交互式智能家居系统设计论文

基于Arduino单片机的语音 交互式智能家居系统设计

智能家居，又名智能住宅，从组成上说，是以我们平常所居住的住宅作为基础平台，结合了计算机科学、建筑学、机械工程学，电子电气学，控制论、安防技术等多种复杂的学科，相互交叉和相互融合后的科技产物。它将我们家里种类繁多且毫无关联的家居设施，全部组织连接在一起，组成一个完整的“生态圈”，在这个生态圈里，每一个没有生命的东西都是活的，拥有了生命与智慧。从目的来说，它是时代与科技的进步下，使得人们需要一个智能的、高效的家庭综合管理平台，来处理住宅设施的联动与家居日常事务，让我们的居住环境变得更加的安全、更加的舒适，让我们的生活充满更多的便利性和艺术性，它的环保与节能，也正好迎合了新时代可持续发展中节能减排的理念。

本次的毕业设计主要完成的任务有：首先使用多种传感器及模块搭建一个智能家居模型，像红外线避障模块、人体红外线感应模块，雨滴雨水模块，直流减速电机，红外线收发管，蓝牙模块和继电器模块等，通过手机的语音软件与Arduino单片机做的智能家居控制系统的交互，实现对家居模型的每个智能部件操控，比如门，窗户，灯，风扇，电视等等，通过语音交互还能了解环境的温湿度，查看设备工作状态等等，以此来说明语音交互式智能家居的构成原理，并使这种技术未来能够在真实的家居中得以推广应用。

关键词：智能家居；语音识别；Arduino单片机；安卓开发

本篇论文主要解决的问题就是探索人与智能家居交互方式的新方式，传统的交互方式是通过遥控设备遥控或者固定家居的行为方式，而本篇论文的设计则是让人与智能家居之间可以通过语音交互的方式进行互动，这使得智能家居在控制上得到了极大的便捷性。

既然是语音交互式智能家居系统，那么要实现语音识别就是必须的，于是需要进行语音识别方案的确定与论证，确定了方案之后，就是方案的实施过程。语音识别这一步完成之后，就是家居模型的搭建，因为需要一个智能的家居模型来演示与验证语音交互这个过程，确定系统的可行性。模型主要包含五个部分，有智能门，智能窗，智能灯，智能风扇，红外线类设备模块与环境监测模块。设计过程首先是对每个模块进行单独设计与调试，使其能够通过语音与家居系统进行交互，控制门的打开关闭，窗户的打开关闭，窗户在下雨时自动关闭，控制灯的开启与关闭，风扇的打开关闭，控制由电脑模拟的电视开开和关闭，切换节目等等。最后进行整个系统的联合调试，验证所有模块的协调性及系统的整体性能，说明语音交互式智能家居系统已经成功实现。

硬件介绍

2.2.1 Ardunio主控简单介绍

Arduino是单片机DIY世界中的魔方积木，它是由一个欧洲的团队在2005年冬季开发的，他最大的特点就是便捷灵活、上手方便。它拥有各种各样的型号，还有配套的IDE开发工具。它是在simple I/O的开源码基础上构建的，基于AVR的内核。它的开发环境类似于Java和C语言的开发环境，这使得有C语言基础的开发者能够轻松上手。Arduino单片机可以很容易拿来做控制器，使用上比多数单片机都要方便。Arduino单片机可以很方便的与各种各样的传感器搭配使用，构建好电路连接之后，使用安装在计算机中IDE编写程序代码，代码通过编译后将以二进制的形式烧录到Arduino的flash里面，然后程序会告知Arduino单片机要做些什么了，该怎么做，比如通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。

本次毕业设计使用了两种型号的Arduino单片机，分别是Arduino-UNO单片机，一块用作主控制系统，另一块用作辅助控制系统，Arduino-Pro mini（一块）用作红外接收机控制。