基于PSTN的智能家居远程语音控制系统设计

作者：时间：2012-03-08 来源：网络收藏

2．2 自动摘机电路设计
如图4所示，摘机信号由ARM中UART1的TXD脚发出，当TXD发送高电平时，驱动晶体管VT2导通，这又使VT1导通，相当于在电话线路上并人了一个330Ω的电阻，同时加上并在其上的发光二极管的消耗，一方面使模拟摘机电流达到30 mA，另一方面用于指示摘机。因为VT1的电流大于30mA时，控制电路向交换机发出模拟摘机信号，交换机响应摘机信号，完成电话线路的接通。

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/160995.htm

2．3 总线接口设计
RS 485接口常用的通信方式有半双工通信和全双工通信2种。在大多数情况下，RS 485的端口连接都采用半双工通信方式。结合家庭控制网络的特点，本系统也采用半双工通信方式。图5为RS 485端口半双工连接的电路图。其中，RS 485差动总线收发器采用SN75176，图中有一个UART是ARM的，其余为单片机的。
2．4 电器控制电路的设计
该控制电路主要由单片机、晶闸管组成，如图6所示。

当单片机接收到相应的控制命令时，向P1．0发送相应的占空比脉冲信号，可实现连续控制或开关量的控制。
例如，当从本地或从电话发出打开热水器时，经过语音控制器识别后，语音控制器通过URAT0的TXD端口向总线上发送打开热水器命令，连接在总线上的单片机通过RXD端口识别该命令，然后向P1．0发送占空比为∞的信号，既是高电平，则热水器被打开。

3 软件设计
软件部分的设计包括特征提取模块、矢量量化模块、HMM模块。
特征提取采用MFCC。首先做预加重处理，然后进行加窗，窗函数的宽度采用120点。将加窗处理过的时域信号x(n)后补若干0，形成长为256点的序列，然后经过256点FFT(快速傅里叶变换)后得到线性频谱X(k)，然后将X(k)通过26维的MEL带通滤波器组并通过对数能量的处理得到对数频谱S(m)，将S(m)进行离散余弦变换(DCT)就得到26维的MFCC。取MFCC的前12维作为语音特征矢量。
矢量量化采用LBG算法。码字搜索则采用最近邻搜索算法。该算法的思想把待识别的矢量与码字逐一比较，计算其失真，然后把该矢量归类为失真最小的码字所属的类(胞腔)。
HMM采用离散从左到右无跳转的HMM，HMM训练采用Baum-Welch算法，识别过程采用前向一后向算法。

4 结语
本文结合语音识别技术、嵌入式技术以及现场总线技术设计了智能家居语音控制系统的方案，获得了较高的识别率。结合振铃检测及自动摘机电路实现了智能家居语音控制系统的远程控制，由于采用嵌入式技术，大大降低了系统成本。