基于PSTN的智能家居遠(yuǎn)程語音控制系統(tǒng)設(shè)計

2．3 總線接口設(shè)計
RS 485接口常用的通信方式有半雙工通信和全雙工通信2種。在大多數(shù)情況下，RS 485的端口連接都采用半雙工通信方式。結(jié)合家庭控制網(wǎng)絡(luò)的特點，本系統(tǒng)也采用半雙工通信方式。圖5為RS 485端口半雙工連接的電路圖。其中，RS 485差動總線收發(fā)器采用SN75176，圖中有一個UART是ARM的，其余為單片機的。
2．4 電器控制電路的設(shè)計
該控制電路主要由單片機、晶閘管組成，如圖6所示。

當(dāng)單片機接收到相應(yīng)的控制命令時，向P1．0發(fā)送相應(yīng)的占空比脈沖信號，可實現(xiàn)連續(xù)控制或開關(guān)量的控制。
例如，當(dāng)從本地或從電話發(fā)出打開熱水器時，經(jīng)過語音控制器識別后，語音控制器通過URAT0的TXD端口向總線上發(fā)送打開熱水器命令，連接在總線上的單片機通過RXD端口識別該命令，然后向P1．0發(fā)送占空比為∞的信號，既是高電平，則熱水器被打開。

3 軟件設(shè)計
軟件部分的設(shè)計包括特征提取模塊、矢量量化模塊、HMM模塊。
特征提取采用MFCC。首先做預(yù)加重處理，然后進(jìn)行加窗，窗函數(shù)的寬度采用120點。將加窗處理過的時域信號x(n)后補若干0，形成長為256點的序列，然后經(jīng)過256點FFT(快速傅里葉變換)后得到線性頻譜X(k)，然后將X(k)通過26維的MEL帶通濾波器組并通過對數(shù)能量的處理得到對數(shù)頻譜S(m)，將S(m)進(jìn)行離散余弦變換(DCT)就得到26維的MFCC。取MFCC的前12維作為語音特征矢量。
矢量量化采用LBG算法。碼字搜索則采用最近鄰搜索算法。該算法的思想把待識別的矢量與碼字逐一比較，計算其失真，然后把該矢量歸類為失真最小的碼字所屬的類(胞腔)。
HMM采用離散從左到右無跳轉(zhuǎn)的HMM，HMM訓(xùn)練采用Baum-Welch算法，識別過程采用前向一后向算法。

4 結(jié)語
本文結(jié)合語音識別技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)設(shè)計了智能家居語音控制系統(tǒng)的方案，獲得了較高的識別率。結(jié)合振鈴檢測及自動摘機電路實現(xiàn)了智能家居語音控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，由于采用嵌入式技術(shù)，大大降低了系統(tǒng)成本。