嵌入式語(yǔ)音交互技術(shù)在智能家居中的應用

實(shí)現家居智能化一直是人們可望而不可及的夢(mèng)想，它似乎始終停留在科幻電影中，卻從未真正走入過(guò)人們的現實(shí)生活。隨著(zhù)生活質(zhì)量的日益改善和生活節奏的不斷加快，人們的工作、生活日益信息化。信息化社會(huì )改變了人們的生活方式與工作習慣，使得家居系統的智能化成為一種消費需求，基于嵌入式語(yǔ)音交互技術(shù)的智能家居系統越來(lái)越被重視。

近年來(lái)，隨著(zhù)嵌入式語(yǔ)音交互技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中廣泛運用，以聽(tīng)說(shuō)為主的智能家居系統利用先進(jìn)的計算機和網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)、數字化語(yǔ)音交互技術(shù)將與家居生活有關(guān)的各種各樣的子系統，通過(guò)特定的網(wǎng)絡(luò )有機地結合在一起，通過(guò)科學(xué)管理，對住宅內的家用電器、照明燈光進(jìn)行智能控制，并實(shí)現家庭安全防范，并結合其他系統為住戶(hù)提供一個(gè)溫馨舒適、安全節能、先進(jìn)高尚的家居環(huán)境，讓住戶(hù)充分享受到現代科技給生活帶來(lái)的方便與精彩。

傳統的家居系統：

傳統的家居智能控制系統一般采用有線(xiàn)方式來(lái)組建，如同軸電纜、USB、CAN總線(xiàn)等。但有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )具有布線(xiàn)麻煩，可擴展性差等固有的缺點(diǎn)，限制了有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在智能家居系統中的發(fā)展。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)，將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用于家庭網(wǎng)絡(luò )己成為大勢所趨。這不僅僅因為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )具有更大的靈活性、流動(dòng)性，省去了布線(xiàn)的麻煩，更重要的是它符合家居控制網(wǎng)絡(luò )的通訊特點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)家居網(wǎng)絡(luò )將人們生活與工作的廣袤空間濃縮于人類(lèi)的雙手可以掌控的距離。然而隨著(zhù)控制系統越來(lái)越復雜，操作界面越來(lái)越專(zhuān)業(yè)且復雜，普通非技術(shù)人員特別是老年人接受和使用的難度相當大，不但沒(méi)有為生活提供便利，反而成了一種新的負擔。而人機交互手段的局限，正是這種現象的根本原因。

基于硬件的本地化語(yǔ)音交互系統在智能家居系統中的獨特優(yōu)點(diǎn)：

近年來(lái)，我國一些高技術(shù)公司在語(yǔ)音交互技術(shù)領(lǐng)域取得了可喜的成果，在中文語(yǔ)音合成(TTS)和中文語(yǔ)音識別(EMASR)技術(shù)方面占得了市場(chǎng)先機，自主研發(fā)出了一大批語(yǔ)音交互軟硬件產(chǎn)品。這些國產(chǎn)先進(jìn)語(yǔ)音芯片的問(wèn)世，使小體積，低成本，高性能的本地化硬件語(yǔ)音交互控制產(chǎn)品成為可能?；谶@些芯片開(kāi)發(fā)的語(yǔ)音交互控制系統，也就是語(yǔ)音人機交互系統，為中國的智能家居領(lǐng)域提供了非常理想的語(yǔ)音交互控制手段。而基于硬件的本地化語(yǔ)音交互系統在智能家居系統中有著(zhù)自己的獨特優(yōu)點(diǎn)：

1、用戶(hù)的語(yǔ)音指令直接由本地硬件芯片處理，不必上傳到網(wǎng)絡(luò )，語(yǔ)音內容實(shí)時(shí)匹配實(shí)時(shí)刷新，不會(huì )被存儲和盜用，確保用戶(hù)的隱私不被侵犯;

2、系統體積小巧，價(jià)格低廉，不占用用戶(hù)系統的處理器和資源，非常容易嵌入與整合，可以做到隨需安裝，隨處安裝，不易受空間和環(huán)境限制;

3、識別精準迅速，語(yǔ)音清晰自然，操作簡(jiǎn)便易學(xué);

4、非特定人識別，無(wú)須錄音訓練;多種人聲音色，語(yǔ)速音調多變;關(guān)鍵詞表存儲，無(wú)需海量空間;拼音漢字描述，內容設定簡(jiǎn)單。

典型的基于硬件本地化語(yǔ)音交互系統主要由語(yǔ)音合成(TTS)電路，語(yǔ)音識別(EMASR)電路，交互腳本引擎和設備控制接口等部分構成。

所謂智能語(yǔ)音產(chǎn)業(yè)，主要指通過(guò)語(yǔ)音合成技術(shù)和語(yǔ)音識別技術(shù)，為用戶(hù)提供各種服務(wù)的產(chǎn)業(yè)。一般來(lái)說(shuō)，用戶(hù)只需要用說(shuō)話(huà)的方式給服務(wù)終端發(fā)布命令，就能得到相應的服務(wù)。

下圖中是一些采用SYN6658的中文語(yǔ)音合成芯片，EMASR語(yǔ)音識別模塊，微處理器這三種國產(chǎn)高端集成電路實(shí)現的幾種中文語(yǔ)音交互系統實(shí)物。這些語(yǔ)音交互控制系統與周邊的射頻通信模塊，紅外控制模塊，環(huán)境感智模塊，內部總線(xiàn)模塊，網(wǎng)絡(luò )接口模塊，運動(dòng)控制模塊，固態(tài)繼電器模塊，各種傳感器模塊以及執行器模塊等一起，提供了完整的智能家居控制系統的組件群，通過(guò)靈活的搭配構成完整的智能家居系統。

圖注：實(shí)景演示模型