基于Arduino的语音识别与控制系统实现

引 用 格 式 ： 赵 璐 ，吴 蒙 ．基 于 Ａｒｄｕｉｎｏ的语 音 识 别 与 控 制 系 统 实 现 ｆＪ１．微 型 机 与 应 用 ，２０１５，３４（２１）：５５—５７，６０．
Ｉｍｐｌｅｍ ｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｅｅｃｈ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｒｄｕｉｎｏ
Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ
基 于 Ａｒｄｕｉｎｏ的语 音识 别 与控 制 系 统 实现
赵 璐 ．吴 蒙 （南 京 邮 电 大 学 通 信 与 信 息 工 程 学 院 ，江 苏 南 京 ２１０００３）
摘 要 ： 通 过 对 Ａｒｄｕｉ‘ｎＯ开 发 板 的 研 究 ，将 声 控 技 术 引 入 到 智 能 系 统 的 设 计 当 中 ，实 现 了 一 套 基
套 声 控 智 能 系 统 ，能 完 成 针 对百度文库非 特 定 人 、小 词 汇 量 语 音 识 别 。 声 控 技 术 的 引 入 摆 脱 了 用 双 手 控 制 机 械 的 模 式 ． 实 现 了 真 正 意 义 上 的智 能 ．设 计 成 果 可 应 用 于 智 能 家 居 系 统 ．这 一 研 究 可 帮 助 和 简 化 人 们 的 生 活 ．有 助 于 开 拓 智 能 家 居 的 新 市 场 １ 语 音 识 别 工 作 原 理
明 ．在 低 噪 或 无 噪 条 件 下 ．该 系 统 识 别 精 度 高 ，稳 定 性 好 ，达 到 了预 期 要 求 关 键 词 ：Ａｒｄｕｉｎｏ；机 械 手 ；语 音 识 别 ；语 音 合 成 ；声 控
中 图 分 类 号 ：ＴＰ２７１
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１６７４—７７２０（２０１５）２１—００５５—０３
Ｚｈａｏ Ｌｕ，Ｗ ｕ Ｍｅｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｒｄｕｉｎｏ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｖｏｉｃｅ－ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ， ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｓ ａ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｓｐｅｅｃｈ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｒｄｕｉｎｏ．Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｔｈｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ａｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．ａｎｄ Ａｒｄｕｉｎｏ ｐｉｎｓ ａｒｅ ａｌｌｏｃａｔｅｄ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ Ｓ ｈａｒｄｗａｒｅ ｐｌａｔｆｏｒ ｍ ａｆｔｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｉｎ ｓｏｆｔｗａ ｒｅ ｄｅｓｉｇｎ， ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ ， ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｐｒｏｇ ｒａｍ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｒｏｇｒａｍ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ． Ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ， ｔｈｅ ｖｏｉｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｒ ｏｂｏｔｉｃ ｈａｎｄ ａｎｄ ｖｏｉｃｅ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ａｒｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍ ｏｒｅ， ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｇｉｎ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｒｒｏｒ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｓｙｓｔｅｍ ｐｅｒｆｏｒ ｍ ａｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｒｅｄ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｌｏｗ－ｎｏｉｓｅ ｏｒ ｎｏ ｎｏｉｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｒｄｕｉｎｏ；ｒｏｂｏｔｉｃ ｈａｎｄ； ｓｐｅｅｃｈ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ； ｓｐｅｅｃｈ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｖｏｉｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
０ 引 言 随 着 自动 化 控 制 技 术 和 智 能 化 技 术 的 飞 速 发 展 ．人
们 开 始 追 求 轻 松 、有 序 、高 效 的智 能 化 生 活 方 式 ，智 能 家 居 也 应 运 而 生 。然 而 ．触 屏 控 制 、鼠 标 控 制 等 传 统 的 控 制 方 式 ．它 们 繁 复 的 按 键 操 作 和 菜 单 操 作 不 符 合 智 能 化 导 向 。并 不 适 用 于 智 能 系 统 的 设 计 。近 年 来 ，人 们 的 焦 点 开 始 转 移 到 语 音 技 术 及 其 应 用 上 面 ．国 内外 企 业 积 极 地 拓 展 语 音 市 场 智 能 语 音 产 业 是 通 过 语 音 识 别 技 术 和 语 音 合 成 技 术 为 使 用 者 提 供 各 种 服 务 的 产 业 。语 音 合 成 技 术 和 语 音 识 别 技 术 实 现 了 简 单 易 行 的 人 机 接 口 ．代 表 了 更 好 的用 户 体 验 度 ．充 分 体 现 了 人 性 化 的产 品 设 计 理 念 … 本 文 主 要 采 用 意 大 利 开 源 Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎ０开 发 板 设 计 了 一
功 能 实 现 程 序 、中 断 服 务 程 序 ．最 终 实 现 了 对 机 械 手 的 语 音 控 制 以 及 语 音 播 报 的 功 能 。 此 外 ，系 统 还 增 设 了登 录 口令 验 证 和 错 误 识 别 吸 收 功 能 ，从 安 全 、效 率 两 个 方 面 改 进 系 统 的 性 能 实 际 应 用 测 试 表
于 Ａｒｄｕｉｎ０的 语 音 控 制 系 统 本 文 首 先 确 定 了各 硬 件 模 块 的 选 型 ．并 在 拟 定 了各 模 块 之 间 的 通 信 接 口
后 对 ＡｒｄＵｉｎｏ引 脚 资 源 进 行 整 合 、分 配 ，搭 建 了 系统 的 硬 件 平 台 。 在 软 件 设 计 部 分 ，编 写 了 监 控 程 序 、