- 聲控智能家居系統(tǒng)模型，具體為實現(xiàn)電視機、電風(fēng)扇以及電燈的語音識別控制
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(jì)效益預(yù)測
- 使用說明： 連接手持終端與無線路由，連接成功后切換到語音錄入控制界面，點擊“開始”按鈕，即可進(jìn)行語音錄入控制；語音信號通過手持終端輸入，經(jīng)路由器發(fā)送到控制模塊，語音識別后輸出控制信號，經(jīng)紅外發(fā)射至受控設(shè)備；最后點擊“結(jié)束”關(guān)閉運行中的手持終端軟件，然后關(guān)閉主控制器模塊及無線設(shè)備即實現(xiàn)了退出系統(tǒng)操作。 特點及優(yōu)勢：技術(shù)結(jié)合了語音識別以及智能控制，也進(jìn)行了相關(guān)軟件開發(fā)，使用更具便捷性，并且系統(tǒng)更易于推廣。 適應(yīng)范圍： 1.適用于統(tǒng)一布線的新房，也適用于需要改裝布線的舊房 2.根據(jù)配置不同，可以充分適用于高中檔住房 3.適用于身體殘疾家庭，控制方便、簡捷 市場前景以及經(jīng)濟(jì)效益： 1.系統(tǒng)引入布線簡單，成本降低，推廣性增強，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益； 2.系統(tǒng)能良好解決身體殘障人士生活不便的問題，具有相當(dāng)?shù)纳鐣r值； 3.語音識別控制的創(chuàng)新、節(jié)能與智能的消費趨勢以及手持終端的移動互聯(lián)， 使得聲控智能家居系統(tǒng)必定擁有良好的市場前景
同類課題研究水平概述
- 目前，國內(nèi)智能家居系統(tǒng)的研究方向主要分為家居布線系統(tǒng)、家居安防系統(tǒng)、家居自動化系統(tǒng)以及家居體驗系統(tǒng)。其中，家居安防技術(shù)相對成熟，已經(jīng)在大型樓宇、家居生活中廣泛運用；家居體驗系統(tǒng)主要結(jié)合音響設(shè)備以及燈光控制，實現(xiàn)房內(nèi)特殊氛圍的營造。因此，家居智能系統(tǒng)的前進(jìn)方向主要集中在家居布線系統(tǒng)以及家居自動化系統(tǒng)。近年來信息化的高度發(fā)展，通信的自由化與高層次化，業(yè)務(wù)量的急速增加與人類對居住環(huán)境的安全性、舒適性、效率性要求的提高，使得家居智能化的需求大為增加，而計算機控制技術(shù)的發(fā)展與電子信息通信技術(shù)的成長，也促成了國內(nèi)智能家居的發(fā)展。 比較而言國外市場相對樂觀，在“智能化”流行的幾個國家，智能家居系統(tǒng)頗具規(guī)格。目前美國有一種占據(jù)市場主流的產(chǎn)品X-10，銷售已超過1億個，設(shè)計戶型為單體別墅，應(yīng)用多為舊房改造，僅在美國便有超過400萬個家庭在使用。但這些產(chǎn)品技術(shù)限制較多，并不適合在我國原樣照搬使用應(yīng)用。三星從今年春節(jié)后，開始在中、韓兩國同時推出其智能家居系統(tǒng)，通過機頂盒和網(wǎng)絡(luò)，將家居自動化控制、信息家電、安防設(shè)備以及娛樂和信息中心這四部分集成一個全面的，面向?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)的家居控制網(wǎng)絡(luò)。而事實上國外市場真正啟動尚需時日，但智能家居的確擁有誘人的前景和巨大的市場。 雖然現(xiàn)有智能系統(tǒng)已頗具規(guī)模，但也存在一些問題。首先系統(tǒng)不易推廣，由于系統(tǒng)的設(shè)計基于整體布線，只適用于統(tǒng)建房，因此現(xiàn)有系統(tǒng)一般采用與房地產(chǎn)商合作的方式，限制了系統(tǒng)在舊房中的使用；二是系統(tǒng)智能終端依然為接觸式，使用較麻煩；最后則是系統(tǒng)造價較高，適用于高檔消費。而本研究系統(tǒng)能良好解決舊房改造和成本問題，并且控制方面，必將擁有良好的運用價值。
