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题目:基于ZigBee通信技术的智能家居的研究和实现

关键词:智能家居;语音识别;语义分析;ZigBee

  摘要


智能家居这个概念早在1984年就被提出,由于当时科技水平的限制,智能家居只能一直停留在概念的阶段。现在随着嵌入式设备的性能提升及无线射频网络的发明,智能家居离现实生活越来越近。

智能家居发展的目标是为了改善人的生活方式,减少人类与各类家用电子设备的距离,使用更简单的方式来代替传统的遥控器或其他控制方式,将设备连接到一起协同工作。基于语音是人最基本的交互方式之一,可以认为使用语音来下达指令,并且通过无线网络将指令发到家电设备将是一个重点发展方向。在这个大前提下,本文对连续中文语音识别技术,语义分析以及ZigBee短距离无线射频网络这三个方面展开研究。

非训练的连续中文语音识别技术。本文首先介绍了语音识别的主要流程,特征提取、声学模型、语言模型和解码器等重点技术及相关的关键算法。介绍了声学模型的训练具体流程和重点步骤。最后以此为基础构建了一套连续中文语音识别系统,并对其性能进行了简单分析。

连续自然中文短句语义分析。在语音识别的基础上,设备需要对用户输入的语音指令转化成的文本指令进行分析和理解。本文中不需要进行大篇幅的语义分析,所以采取分词算法将自然文本指令分解成单独的关键词,在此基础上采用关键词检索的方法来进行简单语义分解分析。本文中介绍了几种主流的分词算法,并在此基础上给出基于Tried树的字典检索法和基于隐性马尔可夫模型的词频分词算法的语义分解模块。

ZigBee无线网络。本文首先介绍了ZigBee网络的系统协议结构,并学习了其物理层、MAC层和网络层协议的具体协议设计。在此基础上介绍了终端节点和协调器节点的软件设计及软件协议结构设计。

ZigBee网络和语音识别技术的智能家居整体系统设计,并对系统的实现进行了系统测试,验证了系统的设计与预期相符。