【摘 要】伴隨著信息網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展人們迎來了信息化的時代，人們的生活更加的智能化，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了智能家居控制系統(tǒng)。本文通過對智能家居的概念解析、發(fā)展過程以及嵌入式技術(shù)概念及應(yīng)用來具體闡述嵌入式技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】智能家居；嵌入式技術(shù)；語音識別；智能化控制

一、前言

1980年在室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域人們開始提出“智能家居”的構(gòu)想[1]，該構(gòu)想提出之初只是為實現(xiàn)對住宅內(nèi)部的監(jiān)控與管理。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，這一構(gòu)想逐漸加入了網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化等內(nèi)容。這一構(gòu)想是將系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)和管理融為一體，實現(xiàn)高效、安全、便利、環(huán)保的居住條件。

二、智能家居的概念

智能家居是指將家庭中的各種智能化設(shè)備如家用電器、通訊裝置、家庭安防設(shè)備連接到家庭區(qū)域的智能化平臺上，這一連接通過家庭總線技術(shù)實現(xiàn)。通過該連接對遠(yuǎn)程監(jiān)控及管理家庭各項事務(wù)。實現(xiàn)智能家居的基礎(chǔ)是家庭網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，主要聯(lián)網(wǎng)方式為有線、無線兩種。智能家居是實現(xiàn)對家庭照明系統(tǒng)、家電控制、安防的遠(yuǎn)程控制，使家居環(huán)境在無人的條件下得到管理。

三、智能家居系統(tǒng)的工作原理

智能家居系統(tǒng)中家庭網(wǎng)絡(luò)終端是連接到PSTN上的，當(dāng)用戶通過家庭電話對家用電器進(jìn)行控制時，web服務(wù)器接收到由瀏覽器傳輸來的信號，然后管理中心的主機系統(tǒng)將信號傳輸給網(wǎng)絡(luò)終端，相關(guān)的家用電器接受來自網(wǎng)絡(luò)終端的信號完成對家用電器的遠(yuǎn)程控制。控制完成后網(wǎng)絡(luò)終端將控制后的信息傳輸?shù)焦芾碇行闹鳈C系統(tǒng)，管理中心將這一信息寫入管理數(shù)據(jù)庫，并將最終控制信息反饋到用戶系統(tǒng)，如圖1，智能家居控制系統(tǒng)工作流程圖。

四、嵌入式技術(shù)在智能家居控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）嵌入式語音識別在智能家居控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

大量詞匯連續(xù)語音識別和小詞表嵌入式語音識別是目前語音識別的兩個方向，智能家居控制系統(tǒng)中主要運用的是小詞表嵌入式語音識別[3]，主要體現(xiàn)在智能遙控、語音控制，兒童智能玩具等方面，由專門的硬件系統(tǒng)來保證小詞表嵌入式語音識別的正常運行。首先對設(shè)備進(jìn)行語言信號的輸入，然后經(jīng)過預(yù)處理及語言信息特征的提取得到一組能夠反應(yīng)該語段信息的信號模型，然后將該信號模型輸入系統(tǒng)的語言信號模型庫進(jìn)行信號匹配，最后得出此次語言信號的控制結(jié)果，將該結(jié)果作用于所控制的設(shè)備。簡單來說嵌入式語音識別的工作原理為：語言信號采集→信號預(yù)處理→信號特征提取→模式匹配→信號輸出。

1.信號預(yù)處理。語言信號具有非平穩(wěn)性，任何外界條件都會對信號產(chǎn)生干擾，比如氣流、噪音等。在信號的預(yù)處理階段要剔除這部分不在控制信號內(nèi)的干擾用因素，提取正確的控制信號。

2.信號特征提取。通過對語音聲學(xué)參數(shù)的計算，運用聲學(xué)特征計算方法得出提取的語言信號中反映控制參數(shù)的信息。線性預(yù)測系數(shù)、線性預(yù)測倒譜參數(shù)及Mel倒譜系數(shù)為常用的三種語言信息控制參數(shù)。

（二）嵌入式技術(shù)在家庭安防系統(tǒng)中的應(yīng)用

安全防護(hù)智能化及消防報警的自動化是智能家居控制系統(tǒng)中的重要組成部分[4]。當(dāng)家中出現(xiàn)破門入室、火災(zāi)等緊急情況時安全防護(hù)系統(tǒng)及消防報警系統(tǒng)能夠自動啟動，保證家庭成員的快速安全撤離。在智能化防護(hù)與消防報警系統(tǒng)中，信號感應(yīng)器位于室內(nèi)當(dāng)發(fā)生緊急情況比如火災(zāi)時，位于室內(nèi)的信號接收器接收到煙霧信號，將信號經(jīng)過處理分析后傳輸?shù)焦芾碇行模芾碇行膶⑿盘杺鬏數(shù)骄W(wǎng)絡(luò)終端，由網(wǎng)絡(luò)終端下達(dá)應(yīng)變信號即向值班室發(fā)出警報同時由安裝在室內(nèi)的消防噴頭噴水滅火。

（三）嵌入式技術(shù)在家電設(shè)備智能化中的應(yīng)用。家電設(shè)備智能化是智能家居控制系統(tǒng)得以實現(xiàn)的前提。根據(jù)用戶對于家電智能化的需求對家庭電器產(chǎn)品進(jìn)行智能化控制，比如早晨伴隨著優(yōu)美的鬧鐘鈴聲床簾緩緩拉開，使住戶在睜眼的一刻感受到清晨第一縷陽光的照射，此時早餐以悄無聲息的準(zhǔn)備，豆?jié){機正在準(zhǔn)備鮮美的豆?jié){，面包機在烤面包等等。這一切的起始信號都是鬧鐘鈴聲，將各個電器連接在一個系統(tǒng)中，當(dāng)鬧鐘鈴聲響起時，系統(tǒng)接收到這一信號，通過信號的傳輸與轉(zhuǎn)換將控制信號輸出作用于各個電器，實現(xiàn)清晨的智能化生活。

（四）嵌入式技術(shù)在家居智化管理中關(guān)于節(jié)能環(huán)保方面的應(yīng)用?，F(xiàn)在社會的發(fā)展使人們的節(jié)奏越來越快，在家中呆的時間越來越短，因此為了資源的節(jié)約對于家居智能化的控制越來越受到人們的重視，比如白天工作時間家里沒人不需要開暖氣但又怕晚回家時家里太冷，可以考慮遠(yuǎn)程控制，通過電話或電腦對家里的暖氣系統(tǒng)進(jìn)行控制，在回家前一小時將暖氣開啟，這樣及節(jié)省了資源回家是有不至于太冷。再比如累了一天回家看看電視休息一下，此時房間內(nèi)的燈光系統(tǒng)會根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)出最適合的光線強度，電視機可以自動調(diào)節(jié)出于環(huán)境相匹配的模式等。這一系列智能化的信號基礎(chǔ)都是用戶的需要與感知。

五、結(jié)束語

家是溫馨的代名詞，但現(xiàn)在人們生活壓力大、節(jié)奏快，已沒有充足的時間去營造溫馨的家庭氛圍，同時越來越多的人選擇獨居生活，老年人無人照顧等問題使家庭生活接受著改革。智能家居控制系統(tǒng)發(fā)的產(chǎn)生與發(fā)展是網(wǎng)絡(luò)社會帶給我們的福音。營造溫馨的氛圍不再需要提前回家，對老人生活不放心也可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控及其他的安全措施來保證他們的人身安全。家居智能化正在一步步走進(jìn)我們的生活，即使現(xiàn)在不是每家都能系統(tǒng)化的享受智能化，也多多少少擁有智能化的家電。

參考文獻(xiàn)：

[1]原林，于伸《嵌入式技術(shù)在智能家居控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》自動化技術(shù)與應(yīng)用 2006年第25卷第1期；

[2]李新偉《智能家居檢測與控制終端的研究與設(shè)計》山東大學(xué)碩士學(xué)位論文；

[3]劉榮輝《基于智能家居控制的嵌入式語音識別系統(tǒng)研究》廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文；

[4]楊燦《基于嵌入式技術(shù)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的研究》武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文；

作者簡介：廖健清（1992.01），男，漢族，四川綿竹市，本科，學(xué)生，計算機（嵌入式方向）。