基于语音识别和无线传感器网络的智能家居系统设计

2018-05-06

今日自动化 2018年3期

（江苏省徐州技师学院，徐州 221151）

0 引言

随着技术的不断进步，应用成本的逐步降低，从20世纪90年代开始，智能家居得到逐步普及，更好地满足了普通居民的居住体验。语音识别技术、无线传感技术的出现，转变了传统的信息获取、交互方式，二者与智能家居的结合，形成新的信息交互模式，进一步提升了智能家居的科学性、高效性，充分满足了消费者的居住需求。

1 语音识别在智能家居系统中的设计与应用

语音识别技术的不断成熟，使得其广泛应用于通信、医疗以及家庭服务等多个领域，为了确保语音识别技术在智能家居系统之中的合理化使用，厚植语音识别技术优势。技术人员应当着眼于语音识别技术的技术原理，综合考量智能家居系统的使用需求，从硬件设计与系统软件开发两个维度出发，实现语音识别技术下智能家居系统的完善与升级。

1.1 语音识别技术原理分析

语音识别技术可以划分为识别与匹配两大模块，通过对声音信息的预处理以及分析，获取声音特点，对语音信息进行识别，并建立起语音信息库。当进行语言匹配的过程之中，将语音信息库与输入语音进行横向对比，核对声音特征，输出匹配结果。其系统结构如图1所示。

图1 语音识别系统

通过语音信息预处理、语音信息提取、模式匹配、参考模型库等技术环节的优化设置，实现了语言识别的准确性，提升了语音识别结果输出的有效性，为后续技术操作提供了一个稳定、安全的技术支持[1]。

1.2 智能家居系统语音识别硬件设计

智能家居系统在使用语音识别技术的过程之中，技术人员应当着眼于实际，对智能家居语音识别系统进行总体设计，在此基础上，逐步完善无线传输模块，充分发挥硬件设备对于声音信息的获取、处理能力。具体来看，为了保证语音识别运行成本的有效控制，在总体设计过程之中，可以采取睡眠模式设置，当红外探测装置感应到人体信息之后，语音识别退出睡眠模式，开启工作状态，并发出系统提示音，提示输入声音信息[2]。在获取语音指令之后，通过与语音数据库进行对比，根据不同的对比结果，发出不同的指令，实现家居管理的智能化与信息化。

1.3 智能家居语音识别系统软件系统设计

在软件设计阶段，可以从输入语音信号识别、无线射频收发模块的控制出发，强化语音识别技术的数据信息传输能力，构建起更为科学、高效的语音识别运行机制[3]。在语音识别软件系统设计的过程之中，考虑到技术应用的特殊性，在软件系统设计的过程之中，可以采取特定语音识别的方式，对住户的语音特点进行提取、处理，借助于必要的系统软件，确保语音识别的灵敏度与准确度，为智能家居系统的完善与发展提供了必要的技术支持。

2 无线传感器网络的设计与应用

基于智能家居系统的使用环境与用户需求，发挥无线传感器网络的技术优势，形成系统、全面的信息数据传输机制。技术人员在分析无线传感器网络技术原理的基础上，以现有的技术手段为支撑，持续推动智能家居系统之中无线传感器网络的合理化应用。

2.1 无线传感器网络原理分析

无线传感器网络作为一种分布式传感器网络，以片上系统、微型计算机以及嵌入式技术为基础，初步实现了对外部环境的有效感知与快速反应。与传统的传感器网络不同，无线传感器网络借助于无线通信的方式进行数据信息交互，这种网络结构结构设置较为合理，工作人员可以根据实际的工作需要，灵活调整无线传感器网络的结构组成，形成大规模、动态化、稳定性网络机制，充分满足了现阶段信息数据交互工作的客观要求，为后续各项管理、控制工作的开展创造了条件。

2.2 智能家居无线传感器网络设置所遵循的原则

智能家居无线传感器网络的实现必须要遵循科学性的原则。智能家居无线传感器网络的设置，要全面体现科学性这一原则，只有从科学的角度出发，对智能家居无线传感器网络的基本特点、智能家居无线传感器网络的定位以及具体落实方式，进行全面考虑与科学评估。智能家居无线传感器网络工作的开展必须要遵循实用性的原则，由于智能家居无线传感器网络覆盖了诸多不同的领域。为了适应这一现实状况，智能家居无线传感器网络操作在实践中的落实，就要尽可能的增加智能家居无线传感器网络应用方案的兼容性，减少复杂冗余环节对智能家居无线传感器网络工作的不利影响。

2.3 智能家居无线传感器网络设置

现阶段智能家居无线传感器网络的中央处理器通常情况下会使用S3C2410，作为信息数据的核心，实现信息数据处理器的嵌入式结构搭建。通过这种方式，保证整个无线传感器器网络表现出较好的兼容性，用户能够在操作界面上，开展各类指令操作，或者与语音识别结合起来，增强无线传感器网络自身的信息数据处理能力。同时借助于必要的硬件设置，使得无线传感网络运行的稳定性、安全性得以保证，以期充分发挥出无线传感器网络在智能家居系统之中的积极作用，为智能家居系统的运行营造出良好的氛围。技术人员在进行智能家居无线传感器网络设置的过程之中，应当着眼于实际，全面梳理智能家居系统运行的客观要求，结合实际技术发展趋势，对无线传感器各个模块组成进行细化处理。例如某智能家居系统在无线传输模块设置的过程之中，采用Nrf2401A型号芯片，优化无线接受功能，提升整个网络对于数据信息的获取、处理能力，实现了信息数据的快速传输，尤其在智能门锁应用无线传感器的过程之中，通过加入无线传输模块，实现了语音与解锁的结合，将门锁管理纳入到智能家居系统之中。