基于语音交互技术的智能家居主控设计

发布时间：2020-05-17 18:06

【摘要】：现代智能家居基于计算机技术、无线传感网络技术、无线通信技术、人工智能等先进技术,通过家庭控制中心将家电、传感器等智能设备有机结合,为用户提供一个以人为本,便利、健康、安全、智能化的家居环境,是未来生活的必然发展趋势。目前国内市场上大部分智能家居产品采用家庭主控和手机客户端的控制方式,虽然部分厂商尝试通过超级APP整合控制接口等方式降低控制成本,但依然存在操作复杂,控制多个设备时较麻烦等问题,给用户带来诸多不便。因此,本课题旨在设计一款具有语音交互功能的智能家居主控,将语音交互技术应用于智能家居领域,使交互更加自然、高效,简化操作从而提升用户体验。首先,针对语音主控进行需求分析,确定主控的硬件选型和软件设计思路。在硬件设计上,语音主控主要由AIUI语音模块、CC2530 ZigBee通信模块、麦克风阵列等几部分组成。在软件上集成科大讯飞SDK编写了语音识别程序,实现家庭设备的语音控制。同时,编写网络通信程序实现手机客户端与语音主控的本地通信以及语音主控与阿里云服务器的远程通信。此外,还实现了系统的更新与维护功能,该功能对于维护当前系统的稳定运行和后续功能的扩展有重要的意义。最后,设计实验并测试语音主控在本地与远程数据传输的延时与丢包情况。测试结果表明,本地与远程数据传输的平均延时分别为40ms和607ms,丢包率分别为0.038%和0.16%,数据传输的实时性与可靠性可以满足智能家居场景的实际应用需求。
【图文】：

智能家居,局部智能,联网控制,智能

国内的智能家居起步晚了一点，但近几年的发展速度很快［１１］。除了美的、海逡逑尔等传统的家电设备生产厂商以外，阿里、腾讯、百度、京东、华为、小米等众逡逑多互联网巨头也都开始部署智能家居生态圈如图１．２所示，展示了当前国内逡逑具有代表性的智能家居产品。阿里智能开发的阿里小智，凭借在云平台上积累的逡逑多年经验，为用户提供性能稳定响应及时的智能设备控制方案。目前，阿里智能逡逑已经包含上百个生活品类，覆盖家电、生活电器、穿戴设备等多种智能硬件。另逡逑夕卜，京东也推出了京东微联的智能家居场景，可对空调、净化器、电饭煲、净水逡逑机、灯光、插座等智能设备进行远程控制。同时，ＱＱ物联利用腾讯多年积累的逡逑强大的消息推送能力，可实现人与设备、设备与设备之间的相互通信。逡逑２逡逑

智能家电,数量预测,家庭

逑目前国内智能家居的发展与欧美等发达国家相比，，还存在一定的差距。但智逡逑能家居是未来生活的必然发展趋势，在国内也受到政府的大力支持。如图１．３所逡逑示，根据ＨＩＳ市场预测，我国的智能家电使用家庭在２０２５年将会达到２８３２万逡逑的规模，市场潜力巨大。同时，随着人工智能技术的融入，智能家居的正在从简逡逑单的移动终端模式升级到人工智能自控模式，在智能、方便、高效的功能标签上，逡逑又增加了个性化和自控制等基因。人工智能更多新技术的突破，无疑将催生智能逡逑家居设备更多自主学习功能的产生，从而为用户交互和产品功能创新带来深远的逡逑影响［１５］，具有巨大的价值与前景。逡逑２６５８逦２品２逡逑＿逦２３５３逦＿逦＿逡逑Ｉ逦２０１１逦ｉ邋■逡逑－逦１７３９逦■邋Ｈ邋■邋Ｈ逡逑８逦１３９８逦＇：．邋：与W 逡逑１邋１１２２逡逑１邋ｉ逦．．逡逑＿W W W ■W W WW逡逑２０１８逦２０１９逦２０２０邋Ｚ０２Ｉ邋２０２２逦２０２３逦２０２４逦２０２５逡逑图１．３智能家电家庭数量预测逡逑４逡逑
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU855

【参考文献】