嵌入式語音交互技術在智能家居中的應用

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

近年來，隨著嵌入式語音交互技術在物聯(lián)網中廣泛運用，以聽說為主的智能家居系統(tǒng)利用先進的計算機和網絡通訊技術、數字化語音交互技術將與家居生活有關的各種各樣的子系統(tǒng)，通過特定的網絡有機地結合在一起，通過科學管理，對住宅內的家用電器、照明燈光進行智能控制，并實現家庭安全防范，并結合其他系統(tǒng)為住戶提供一個溫馨舒適、安全節(jié)能、先進高尚的家居環(huán)境，讓住戶充分享受到現代科技給生活帶來的方便與精彩。

傳統(tǒng)的家居系統(tǒng)：

傳統(tǒng)的家居智能控制系統(tǒng)一般采用有線方式來組建，如同軸電纜、USB、CAN總線等。但有線網絡具有布線麻煩，可擴展性差等固有的缺點，限制了有線網絡技術在智能家居系統(tǒng)中的發(fā)展。因此，基于物聯(lián)網，將無線網絡技術應用于家庭網絡己成為大勢所趨。這不僅僅因為無線網絡具有更大的靈活性、流動性，省去了布線的麻煩，更重要的是它符合家居控制網絡的通訊特點。無線家居網絡將人們生活與工作的廣袤空間濃縮于人類的雙手可以掌控的距離。然而隨著控制系統(tǒng)越來越復雜，操作界面越來越專業(yè)且復雜，普通非技術人員特別是老年人接受和使用的難度相當大，不但沒有為生活提供便利，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音交互系統(tǒng)在智能家居系統(tǒng)中的獨特優(yōu)點：

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

1、用戶的語音指令直接由本地硬件芯片處理，不必上傳到網絡，語音內容實時匹配實時刷新，不會被存儲和盜用，確保用戶的隱私不被侵犯;

2、系統(tǒng)體積小巧，價格低廉，不占用用戶系統(tǒng)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，語音清晰自然，操作簡便易學;

4、非特定人識別，無須錄音訓練;多種人聲音色，語速音調多變;關鍵詞表存儲，無需海量空間;拼音漢字描述，內容設定簡單。

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

所謂智能語音產業(yè)，主要指通過語音合成技術和語音識別技術，為用戶提供各種服務的產業(yè)。一般來說，用戶只需要用說話的方式給服務終端發(fā)布命令，就能得到相應的服務。

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

圖注：實景演示模型