【正文】 ，家用電器和家庭保安裝置通過家庭總線技術(shù)(HBS)連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)”。（2）家居安防系統(tǒng)：家居安防系統(tǒng)可以有效的利用技防手段來實(shí)現(xiàn)安全防范。（3）家庭自動(dòng)化系統(tǒng)：家庭自動(dòng)化的主體是家電、照明等電氣設(shè)備的控制。 智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀在我國智能家居引起越來越多的關(guān)注，隨著人民生活水平的提高，人民對(duì)于居住環(huán)境智能化、舒適程度等要求會(huì)越來越高，這給智能家居的發(fā)展提供了很大的市場空間。國內(nèi)智能化更多的注重于整個(gè)小區(qū)智能化的建設(shè)。由于可視對(duì)講的發(fā)展迅速，一些廠家的宣傳，給人造成了一種錯(cuò)誤的觀念，小區(qū)只要做了可視對(duì)講或者綜合布線就稱的上智能化小區(qū)。所以上個(gè)世紀(jì)90年代后期，一些企業(yè)開始引入國外的智能家居技術(shù)和產(chǎn)品在國內(nèi)推廣，還有一些大的集團(tuán)公司也看好該領(lǐng)域，通過各種途徑介入，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)迅速發(fā)展。由社會(huì)背景之層面來看，近年來信息化的高度發(fā)展，通信的自由化與高層次化，業(yè)務(wù)量的急速增加與人類對(duì)工作環(huán)境的安全性、舒適性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大為增加，在科學(xué)技術(shù)方面，由于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展與電子信息通信技術(shù)的成長，也促成了智能家居的誕生。國內(nèi)智能家居基本由以下幾個(gè)方向演變而來：①傳統(tǒng)的可視對(duì)講、家庭防盜產(chǎn)品生產(chǎn)廠家也有一定的電子開發(fā)、生產(chǎn)等經(jīng)驗(yàn)，在其原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上增加控制功能和其他一些功能，來實(shí)現(xiàn)家庭自動(dòng)化，這些公司有一定的工程、設(shè)計(jì)院等關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)，并利用原對(duì)講產(chǎn)品市場來推廣產(chǎn)品。 智能家居的功能及意義智能家居（Smart Home）頻繁出現(xiàn)在各大媒體上，成了人們耳熟能詳?shù)脑~匯。目前通常把智能家居被定義為利用電腦、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過家庭信息管理平臺(tái)將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合的一個(gè)系統(tǒng)。其次，它們都要通過一定的媒介平臺(tái)，構(gòu)成與外界的通訊通道，以實(shí)現(xiàn)與家庭以外的世界溝信息，滿足遠(yuǎn)程控制/監(jiān)測和交換信息的需求。 Speech SDK簡介微軟的Speech SDK是是微軟提供的軟件開發(fā)包，其中包含了語音識(shí)別和合成引擎相關(guān)組件、幫助文檔和例程，它是—個(gè)語音識(shí)別和合成的二次開發(fā)平臺(tái)。Speech SDK是基于COM的視窗操作系統(tǒng)開發(fā)工具包。 SAPI框架圖SAPI 中還包括對(duì)于低層控制和高度適應(yīng)性的直接語音管理，訓(xùn)練向?qū)?，事件，語法，編譯，資源，語音識(shí)別管理以及文本到語音管理。本系統(tǒng)會(huì)同時(shí)使用到SPEECH SDK的語音識(shí)別引擎和TTS合成引擎．因此，對(duì)這兩個(gè)引擎的相關(guān)控制命令介紹如下。(2)語音識(shí)別引擎(1spReeognizer)接口：用于創(chuàng)建語音識(shí)別引擎的實(shí)例。由于它可以與其他語音識(shí)別應(yīng)用程序共享其程序資源，所以在大多數(shù)場合中被推薦使用。一個(gè)是獨(dú)占(1nProcRecognizer)的引擎，它只能由創(chuàng)建的應(yīng)用程序使用，而共享引擎可以提供多個(gè)應(yīng)用程序使用。(4)識(shí)別結(jié)果(IspVoice)接口：用于獲取識(shí)別的結(jié)果，包括識(shí)別的文字，識(shí)別的語法規(guī)則等。它的作用如使用IspVoice：：Speak來從文本數(shù)據(jù)生成語音，從而使電腦會(huì)說話。在接口中，有許多成員函數(shù)，通過這些成員函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)音頻率、發(fā)音音量等合成屬性進(jìn)行調(diào)整。具體步驟如下：(1)首先創(chuàng)建SpVoice類的對(duì)象；(2)利用對(duì)象成員函數(shù)設(shè)置語音屬性，如果不設(shè)置，則按默認(rèn)方式處理；(3)調(diào)用對(duì)象成員函數(shù)speak函數(shù)來朗讀指定文本Speak函數(shù)需要兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)指明需要朗讀的文本。 語音識(shí)別的發(fā)展歷史及應(yīng)用領(lǐng)域 國外研究歷史及現(xiàn)狀語音識(shí)別的研究工作可以追溯到20世紀(jì)50年代ATamp。但真正取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，并將其作為一個(gè)重要的課題開展研究則是在60年代末70年代初。這一時(shí)期的語音識(shí)別主要基于模板匹配原理，研究的領(lǐng)域局限在特定人，小詞匯表的孤立詞識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了基于線性預(yù)測倒譜和DTW技術(shù)的特定人孤立詞語音識(shí)別系統(tǒng)；同時(shí)提出了矢量量化(VQ) 和隱馬爾可夫模型(HMM) 理論。因此原有的模板匹配方法已不再適用。這一時(shí)期，語音識(shí)別研究進(jìn)一步走向深入，其顯著特征是HMM模型和人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)(ANN) 在語音識(shí)別中的成功應(yīng)用。T Bell 實(shí)驗(yàn)室Rabiner 等科學(xué)家的努力，他們把原本艱澀的HMM純數(shù)學(xué)模型工程化，從而為更多研究者了解和認(rèn)識(shí)，從而使統(tǒng)計(jì)方法成為了語音識(shí)別技術(shù)的主流。在聲學(xué)模型方面，以Markov鏈為基礎(chǔ)的語音序列建模方法HMM（隱式Markov鏈）比較有效地解決了語音信號(hào)短時(shí)穩(wěn)定、長時(shí)時(shí)變的特性，并且能根據(jù)一些基本建模單元構(gòu)造成連續(xù)語音的句子模型，達(dá)到了比較高的建模精度和建模靈活性。另外，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、基于文法規(guī)則的語言處理機(jī)制等也在語音識(shí)別中得到了應(yīng)用。語音識(shí)別技術(shù)有一個(gè)很好的評(píng)估機(jī)制，那就是識(shí)別的準(zhǔn)確率，而這項(xiàng)指標(biāo)在20世紀(jì)90年代中后期實(shí)驗(yàn)室研究中得到了不斷的提高。其中IBM公司于1997 年開發(fā)出漢語ViaVoice 語音識(shí)別系統(tǒng)，次年又開發(fā)出可以識(shí)別上海話、廣東話和四川話等地方口音的語音識(shí)別系統(tǒng)ViaVoice98 。該系統(tǒng)對(duì)新聞?wù)Z音識(shí)別具有較高的精度，是目前具有代表性的漢語連續(xù)語音識(shí)別系統(tǒng)。研究水平也從實(shí)驗(yàn)室逐步走向?qū)嵱?。我國語音識(shí)別技術(shù)的研究水平已經(jīng)基本上與國外同步，在漢語語音識(shí)別技術(shù)上還有自己的特點(diǎn)與優(yōu)勢，并達(dá)到國際先進(jìn)水平。清華大學(xué)電子工程系語音技術(shù)與專用芯片設(shè)計(jì)課題組，研發(fā)的非特定人漢語數(shù)碼串連續(xù)語音識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別精度，%（不定長數(shù)字串）%（定長數(shù)字串）。%，%；并且可以識(shí)別普通話與四川話兩種語言，達(dá)到實(shí)用要求。第二章 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程分析在此設(shè)計(jì)中，主要體現(xiàn)了無線收發(fā)一體化，即無線在始終的進(jìn)行著收和發(fā)，這樣能更好的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性。這種方案的最大好處在于能夠幫助一些行動(dòng)不便的老人或者一些殘疾人，在不需要走動(dòng)的情況下了解家中安全狀態(tài)，且可通過說話來直接控制家中電器的工作。下面分別介紹各個(gè)模塊。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。X1（18），X2（19）。作為P3口的第二功能端口，（10），（11）為單片機(jī)的通信引腳，和MAX232芯片連接。另外，為了提高P0口的驅(qū)動(dòng)能力，=5V。 主控模塊晶振電路 復(fù)位電路另外，通過單片機(jī)驅(qū)動(dòng)無線模塊，無線模塊在數(shù)據(jù)傳輸過程中起到了至關(guān)重要的作用，先簡單介紹下主控單片機(jī)原理圖，如果想讓單片機(jī)正常工作，最重要的是晶振電路和復(fù)位電路了。 AT89C52主體電路12864是128*64點(diǎn)陣液晶模塊的點(diǎn)陣數(shù)簡稱，它具有屏顯成本相對(duì)較低，適用于各類儀器，小型設(shè)備的顯示領(lǐng)域。 12864液晶顯示原理圖為了測試按鍵程序，我設(shè)計(jì)了1個(gè)按鍵，已備使用。 蜂鳴器原理圖 無線通信模塊通信模塊由無線nrf905來實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中采用的無線傳輸距離由資料數(shù)據(jù)顯示為兩百米，完全能夠?qū)崿F(xiàn)在家中的信息傳遞。 電源模塊原理圖，因此又設(shè)計(jì)了一個(gè)無線供電模塊。圖 串口通信電路圖 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)所謂的模塊化設(shè)計(jì)，簡單地說就是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)具有特定功能的子系統(tǒng)，將這個(gè)子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進(jìn)行多種組合，構(gòu)成新的系統(tǒng)。（2）火焰檢測模塊火焰檢測模塊主要來探測家中是否有火災(zāi)發(fā)生，是通過檢測火焰中的紅外線來完成的。（3）通風(fēng)模塊采用溫度傳感器DS18B20測量室內(nèi)的溫度，當(dāng)測量到的室內(nèi)溫度值達(dá)到一定的上限值時(shí)，控制器向電機(jī)發(fā)出命令，使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，打開窗戶，同時(shí)打開風(fēng)扇；室內(nèi)溫度低于上限時(shí)，主控器控制風(fēng)扇關(guān)閉，電機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)室內(nèi)溫度低于設(shè)定下限值，電機(jī)反轉(zhuǎn)，窗戶關(guān)閉。（5）防盜報(bào)警模塊防盜報(bào)警模塊采用了紅外對(duì)管來實(shí)現(xiàn)，將該裝置安裝在門上，當(dāng)主人進(jìn)入時(shí)會(huì)通過無線發(fā)送解鎖指令給單片機(jī)，從而紅外對(duì)管的輸出點(diǎn)平不會(huì)發(fā)生變化，倘若不是主人進(jìn)入，則會(huì)觸發(fā)門上安裝的紅外對(duì)管傳感器，此時(shí)紅外接收管不會(huì)接收到紅外信號(hào)，從而輸出電平從低電平迅速變?yōu)楦唠娖剑?dāng)單片機(jī)檢測到電平變化時(shí)，會(huì)馬上通過無線發(fā)送至主控單片機(jī)，通過PC界面可以直觀的看到是否有人進(jìn)入。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場。勵(lì)磁繞組用絕緣銅線繞制而成，套在主磁極鐵心上。換向極的作用是改善換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花，一般裝在兩個(gè)相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成。電機(jī)定子的外殼稱為機(jī)座，有固定主磁極的作用。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿和刷桿座等組成。刷桿座裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，圓周位置可以調(diào)整，調(diào)好以后加以固定。由直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以看出，直流電動(dòng)機(jī)則是由直流電源供電，輸入的是電能，輸出的是機(jī)械能。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。此驅(qū)動(dòng)模塊不僅能夠驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，也能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，并且可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)。該電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于光耦的接入，它完全實(shí)現(xiàn)了電路前面和后面電路的隔離，使得驅(qū)動(dòng)電壓可以在5~12V隨意變化。此設(shè)計(jì)采用的是DS18B20。具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測量范圍為－55℃～＋125℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，℃，被測溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。DS18B20的管腳排列中，DQ為數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端，GND為電源地，VDD為外接供電電源輸入端。64位ROM的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。DS18B20中的溫度傳感器完成對(duì)溫度的測量，用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位。DS18B20主要特性如下：①適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電；②獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與的雙向通訊；③DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫；④DS18B20在使用中不需要任何外圍元件， 全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)；⑤溫度范圍55℃+125℃ ，在10～85℃ 時(shí)精度為177。 通風(fēng)模塊硬件電路設(shè)計(jì)通風(fēng)模塊實(shí)現(xiàn)的功能是當(dāng)室內(nèi)的溫度高于設(shè)定值時(shí)從窗戶自動(dòng)打開，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，同時(shí)打開室內(nèi)的空調(diào)或者風(fēng)扇，加快降溫速度。當(dāng)DS18B20正在執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換或從高速暫存器EPPROM傳送數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)電流可能會(huì)引起連接單總線的弱上拉電阻的不可接受的壓降，這需要更大的電流，而此時(shí)Cpp（寄生電源儲(chǔ)能電容）無法提供。在外部電源供電方式下， DS18B20工作電源由VDD引腳接人， 不存在電源電流不足的問題， 可以保證轉(zhuǎn)換精度， 同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器， 組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng)。DS18B20測量的溫度送入控制器，控制器相應(yīng)的IO口輸出高低電平，如果用單片機(jī)輸出的高低電平直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，直流電機(jī)是不轉(zhuǎn)動(dòng)的，原因是根據(jù)直流電機(jī)的工作原理，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)需要很大的電流，三極管在此起的是開關(guān)作用，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以用一個(gè)端口來控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，接線圖如右圖所示。這樣就可以控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298工作，使得L298輸入端口接收到高低不同的電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)窗戶移動(dòng)到盡頭時(shí)，接觸到窗戶框架安裝的限位開關(guān)，此時(shí)L298輸入端口因接地變?yōu)榈碗娖剑姍C(jī)停轉(zhuǎn)。 防盜報(bào)警模塊硬件設(shè)計(jì)紅外對(duì)管的結(jié)構(gòu)：直徑：3mm，波長：940nm，工作電壓：，工作電流：20mA，測量距離：20cm。紅外對(duì)管包括紅外發(fā)射及接受，當(dāng)紅外接收管接收到紅外信號(hào)時(shí)，引腳電平將會(huì)發(fā)生變化，通過檢測輸出端電平的變化，從而得知是否有人強(qiáng)行進(jìn)入。 紅外發(fā)射電路圖（2）紅外接收電路紅外接收電路在靈敏度上來說應(yīng)該做到反應(yīng)迅速，這樣在設(shè)計(jì)該電路的時(shí)候要特別注意在有紅外信號(hào)接收時(shí)紅外輸出端的電平變化。在該電路上加了個(gè)電容，主要作用有在沒有紅外接收的時(shí)候，起到了穩(wěn)定電壓的作用，當(dāng)有紅外信號(hào)接收的時(shí)候，電容正負(fù)極相接，電容迅速放點(diǎn)，使得輸出端從高電平迅速變?yōu)榈碗娖健?紅外接收電路圖 無線通信模塊電路設(shè)計(jì)nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的單片射頻收發(fā)器，～，32引腳QFN封裝(55mm)，工作于433/868/915MHz三個(gè)ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻道，頻道之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間小于650us。此外，其功耗非常低，以10dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11mA，內(nèi)建空閑模式與關(guān)機(jī)模式，易于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。 nRF905片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率放大器等模塊，曼徹斯特編碼/解碼由片內(nèi)硬件完成，無需用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，因此使用非常方便。 nRF905有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。nRF905的工作模式由TRX_CE、數(shù)據(jù)速率由微控制器配置的SPI接口決定，數(shù)據(jù)在微控制器中低速處理，但在nRF905中高速發(fā)送，因此中間有很長時(shí)間的空閑，這很有利于節(jié)能。在ShockBurstTM接收模式下，當(dāng)一個(gè)包含正確地址和數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包被接收到后，地址匹配(AM)和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好(DR)兩引腳通知微控制器。由以上分析可知，nRF905的ShockBurstTM收發(fā)模式有利于節(jié)約存儲(chǔ)器和微控制器資源，同時(shí)也減小了編寫程序的時(shí)間。 無線通信模塊電