基于語音識別和無線傳感器網(wǎng)絡的智能家居系統(tǒng)設計

（江蘇省徐州技師學院，徐州 221151）

0 引言

隨著技術(shù)的不斷進步，應用成本的逐步降低，從20世紀90年代開始，智能家居得到逐步普及，更好地滿足了普通居民的居住體驗。語音識別技術(shù)、無線傳感技術(shù)的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的信息獲取、交互方式，二者與智能家居的結(jié)合，形成新的信息交互模式，進一步提升了智能家居的科學性、高效性，充分滿足了消費者的居住需求。

1 語音識別在智能家居系統(tǒng)中的設計與應用

語音識別技術(shù)的不斷成熟，使得其廣泛應用于通信、醫(yī)療以及家庭服務等多個領域，為了確保語音識別技術(shù)在智能家居系統(tǒng)之中的合理化使用，厚植語音識別技術(shù)優(yōu)勢。技術(shù)人員應當著眼于語音識別技術(shù)的技術(shù)原理，綜合考量智能家居系統(tǒng)的使用需求，從硬件設計與系統(tǒng)軟件開發(fā)兩個維度出發(fā)，實現(xiàn)語音識別技術(shù)下智能家居系統(tǒng)的完善與升級。

1.1 語音識別技術(shù)原理分析

語音識別技術(shù)可以劃分為識別與匹配兩大模塊，通過對聲音信息的預處理以及分析，獲取聲音特點，對語音信息進行識別，并建立起語音信息庫。當進行語言匹配的過程之中，將語音信息庫與輸入語音進行橫向?qū)Ρ龋藢β曇籼卣?，輸出匹配結(jié)果。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 語音識別系統(tǒng)

通過語音信息預處理、語音信息提取、模式匹配、參考模型庫等技術(shù)環(huán)節(jié)的優(yōu)化設置，實現(xiàn)了語言識別的準確性，提升了語音識別結(jié)果輸出的有效性，為后續(xù)技術(shù)操作提供了一個穩(wěn)定、安全的技術(shù)支持[1]。

1.2 智能家居系統(tǒng)語音識別硬件設計

智能家居系統(tǒng)在使用語音識別技術(shù)的過程之中，技術(shù)人員應當著眼于實際，對智能家居語音識別系統(tǒng)進行總體設計，在此基礎上，逐步完善無線傳輸模塊，充分發(fā)揮硬件設備對于聲音信息的獲取、處理能力。具體來看，為了保證語音識別運行成本的有效控制，在總體設計過程之中，可以采取睡眠模式設置，當紅外探測裝置感應到人體信息之后，語音識別退出睡眠模式，開啟工作狀態(tài)，并發(fā)出系統(tǒng)提示音，提示輸入聲音信息[2]。在獲取語音指令之后，通過與語音數(shù)據(jù)庫進行對比，根據(jù)不同的對比結(jié)果，發(fā)出不同的指令，實現(xiàn)家居管理的智能化與信息化。

1.3 智能家居語音識別系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設計

在軟件設計階段，可以從輸入語音信號識別、無線射頻收發(fā)模塊的控制出發(fā)，強化語音識別技術(shù)的數(shù)據(jù)信息傳輸能力，構(gòu)建起更為科學、高效的語音識別運行機制[3]。在語音識別軟件系統(tǒng)設計的過程之中，考慮到技術(shù)應用的特殊性，在軟件系統(tǒng)設計的過程之中，可以采取特定語音識別的方式，對住戶的語音特點進行提取、處理，借助于必要的系統(tǒng)軟件，確保語音識別的靈敏度與準確度，為智能家居系統(tǒng)的完善與發(fā)展提供了必要的技術(shù)支持。

2 無線傳感器網(wǎng)絡的設計與應用

基于智能家居系統(tǒng)的使用環(huán)境與用戶需求，發(fā)揮無線傳感器網(wǎng)絡的技術(shù)優(yōu)勢，形成系統(tǒng)、全面的信息數(shù)據(jù)傳輸機制。技術(shù)人員在分析無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)原理的基礎上，以現(xiàn)有的技術(shù)手段為支撐，持續(xù)推動智能家居系統(tǒng)之中無線傳感器網(wǎng)絡的合理化應用。

2.1 無線傳感器網(wǎng)絡原理分析

無線傳感器網(wǎng)絡作為一種分布式傳感器網(wǎng)絡，以片上系統(tǒng)、微型計算機以及嵌入式技術(shù)為基礎，初步實現(xiàn)了對外部環(huán)境的有效感知與快速反應。與傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡不同，無線傳感器網(wǎng)絡借助于無線通信的方式進行數(shù)據(jù)信息交互，這種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設置較為合理，工作人員可以根據(jù)實際的工作需要，靈活調(diào)整無線傳感器網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)組成，形成大規(guī)模、動態(tài)化、穩(wěn)定性網(wǎng)絡機制，充分滿足了現(xiàn)階段信息數(shù)據(jù)交互工作的客觀要求，為后續(xù)各項管理、控制工作的開展創(chuàng)造了條件。

2.2 智能家居無線傳感器網(wǎng)絡設置所遵循的原則

智能家居無線傳感器網(wǎng)絡的實現(xiàn)必須要遵循科學性的原則。智能家居無線傳感器網(wǎng)絡的設置，要全面體現(xiàn)科學性這一原則，只有從科學的角度出發(fā)，對智能家居無線傳感器網(wǎng)絡的基本特點、智能家居無線傳感器網(wǎng)絡的定位以及具體落實方式，進行全面考慮與科學評估。智能家居無線傳感器網(wǎng)絡工作的開展必須要遵循實用性的原則，由于智能家居無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋了諸多不同的領域。為了適應這一現(xiàn)實狀況，智能家居無線傳感器網(wǎng)絡操作在實踐中的落實，就要盡可能的增加智能家居無線傳感器網(wǎng)絡應用方案的兼容性，減少復雜冗余環(huán)節(jié)對智能家居無線傳感器網(wǎng)絡工作的不利影響。

2.3 智能家居無線傳感器網(wǎng)絡設置

現(xiàn)階段智能家居無線傳感器網(wǎng)絡的中央處理器通常情況下會使用S3C2410，作為信息數(shù)據(jù)的核心，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)處理器的嵌入式結(jié)構(gòu)搭建。通過這種方式，保證整個無線傳感器器網(wǎng)絡表現(xiàn)出較好的兼容性，用戶能夠在操作界面上，開展各類指令操作，或者與語音識別結(jié)合起來，增強無線傳感器網(wǎng)絡自身的信息數(shù)據(jù)處理能力。同時借助于必要的硬件設置，使得無線傳感網(wǎng)絡運行的穩(wěn)定性、安全性得以保證，以期充分發(fā)揮出無線傳感器網(wǎng)絡在智能家居系統(tǒng)之中的積極作用，為智能家居系統(tǒng)的運行營造出良好的氛圍。技術(shù)人員在進行智能家居無線傳感器網(wǎng)絡設置的過程之中，應當著眼于實際，全面梳理智能家居系統(tǒng)運行的客觀要求，結(jié)合實際技術(shù)發(fā)展趨勢，對無線傳感器各個模塊組成進行細化處理。例如某智能家居系統(tǒng)在無線傳輸模塊設置的過程之中，采用Nrf2401A型號芯片，優(yōu)化無線接受功能，提升整個網(wǎng)絡對于數(shù)據(jù)信息的獲取、處理能力，實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的快速傳輸，尤其在智能門鎖應用無線傳感器的過程之中，通過加入無線傳輸模塊，實現(xiàn)了語音與解鎖的結(jié)合，將門鎖管理納入到智能家居系統(tǒng)之中。

3 結(jié)束語

智能家居系統(tǒng)下語音與無線傳感器網(wǎng)絡的設計與實現(xiàn)，需要技術(shù)人員著眼于兩種技術(shù)的基本原理，總結(jié)過往有益經(jīng)驗，優(yōu)化語音識別與無線傳感器的應用方式，確保兩種技術(shù)在智能家居系統(tǒng)之中的合理化應用，促進智能家居系統(tǒng)的升級。