cc3200无线wifi处理器全语音交互控制的智能家居系统

Jacktang

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目录

第一章 系统的主要功能与分模块描述 2

1.1 系统的主要功能 2

1.2 分模块描述 3

 

第二章 主要芯片 3

2.1 主处理器芯片 3

2.2 辅助芯片 4

2.2.1：LD3320语音芯片 4

2.2.2  cc3200无线wifi处理器 4

 

第三章 系统芯片的引脚连接示意图 5

 

第四章 系统关键技术及软件设计 6

4.1 系统关键技术 6

4.1.1 语音识别技术 6

4.2.2 端点检测VAD（Voice Activity Detection） 7

4.1.3 非特定语音识别 7

4.2 软件设计 8

 

第五章 系统效果展示 10

 

第一章  系统的主要功能与分模块描述

 

1.1 系统的主要功能

 

    随着人类社会的进步与科技的迅猛发展，人们开始追求更加智能舒适的家居环境，由此智能家居得到迅速发展。作为智能家居的重要组成部分，智能家居控制系统也备受考验，例如控制形式单一、用户体验质量低、个性化与自由度不足等情况。为此我们设计了一套全语音控制的未来之家系统。

 

1.2 分模块描述

 

本作品在设计过程中对以下几大难点进行了重点突破

1：通过预同步与垃圾关键词的方式显著提高了语音识别率

2：语义的理解与合成 

3：滤波的算法设计

 

与此同时，这些难点的存在也促进了以下几大创新点

1：全语音控制。

2：非特定语音识别。本作品在识别关键词语时，采用了音标标注出要识别的关键词语的方式。因此，它具备了识别简单的外文和纯方言的能力。更加的智能化。

3：可动态编辑自定义口令。客户可以随心所欲进行自定义识别口令的编辑。更加的人性化。

4：可扩展性强。本作品使用CC3200无线微控制器为接下来如无线控制、连接云平台等更多的功能扩展作铺垫。

 

 

第二章 主要芯片

 

2.1 主处理器芯片

 

主处理器采用STM32F103ZET6

 

2.2 辅助芯片

 

2.2.1：LD3320语音芯片

LD3320 芯片是一款“语音识别” 专用芯片，由 ICRoute 公司设计生产。该芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路，包括 AD、 DA 转换器、麦克风接口、声音输出接口等。本芯片在设计上注重节能与高效，不需要外接任何的辅助芯片如 Flash、 RAM 等，直接集成在现有的产品中即可以实现语音识别/声控/人机对话功能。并且，识别的关键词语列表是可以任意动态编辑的。 

 

2.2.2  cc3200无线wifi处理器

针对物联网 (IoT) 应用的SimpleLink CC3200 器件是一款集成了高性能 ARM Cortex-M4 MCU 的无线 MCU， 从而使得客户能够用单个集成电路 (IC) 开发整个应用。 借助片上 Wi-Fi， 互联网和稳健耐用的安全协议， 无需之前的 Wi-Fi 经验即可实现更开速的开发。

这里我们主要用于以后的无线控制扩展使用。

 

第三章  系统芯片的引脚连接示意图

 

 

 

 

 

 

 

 

第四章 系统关键技术及软件设计

 

 

4.1 系统关键技术

 

4.1.1 语音识别技术

 

采用基于"关键词语列表"的识别技术:ASR(Auto speech recognition )技术。即把通过MIC输入的声音进行频谱分析->提取语音特征->和关键词语列表中的关键词语进行对比匹配->找出得分最高的关键词语作为识别结果输出。

 

 

 

4.1.2 端点检测VAD（Voice Activity Detection）

VAD（Voice Activity Detection） 技术是在一段语音数据流中，判断出哪个时间点是人声的开始，哪个时间点是人声的结束。判断的依据是，在背景声音的基础上有了语音发音，则视为声音的开始。而后，检测到一段持续时间的背景音（比如600毫秒），则视为人声说话结束。
通过VAD判断出人声说话的区域后，语音识别芯片会把这期间的声音数据进行识别处理后，计算出识别结果。

 

 

4.1.3 非特定语音识别

语音识别，识别的是“语音”。对于非特定人语音识别来说，在描述关键词语时，是用音标标注出要识别的关键词语。
对于目前 LD3320 支持的中文识别来说，就是用拼音来描述出关键词语。也就是说，只要是拼音可以拼出的发音，都是可以输入芯片并进行识别的。
因此，在某些场合需要识别一些简单的外文或者纯方言发音的时候，可以用拼音标注的方法来实现。 

 

 

 

4.2 软件设计

 

 

 

 

 

 

 

第五章  系统效果展示