題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 聲控智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目針對(duì)現(xiàn)有智能家居系統(tǒng)存在的弊端，基于語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、嵌入式開發(fā)技術(shù)以及無(wú)線通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)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(yǔ)音采入軟件的設(shè)計(jì)、模塊之間無(wú)線通訊協(xié)議擬定、基于ARM-9單片機(jī)控制模塊的電路設(shè)計(jì)等。本研究項(xiàng)目的實(shí)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(fèi)者帶來(lái)一種更加方便、快捷的家居生活體驗(yàn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本產(chǎn)品通過(guò)手持終端接收用戶語(yǔ)音信號(hào)，信號(hào)經(jīng)手持終端中的軟件進(jìn)行處理后發(fā)送至無(wú)線設(shè)備，由無(wú)線設(shè)備將信號(hào)通過(guò)有線或者無(wú)線的方式發(fā)送至控制模塊，信號(hào)在控制模塊上經(jīng)語(yǔ)音識(shí)別處理后輸出控制指令，然后通過(guò)信號(hào)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(lái)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(jì)的軟件，該軟件實(shí)現(xiàn)用戶語(yǔ)音信號(hào)的收發(fā)。運(yùn)行軟件，用戶發(fā)出指令，軟件通過(guò)MIC錄入語(yǔ)音，然后將其打包，通過(guò)手持設(shè)備上的信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)送信號(hào)至無(wú)線設(shè)備，傳輸方式采用時(shí)時(shí)傳輸。 2）無(wú)線設(shè)備： 接收來(lái)自手持終端發(fā)送的信號(hào)，并將信號(hào)通過(guò)有線或無(wú)線的方式轉(zhuǎn)發(fā)給控制平臺(tái)的控制模塊。 3）控制平臺(tái)： 3.1）控制模塊：首先通過(guò)板上的無(wú)線模塊或網(wǎng)線接口接收來(lái)自無(wú)線設(shè)備發(fā)來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)芯片處理模塊進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)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(lái)自紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外信號(hào)，從而對(duì)指定家電進(jìn)行控制。 RS485——通過(guò)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(guò)在電纜上加接紅外發(fā)射器實(shí)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(wú)線控制開關(guān)，此時(shí)直接從ARM板上無(wú)線發(fā)射模塊獲取信號(hào)再進(jìn)行控制。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：作品研究的目的在于通過(guò)語(yǔ)音信號(hào)控制家電，實(shí)現(xiàn)智能家居的語(yǔ)音控制。 基本思路：、手持終端采集打包語(yǔ)音信號(hào)，通過(guò)無(wú)線路由發(fā)送到控制器，進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別處理后控制器通過(guò)紅外端發(fā)出控制信號(hào)至家居設(shè)備，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制動(dòng)作。 創(chuàng)新點(diǎn)：結(jié)合了智能家居控制與語(yǔ)音識(shí)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(wú)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(yǔ)音識(shí)別控制，實(shí)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(jiǎn)單，控制模塊主要構(gòu)成為ARM單片機(jī)、存儲(chǔ)單元以及增加的無(wú)線接口；對(duì)家居其他部件的配置要求也較低，利用紅外信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)電視劇、空調(diào)等已具有紅外單元設(shè)備的控制，可以通過(guò)對(duì)余下電器設(shè)備實(shí)行增加信號(hào)接收裝置的方式，使得它們也能接受紅外信號(hào)或者無(wú)線路由信號(hào)控制； 手持終端簡(jiǎn)易——與現(xiàn)有系統(tǒng)的接觸式控制手法相比，由于使用語(yǔ)音信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了非接觸式控制，因此系統(tǒng)對(duì)手持終端的要求不高，只需要用戶現(xiàn)有的智能手機(jī)，植入開發(fā)設(shè)計(jì)的軟件即可使用。這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化了手持終端，并且降低了設(shè)計(jì)要求。 更易推廣——利用無(wú)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(jī)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(fèi)，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(duì)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(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 浙江大學(xué)第十二屆挑戰(zhàn)杯科技競(jìng)賽獲校復(fù)賽特等
作品所處階段
- 作品目前處于實(shí)驗(yàn)室階段，主要控制功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，可逐步對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善，使得系統(tǒng)的實(shí)用性更強(qiáng)
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(shí)現(xiàn)電視機(jī)、電風(fēng)扇以及電燈的語(yǔ)音識(shí)別控制
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 連接手持終端與無(wú)線路由，連接成功后切換到語(yǔ)音錄入控制界面，點(diǎn)擊“開始”按鈕，即可進(jìn)行語(yǔ)音錄入控制；語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)手持終端輸入，經(jīng)路由器發(fā)送到控制模塊，語(yǔ)音識(shí)別后輸出控制信號(hào)，經(jīng)紅外發(fā)射至受控設(shè)備；最后點(diǎn)擊“結(jié)束”關(guān)閉運(yùn)行中的手持終端軟件，然后關(guān)閉主控制器模塊及無(wú)線設(shè)備即實(shí)現(xiàn)了退出系統(tǒng)操作。 特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：技術(shù)結(jié)合了語(yǔ)音識(shí)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(jiǎn)捷 市場(chǎng)前景以及經(jīng)濟(jì)效益： 1.系統(tǒng)引入布線簡(jiǎn)單，成本降低，推廣性增強(qiáng)，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?huì)價(jià)值； 3.語(yǔ)音識(shí)別控制的創(chuàng)新、節(jié)能與智能的消費(fèi)趨勢(shì)以及手持終端的移動(dòng)互聯(lián)， 使得聲控智能家居系統(tǒng)必定擁有良好的市場(chǎng)前景
同類課題研究水平概述
- 目前，國(guó)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(dòng)化系統(tǒng)以及家居體驗(yàn)系統(tǒng)。其中，家居安防技術(shù)相對(duì)成熟，已經(jīng)在大型樓宇、家居生活中廣泛運(yùn)用；家居體驗(yàn)系統(tǒng)主要結(jié)合音響設(shè)備以及燈光控制，實(shí)現(xiàn)房?jī)?nèi)特殊氛圍的營(yíng)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(dòng)化系統(tǒng)。近年來(lái)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(duì)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(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展與電子信息通信技術(shù)的成長(zhǎng)，也促成了國(guó)內(nèi)智能家居的發(fā)展。 比較而言國(guó)外市場(chǎng)相對(duì)樂觀，在“智能化”流行的幾個(gè)國(guó)家，智能家居系統(tǒng)頗具規(guī)格。目前美國(guó)有一種占據(jù)市場(chǎng)主流的產(chǎn)品X-10，銷售已超過(guò)1億個(gè)，設(shè)計(jì)戶型為單體別墅，應(yīng)用多為舊房改造，僅在美國(guó)便有超過(guò)400萬(wàn)個(gè)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(guó)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(guó)同時(shí)推出其智能家居系統(tǒng)，通過(guò)機(jī)頂盒和網(wǎng)絡(luò)，將家居自動(dòng)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(gè)全面的，面向?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)的家居控制網(wǎng)絡(luò)。而事實(shí)上國(guó)外市場(chǎng)真正啟動(dòng)尚需時(shí)日，但智能家居的確擁有誘人的前景和巨大的市場(chǎng)。 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(jì)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(jià)較高，適用于高檔消費(fèi)。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(yùn)用價(jià)值。
