基于PSTN的智能家居遠程語音控制系統設計

2．3 總線接口設計
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。在大多數情況下，RS 485的端口連接都采用半雙工通信方式。結合家庭控制網絡的特點，本系統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 電器控制電路的設計
該控制電路主要由單片機、晶閘管組成，如圖6所示。

當單片機接收到相應的控制命令時，向P1．0發送相應的占空比脈沖信號，可實現連續控制或開關量的控制。
例如，當從本地或從電話發出打開熱水器時，經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發送占空比為∞的信號，既是高電平，則熱水器被打開。

3 軟件設計
軟件部分的設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。首先做預加重處理，然后進行加窗，窗函數的寬度采用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能量的處理得到對數頻譜S(m)，將S(m)進行離散余弦變換(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的HMM，HMM訓練采用Baum-Welch算法，識別過程采用前向一后向算法。

4 結語
本文結合語音識別技術、嵌入式技術以及現場總線技術設計了智能家居語音控制系統的方案，獲得了較高的識別率。結合振鈴檢測及自動摘機電路實現了智能家居語音控制系統的遠程控制，由于采用嵌入式技術，大大降低了系統成本。