基本信息
- 项目名称：
- 声控智能家居系统设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本项目针对现有智能家居系统存在的弊端，基于语音识别技术、嵌入式开发技术以及无线通讯技术，设计出了一种全新的声控智能家居控制系统。研究工作主要包括手持终端语音采入软件的设计、模块之间无线通讯协议拟定、基于ARM-9单片机控制模块的电路设计等。本研究项目的实现将有效解决现有系统布线繁琐、成本较高、推广较难的问题，并且有助于改善残障人士的生活便利性，为广大消费者带来一种更加方便、快捷的家居生活体验。
- 详细介绍：
- 本产品通过手持终端接收用户语音信号，信号经手持终端中的软件进行处理后发送至无线设备，由无线设备将信号通过有线或者无线的方式发送至控制模块，信号在控制模块上经语音识别处理后输出控制指令，然后通过信号发射装置（如红外发射器）发送控制指令至集成板上的控制开关，所发出的控制指令可以用来控制被控设备（如电视、空调等）。 1）手持终端： 手持终端配有专门开发设计的软件，该软件实现用户语音信号的收发。运行软件，用户发出指令，软件通过MIC录入语音，然后将其打包，通过手持设备上的信号发射模块发送信号至无线设备，传输方式采用时时传输。 2）无线设备： 接收来自手持终端发送的信号，并将信号通过有线或无线的方式转发给控制平台的控制模块。 3）控制平台： 3.1）控制模块：首先通过板上的无线模块或网线接口接收来自无线设备发来的信号，经过芯片处理模块进行语音识别，输出处理结果，发出相应指令至控制开关。 3.2）控制开关：接收来自红外发射器发射的红外信号，从而对指定家电进行控制。 RS485——通过RS485接口、电缆连接至集线箱可控制相应电器开关，也可以布线至各房间，电视或空调的控制可在通过在电缆上加接红外发射器实现；为了控制其它电器（如灯），各房间的硬开关可用ZigBee替换成无线控制开关，此时直接从ARM板上无线发射模块获取信号再进行控制。
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
- 设计目的：作品研究的目的在于通过语音信号控制家电，实现智能家居的语音控制。 基本思路：、手持终端采集打包语音信号，通过无线路由发送到控制器，进行语音识别处理后控制器通过红外端发出控制信号至家居设备，实现相应控制动作。 创新点：结合了智能家居控制与语音识别，使得二者有效结合，构建出统一化控制的智能家居系统。 技术关键及主要技术指标：嵌入式板开发、I-phone软件开发、ARM-9程序开发、无线通讯协议拟定等
科学性、先进性
- 高新技术——采用语音识别控制，实行嵌入式开发，与现有系统相比这样的智能系统技术手段更高，控制更加便捷； 配置较低——与现有系统相比，声控智能系统配置简单，控制模块主要构成为ARM单片机、存储单元以及增加的无线接口；对家居其他部件的配置要求也较低，利用红外信号实现对电视剧、空调等已具有红外单元设备的控制，可以通过对余下电器设备实行增加信号接收装置的方式，使得它们也能接受红外信号或者无线路由信号控制； 手持终端简易——与现有系统的接触式控制手法相比，由于使用语音信号，实现了非接触式控制，因此系统对手持终端的要求不高，只需要用户现有的智能手机，植入开发设计的软件即可使用。这样的系统设计大大简化了手持终端，并且降低了设计要求。 更易推广——利用无线技术，大大减少了家居布线成本，利用现有的智能手机作手持终端，充分利用已有资源；以上降低了引入系统的花费，使得系统更易得到推广；并且，由于系统引进方便，可以对旧房直接进行布线安装，使得系统的适用性增加，也利于系统的推广。
获奖情况及鉴定结果
- 浙江大学第十二届挑战杯科技竞赛获校复赛特等
作品所处阶段
- 作品目前处于实验室阶段，主要控制功能已经实现，可逐步对系统进行完善，使得系统的实用性更强
技术转让方式
- 专利或其他
作品可展示的形式
- 声控智能家居系统模型，具体为实现电视机、电风扇以及电灯的语音识别控制
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： 连接手持终端与无线路由，连接成功后切换到语音录入控制界面，点击“开始”按钮，即可进行语音录入控制；语音信号通过手持终端输入，经路由器发送到控制模块，语音识别后输出控制信号，经红外发射至受控设备；最后点击“结束”关闭运行中的手持终端软件，然后关闭主控制器模块及无线设备即实现了退出系统操作。 特点及优势：技术结合了语音识别以及智能控制，也进行了相关软件开发，使用更具便捷性，并且系统更易于推广。 适应范围： 1.适用于统一布线的新房，也适用于需要改装布线的旧房 2.根据配置不同，可以充分适用于高中档住房 3.适用于身体残疾家庭，控制方便、简捷 市场前景以及经济效益： 1.系统引入布线简单，成本降低，推广性增强，具有巨大的经济效益； 2.系统能良好解决身体残障人士生活不便的问题，具有相当的社会价值； 3.语音识别控制的创新、节能与智能的消费趋势以及手持终端的移动互联， 使得声控智能家居系统必定拥有良好的市场前景
同类课题研究水平概述
- 目前，国内智能家居系统的研究方向主要分为家居布线系统、家居安防系统、家居自动化系统以及家居体验系统。其中，家居安防技术相对成熟，已经在大型楼宇、家居生活中广泛运用；家居体验系统主要结合音响设备以及灯光控制，实现房内特殊氛围的营造。因此，家居智能系统的前进方向主要集中在家居布线系统以及家居自动化系统。近年来信息化的高度发展，通信的自由化与高层次化，业务量的急速增加与人类对居住环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，使得家居智能化的需求大为增加，而计算机控制技术的发展与电子信息通信技术的成长，也促成了国内智能家居的发展。 比较而言国外市场相对乐观，在“智能化”流行的几个国家，智能家居系统颇具规格。目前美国有一种占据市场主流的产品X-10，销售已超过1亿个，设计户型为单体别墅，应用多为旧房改造，仅在美国便有超过400万个家庭在使用。但这些产品技术限制较多，并不适合在我国原样照搬使用应用。三星从今年春节后，开始在中、韩两国同时推出其智能家居系统，通过机顶盒和网络，将家居自动化控制、信息家电、安防设备以及娱乐和信息中心这四部分集成一个全面的，面向宽带互联网的家居控制网络。而事实上国外市场真正启动尚需时日，但智能家居的确拥有诱人的前景和巨大的市场。 虽然现有智能系统已颇具规模，但也存在一些问题。首先系统不易推广，由于系统的设计基于整体布线，只适用于统建房，因此现有系统一般采用与房地产商合作的方式，限制了系统在旧房中的使用；二是系统智能终端依然为接触式，使用较麻烦；最后则是系统造价较高，适用于高档消费。而本研究系统能良好解决旧房改造和成本问题，并且控制方面，必将拥有良好的运用价值。
