基本信息
- 项目名称：
- 基于单片机和语音识别的智能家电控制平台
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品所实现的是将语音识别技术应用于家电控制领域。智能家电控制平台融合DSP（数字信号处理器）技术，单片机技术、基于非特定人的语音识别技术、无线信息发送传输技术为一体。首先采集人的语音命令，通过语音识别技术识别出命令，由单片机将命令处理成对家用电器的相应操作指令，最后将操作指令以无线信息的形式发送出去。接收装置把接收到的信息解码，然后控制家电完成相应的操作。
- 详细介绍：
- 本作品具有如下创新点： 1、实现了VUI（voice user interface），用声音和家电进行沟通，用电安全，避免触电，操纵家用电器不需要接触强电，使得人对家电的控制更加灵活、安全。 2、采用非特定人的语音识别技术，不必通过人工训练，任何人都可以轻松使用。 3、方便了老年人和残疾人的使用，体现了关注社会弱势群体的理念。 4、可以对高压高辐射仪器进行无接触操作，避免对人体产生辐射危害，使用安全可靠。 5、抗干扰能力强，加入了指令保护，可以认为设置指令密码。 6 、可以做到一语多关，在出门前关闭所有家电，确保安全。 7、填补了目前市场上语音控制家电领域的空白。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计发明的目的：部分家用电器不能通过遥控断开主电源，造成了家电长期处于待机状态，不仅消耗了电能，而且缩短了家用电器的使用寿命。我们的作品通过语音与“家电沟通”，控制其开启和关断。 基本思路：作品融合单片机技术、基于非特定人的语音识别技术、无线信息发传输技术为一体。首先采集人的语音命令，通过语音识别技术识别出命令，由单片机将命令处理成对家用电器的相应操作指令，最后将操作指令以无线信息的形式发送出去。接收装置把接收到的信息解码，然后控制家电完成相应的操作。 本系统在智能家电远程控制中引入语音识别技术，摒弃了具有很大局限性的按键操作，实现了家用电器的语音开启关断控制，增强了家用电器控制的智能性和灵活性。 创新点： ①实现了VUI（voice user interface），用声音和家电进行沟通。 ②采用非特定人的语音识别技术，不必通过人工录入语音。 通过音频采集技术，即使是方言也能准确有效识别。 ③用语音控制家电，避免了因手湿触摸家用电器发生触电的危险。 ④可以对高压高辐射仪器进行无接触操作，避免对人体产生辐射危害，使用安全可靠。 技术关键： 1.动态编辑关键词语列表技术，识别内容可以任意修改。 2.单片机编程使用技术。 3.智能语音信息（方言和普通话）采集及处理技术。 4.无线信息传输技术。 技术指标： 1多达50条的控制指令供识别。 2语音识别系统的准确率高达93%。 3人机交换有效范围达到70m2 以上。 4低功耗，功耗在1W/天以内
科学性、先进性
- 与现有技术相比，产品能够实现对普通话和方言两种语音指令的有效识别，识别指令可以动态编辑；采用常用的51系列主控单片机即实现了语音识别，与市场上现有的语音识别主控MCU（DSP，ARM）相比，成本低；本产品不必经过训练，任何人只要说出相应的指令即可识别，这比市场上的凌阳SPCE061A单片机（需经过训练方可使用）要方便的多，有效的语音可以控制70平方米范围内的家用电器。 参考文献资料： 张友德等 单片微型机原理应用与实验（复旦） 李程 基于嵌入式的智能家居系统研究[D]．成都:电子科技大学,2003 王倩, 吴国平, 陈琳 特定人语音识别算法-DTW算法[J].软件导刊, 2005(20):48-50
获奖情况及鉴定结果
- 作品在2011年3月在河北师范大学大学生课外学术科技创新活动中获得特等奖。
作品所处阶段
- 作品完成
技术转让方式
- 专利权转让。（已获专利局受理）
作品可展示的形式
- 实物；现场演示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 1、整个系统分为主控部分（集语音识别，单片机处理，无线信息发射于一体）和受控部分（无线信息接受部分和家用电器），先打开主控部分的电源，我们会看到识别状态指示灯会闪烁3次。 2、打开受控系统的电源，主控部分和受控部分间距可达150米。 3、我们在距离主控部分5米的范围内用语音即可控制对应的家用电器。 优势： 能识别普通话及方言，不必经过特殊训练即可使用。控制距离远达150米，最多可以控制25件家用电器。 推广前景： 本技术可以推广到很多场所：机顶盒（语音控制方便迅速的找到想看的频道），导航仪（语音控制直接找出起点，终点和最短路线），发电站、变电室等强电控制场所等。
同类课题研究水平概述
- 语音识别是一门交叉学科。近二十年来，语音识别技术取得显著进步，开始从实验室走向市场。语音识别技术是当今信息技术领域里的十大重大科技发展技术之一。人们预计，未来10年内，语音识别技术将进入工业、家电、通信、汽车电子、医疗、家庭服务、消费电子产品等各个领域。尽管语音识别取得很大成功，但是距离真正的人机自由交流还有很大的距离。 目前计算机还需要对用户做大量的训练才能更准确的识别。首先，就算法模型方面而言，语音识别技术需要有进一步的突破。目前使用的语言模型只是一种概率模型，还没有用到以语言学为基础的文法模型，而要使计算机确实理解人类的语言，就必须在这一点上取得进展。其次，识别系统的环境适应性差。主要表现在对环境要求高，特别在高噪音环境下语音识别效果还不理想。再者，语音识别系统从实验室演示系统到商品的转化过程中，还有许多具体问题需要解决。例如，识别速度、识别的准确度，抗干扰等问题。针对上面的困难，语音识别技术要做到真正成功，在任何环境中都能人机进行自由地对话，不仅需要语音识别基础理论的突破，更需要大量的实际工作的积累。 目前国内尚未出现相同的家电语音控制平台。国内在语音识别研究上也投入了很大的精力，中科院的自动化所、声学所以及清华大学等科研机构和高校都在从事语音识别领域的研究和开发。国家863智能计算机专家组为语音识别技术研究专门立项，我国语音识别技术的研究水平已经基本上与国外同步。
