语音控制智能电饭煲的设计与实现-物联网工程毕业论文开题报告.doc

2015 届毕业设计（论文）开题报告题 目 语音控制智能电饭煲的设计与实现 学 院 电气信息工程学院 专 业 物联网工程 _ 姓 名 王梦梦 班 级 11物联网 指导教师 潘玲佼 朱幼莲 起止日期 2015年1月 2015年6月 2015年 3月 10日毕业设计（论文）开题报告一、课题目的意义随着科技的提高，经济的发展，人们的物质生活水平不断提高，对家居环境的要求也越来越高。作为家居智能化的核心部分智能家居控制系统也越发显得重要。家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势。本课题利用语音识别技术与家居相结合，让机器通过语音识别，把语音信号转变为相应的命令进行运作。语音识别正逐步成为信息技术中人机接口的关键技术，语音识别技术与语音合成技术的结合，能使人们通过语音命令进行操作。当你正忙于其他事情，没空腾出手来，但是你可以对远处的电器进行语音操控，让其按你的命令做事，这是一件非常便利的事。因此，将语音识别技术与家居智能结合的研究具有十分重要的意义。二、主要设计（研究）内容和要求研究内容：1) 收集相关资料, 掌握相关的语音识别算法的基本原理及其关键技术；2) 根据任务书要求分析系统的功能要求，选择合理的设计方案，完成硬件电路的设计；3) 编写各模块软件程序代码，进行程序调试；4) 进行软硬件联调，完成系统设计；5) 撰写毕业设计论文,要求排版工整,图表规范,层次分明,逻辑性强,数据可靠正确,达到设计要求,并附有相关资料。基本要求：1) 严格遵守毕业设计期间的基本规范，保证毕业设计时间，做到设计过程严谨、认真，学习钻研、勤奋。2) 根据课题内容要求，主动查找相关资料，在导师指导下提出自己的设计方案。3) 有计划的按照进度表的要求，按质按量完成任务。4) 记录并分析毕业设计过程中遇到的各种问题，并提出解决问题的办法与建议。5) 按照江苏理工学院本科生毕业论文格式规范，独立撰写完成毕业论文。三、设计（研究）方案技术基础： 本次设计是基于语音识别技术的，如图1所示为语音识别系统的基本结构。图1 语音识别系统的基本结构如图1所示，语音信号经过话筒后转化为电信号，再经过预处理电路输入到A/D转换电路中。系统通过A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号，再通过算法实现起止点的识别以及语音信号特征的提取。系统如果在采集的状态下，提取到的数字信息将会被模板存储，当系统处于识别状态下，新提取的语音信号将与模板信号进行识别判断。识别过程还涉及到起止点识别、特征提取、识别判断三个部分的实现。下面就硬件部分设计及软件部分设计对该设计方案作进一步具体说明。硬件部分： 本次设计的硬件原理图如图2所示：图2 语音控制智能电饭煲硬件原理图 各个模块的功能如下：SPCE061A单片机：整个语音识别控制系统的主控制芯片采用的是凌阳单片机SPCE061A。该型号单片机把数字处理功能以及语音处理功能集成在同一块芯片上，可实现语音识别的功能，使其方便地运用于语音识别应用领域。此外，凌阳公司提供相应的语音识别库函数，所以在实际使用中只要先将库函数添加到项目的工程中，通过函数调用的方式进行函数的使用，就能实现语音识别的功能。MIC及滤波电路：MIC是将发音人的语音转换成电信号。滤波电路将转换后的电信号中的部分噪声成分滤除。该部分电路设计的优劣很大程度上影响系统语音模型提取的质量以及识别的正确率。按键输入电路：该部分的设计较为简单，只是使用普通的按键接入到单片机的端口上。在系统录入语音模型时确认信息时以及语音模型数据擦除时使用。调试接口电路：用于在程序调试的过程中的硬件连接。功放及喇叭电路：SPCE061A内部DAC输出的模拟信号通过功率放大电路放大后驱动喇叭工作。该部分电路主要是用于系统采集语音模型以及执行语音命令时发出相关提示音。液晶显示及LED指示电路：液晶显示电路用于显示系统运行的相关信息，LED指示电路用于指示识别的状态，也是代替实际应用中的电饭煲。考虑到实际应用需要的信息量并不多，这里使用LCD1602进行信息的显示。最小系统电路：具体包含晶振电路、复位电路、滤波电路等保证单片机正常工作的电路，这里的设计采用手册中的推荐电路。系统供电电路：为整个系统提供电源，采用线性稳压电源将输入系统的高于需要的电压降压处理以满足系统的供电需要。软件部分：系统软件包含语音采集以及识别使用两个过程。首先将RAM存储器中的数据进行清除，清除完成后提示采集开始，然后逐条进行语音的采集，任意一条语音采集失败将会重新提示再次采集，直至所有命令采集完成，程序将自动进入识别使用的流程。进入到识别使用的流程后，程序首先进行识别器的初始化，初始化完毕后提示识别开始，当程序对所输入的语音指令识别成功时将执行相对应的应用命令，如果识别不成功则提示失败然后继续进入等待识别的状态。流程图如图3所示：图3 软件设计流程图四、预期成果 1.硬件能模拟电饭煲的基本功能。2.搭载的语音识别系统能对人的简单语音指令进行识别，并控制硬件进行相应的动作。五、进度安排 1月24日-3月18日搜集整理资料并进行设计方案论证。 3月19日-3月25日撰写开题报告。 3月26日-4月15日完成硬件设计，并且完成PCB板设计。 4月16日-4月27日开板，完成焊接工作，进行硬件调试测试。 5月28日-5月11日完成软件设计，进行软硬件调试。5月12日-5月19日毕业设计的优化，完善细节部分，并撰写毕业设计论文。5月20日-5月31日修改毕业设计论文并完成定稿。6月1日-6月6日进行答辩准备，参加答辩。六、参考文献 1 谢明生.多功能智能家居控制终端D.广州:华南理工大学，2013. 2 董晓宁,张萌.基于凌阳单片机的语音识别系统设计D.南京:东南大学，2008. 3 刘文强.语音识别技术在智能家居中的研究与应用D.大连:大连海事大学，2013. 4 张震宇,王华.基于凌阳单片机的语音识别技术及应用D.杭州:浙江科技学院，2007. 5 宋劼.基于语义的智能家居管理系统关键技术研究D.北京:北京邮电大学，2011.6 王寅炯.智能家居远程控制系统研究D.南京:南京师范大学，2011.7 刘幺和,宋庭新.语音识别与控制应用技术M.北京:科学出版社，2008. 8 赵定远,马洪江.16位单片机及语音嵌入式系统M.北京:中国水利水电出版社，2006. 指导教师意见：该课题工作量适中，难度适中，要求学生通过设计完成相应的软硬件系统功能，熟悉相应的微处理器及相关的程序设计语言。了解语音识别算法设计的原理及主要特点。能提出系统总体方案设计及完成各硬件电路设计和软件程序设计。具备对对系统进行调试，解决问题的能力。要求学生有一定软硬件设计基础，能独立完成硬