本文關鍵詞：基于ARM9的智能家居語音控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：智能家居系統(tǒng)具有使用方便、效率高以及智能化等優(yōu)點,對于提高人們的生活質量,創(chuàng)造便利的生活環(huán)境有著重要意義。使用手機等設備的智能家居系統(tǒng)需要用戶手動操作,未來智能家居的發(fā)展方向之一是嵌入式語音控制。ARM微處理器具有耗電少、功能強大等特點,在嵌入式領域獲得了普遍應用。ZigBee是一種低功耗、易組網、低成本的短距離無線數據傳輸技術,為智能家居的無線數據傳輸提供了一個很好的解決方案。因此,本文在結合了嵌入式語音識別技術和ZigBee技術基礎上構建的智能家居語音控制系統(tǒng)具有很大的實用價值。本文做的工作如下:(1)提出了基于嵌入式語音識別技術和ZigBee技術的智能家居語音控制系統(tǒng)總體方案,該方案在家電控制現(xiàn)場布置ZigBee無線網絡,在ARM板上部署嵌入式語音識別模塊和控制模塊,實現(xiàn)語音控制家電功能。(2)研究了ARM9開發(fā)板Mini2440的接口與資源。針對開發(fā)板移植Linux內核和引導加載程序U-Boot,構建YAFFS2根文件系統(tǒng),完成嵌入式開發(fā)平臺的搭建。(3)研究了基于TI公司CC2530芯片的ZigBee節(jié)點硬件電路。分析了Zstack協(xié)議棧的組成部分以及網絡組建流程,在協(xié)議棧原有工程的基礎上新建了本系統(tǒng)應用工程,設計了應用層程序和相關的語音控制通信協(xié)議,使控制節(jié)點響應無線控制指令,實現(xiàn)了控制繼電器開關的功能。(4)在PC機上使用Sphinx工具訓練聲學模型和語言模型、制作字典文件,完成了模型訓練;在Mini2440開發(fā)板上安裝語音識別引擎Pocketsphinx,并且設計了語音識別應用程序,完成了語音識別。在此基礎上,結合ZigBee無線網絡構建了整個系統(tǒng)。經過對本文所實現(xiàn)的智能家居語音控制系統(tǒng)的測試,結果表明該語音控制系統(tǒng)能夠較好的滿足控制人員語音控制家電的設計要求。
【關鍵詞】：智能家居 語音識別 ARM9 ZigBee
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU855;TN912.34
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 研究目的和意義8-9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢9-10
• 1.3 論文研究內容和結構10-12
• 第二章 系統(tǒng)總體架構和相關技術分析12-25
• 2.1 系統(tǒng)總體架構設計12-13
• 2.2 基于Sphinx的語音識別模塊13-21
• 2.2.1 模塊結構13-14
• 2.2.2 預處理14-16
• 2.2.3 特征提取16-17
• 2.2.4 聲學模型17-19
• 2.2.5 語言模型19-20
• 2.2.6 解碼器20-21
• 2.3 無線數據傳輸方案21-23
• 2.3.1 ZigBee技術概述21
• 2.3.2 ZigBee網絡結構21-23
• 2.4 通信協(xié)議23-24
• 2.5 本章小結24-25
• 第三章 系統(tǒng)平臺搭建與音頻庫的移植25-37
• 3.1 系統(tǒng)硬件平臺25-29
• 3.1.1 ARM處理器簡介25
• 3.1.2 Mini2440開發(fā)板接口與資源25-26
• 3.1.3 UDA1341TS音頻編解碼芯片26-27
• 3.1.4 ZigBee硬件平臺27-29
• 3.2 嵌入式開發(fā)平臺搭建29-34
• 3.2.1 引導加載程序U-boot構建30-31
• 3.2.2 Linux內核移植31-32
• 3.2.3 Yaffs2根文件系統(tǒng)構建32-34
• 3.3 ALSA音頻庫的移植34-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第四章 系統(tǒng)的軟件設計37-51
• 4.1 基于Pocketsphinx語音識別軟件設計37-42
• 4.1.1 Pocketsphinx的組成部分38
• 4.1.2 Pocketsphinx工具包安裝38-40
• 4.1.3 Pocketsphinx語音識別程序設計40-42
• 4.2 串口通信程序42-44
• 4.2.1 串口初始化42-43
• 4.2.2 串口發(fā)送數據43
• 4.2.3 串口接收數據43-44
• 4.3 ZigBee節(jié)點軟件設計44-50
• 4.3.1 Zstack協(xié)議棧44-45
• 4.3.2 Zstack工程創(chuàng)建45-47
• 4.3.3 Zstack程序設計47-50
• 4.4 本章小結50-51
• 第五章 語音控制系統(tǒng)的構建與測試51-66
• 5.1 Sphinx語音識別模塊實現(xiàn)51-61
• 5.1.1 基于Sphinxbase的特征提取51-52
• 5.1.2 基于Sphinxtrain的聲學模型訓練52-58
• 5.1.3 基于CMUclmtk的語言模型訓練58-60
• 5.1.4 Pocketsphinx解碼器60-61
• 5.2 ZigBee設備組網和入網61
• 5.3 系統(tǒng)功能測試61-65
• 5.3.1 語音識別部分測試61-64
• 5.3.2 ZigBee無線網絡測試64-65
• 5.3.3 系統(tǒng)整體測試65
• 5.4 本章小結65-66
• 第六章 總結與展望66-68
• 6.1 論文總結66-67
• 6.2 研究展望67-68
• 參考文獻68-70
• 附錄1攻讀碩士學位期間撰寫的論文70-71
• 附錄2攻讀碩士學位期間參加的科研項目71-72
• 致謝72

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本文編號：323813