摘要：結合語音識別技術、嵌入式技術設計了智能家居語音控制系統，根據智能家居控制的特點以及人機自然交互的理念，設計了一種利用S3C2410設計的智能家居語音控制器，給出了整體設計框圖、硬件電路的各部分具體構成以及相應的軟件設計思想。該方案設計并研制出的語音控制器具有成本低，且既能進行本地控制又能通過PSTN實現遠程控制的特點。實驗表明，該語音控制系統的語音識別效率高，可靠性強。
關鍵詞：遠程控制；語音識別；PSTN；MFCC；HMM

0 引言
隨著科技的發展，越來越多的智能家居產品進入人們的家庭，如何對它們進行簡單、有效的控制是擺在人們面前的一個難題。另一方面，人們渴望用電話在需要時遠程控制各種家電以方便生活之需。目前，針對智能家居的遠程控制往往采用類似于計算機網絡的分層體系結構，成本較高。由于家電控制網絡傳送的信息量是很少的，不必像計算機網絡那樣進行分層設計，故結合語音識別技術、PSTN(公共交換電話網)等實現了智能家居的本地及遠程控制。

1 整體方案設計
目前，常用的語音識別方法有DTW(動態時間規整)、HMM(隱馬爾科夫模型)、VQ(矢量量化)和人工神經網絡，考慮到數據量、實時性、識別率及控制人為多數的問題，采用了VQ和HMM相結合的方式。
語音控制系統主要有預處理、特征提取、語音識別及控制程序組成，其原理框圖如圖1所示，圖1中碼書是輸入矢量的近似矢量的集合。

當前控制技術正從傳統控制向現場總線控制以及網絡控制跨越，RS 485是現場總線中使用較廣泛的一種，本文結合語音識別技術、嵌入式技術和現場總線技術，采用ARM(三星公司生產的S3C2410)作為語音控制器的處理器，設計了智能家居語音控制系統，其系統框圖如圖2所示。

2 硬件設計
硬件部分包括預處理模塊設計、振鈴檢測電路、總線接口設計以及電器控制電路設計。其中，預處理模塊包括功率放大電路、自增益控制電路(AGC)、低通濾波器和A／D變換電路。
預處理包括自增益控制電路、低通濾波器及A／D變換電路。自增益控制電路是為了把輸入的語音信號控制在一定的幅度內，低通濾波器是為了濾除高頻(大于濾波器截止頻率)噪聲。自增益控制電路采用M51304L芯片實現；低通濾波器采用4節巴特沃思型低通濾波器，其截止頻率為4．8 kHz；預加重電路采用集成運算放大器來實現。A／D變換電路采用UDA1341芯片，采樣頻率設置為8 kHz，通過S3C2410的IIS接口與處理器相連。
2．1 振鈴檢測電路設計
如圖3所示，電鈴檢測信號通過C8，D1，R3～R5和C9共同構成的整形電路整形后輸入光電耦合器TLP521，在光耦的后端轉化為TTL電平，然后送到ARM的UART1的RXD端進行檢測。