基于智能語音識(shí)別控制技術(shù)的垃圾分類系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

廣東東軟學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要隨著中國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，中國(guó)環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，生活垃圾隨著人口的增長(zhǎng)越發(fā)增加。如今人們對(duì)生活環(huán)境逐漸重視起來，國(guó)家也開始深度倡導(dǎo)垃圾分類，進(jìn)行垃圾的回收利用，但由于群眾對(duì)于垃圾分類的認(rèn)識(shí)度普遍不高，難以實(shí)現(xiàn)大范圍垃圾分類規(guī)范化的目標(biāo)；本設(shè)計(jì)主要分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件部分將用到STM32F103微處理器模塊、LD3320語音識(shí)別模塊、JQ8900語音輸出模塊、舵機(jī)。主要是采用語音識(shí)別技術(shù)，通過對(duì)聲音信號(hào)的處理，控制垃圾桶的運(yùn)作。用戶說出垃圾名稱，LD3320中根據(jù)語音的信息進(jìn)行預(yù)加重、加窗分幀、端點(diǎn)檢測(cè)的方法來處理語音信號(hào)，再進(jìn)行語音轉(zhuǎn)文本和比對(duì)關(guān)鍵詞的操作進(jìn)行識(shí)別用戶所提供的垃圾名稱屬于哪一類垃圾。軟件部分主要是控制對(duì)垃圾桶開關(guān)的驅(qū)動(dòng)、語音的匹配處理、音頻的交互式輸出，由此完成人機(jī)交互式的智能語音垃圾桶的語音控制功能，呼叫可應(yīng)答。此次設(shè)計(jì)可以廣泛運(yùn)用于大城市的家庭當(dāng)中，能有效緩解大城市中垃圾分類處理能力和人們垃圾分類知識(shí)不相匹配的矛盾，日常家庭使用十分便利，還可以有垃圾分類的教育學(xué)習(xí)效果。這對(duì)提升國(guó)民垃圾常識(shí)有極大的幫助，更能為國(guó)家文明衛(wèi)生城市的建設(shè)出一份力，同時(shí)在市場(chǎng)上有較好的前景。關(guān)鍵詞：LD3320模塊STM32F103垃圾分類AbstractWiththecontinuousdevelopmentofChinesesociety,theproblemofenvironmentalpollutioninChinaisbecomingmoreandmoreserious.Nowadays,peoplepaymoreandmoreattentiontothelivingenvironment,andthecountryhasstartedtoadvocategarbageclassificationandrecycling.However,becausethegeneralpublichasalowawarenessofgarbageclassification,itisdifficulttoachievethegoalofstandardizinglarge-scalegarbageclassification.Designedforhardwareandsoftware.ThehardwarepartwilluseSTM32F103microprocessormodule,LD3320speechrecognitionmodule,JQ8900speechoutputmodule,andsteeringgear.ItmainlyUSESspeechrecognitiontechnologytocontroltheoperationofgarbagecansbyprocessingsoundsignals.Theuserspeaksthenameofthejunk.IntheLD3320,pre-emphasis,windowing,andendpointdetectionareusedtoprocessthevoicesignalbasedontheinformationofthevoice.Thentheoperationofvoice-to-textandkeywordcomparisonisusedtoidentifythejunknameprovidedbytheuser.Whatkindofgarbageitbelongsto.Thesoftwarepartmainlycontrolsthedrivingofthetrashcanswitch,voicematchingprocessing,andinteractiveaudiooutput,therebycompletingthevoicecontrolfunctionoftheintelligentvoicetrashcanwithhuman-computerinteraction,andthecallcanbeanswered.Thedesigncanbewidelyappliedtofamiliesinbigcitiesandeffectivelyalleviatethecontradictionbetweenthegarbageclassificationanddisposalabilityofresidentsinbigcitiesandtheirgarbageclassificationknowledge.Thedailyhouseholduseisveryconvenient,anditcanalsohavetheeffectofeducationandlearningofgarbageclassification.Itisofgreathelptoraisetheawarenessofnationalwasteandbuildacivilizedandhealthycity,withagoodmarketprospectKeywords:LD3320moduleSTM32F103garbageclassification;目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章緒論 緒論課題研究背景及意義中國(guó)的發(fā)展如覺醒的雄獅，越發(fā)迅速，而產(chǎn)生的垃圾越發(fā)增多，同時(shí)大量垃圾所產(chǎn)生的污染問題和處理難題也隨之而來。不一樣的垃圾只有采用不一樣的方法處理，才能最大化地?zé)o污染處理垃圾。如果可以得當(dāng)?shù)靥幚砩顝U物，就可以增加土地利用率。一些塑料類制品在土地中難以被分解，這就會(huì)土壤收到污染。對(duì)垃圾有效分類處理之后，這些污染問題就可以極大程度地得到解決。對(duì)于垃圾的處理方式，我們過國(guó)家大多是使用土壤掩埋的方式，這樣就使得土地被占用。并且會(huì)吸引蟲害，污染空氣。如果想要對(duì)這些垃圾進(jìn)行更加充分合理地處理，就需要用到垃圾分類，這可以使土壤得到解放，提高土地利用率。有些生活上被遺棄的物品例如廢紙、塑料瓶、廢舊金屬等，都可以變廢為寶，再生再利用。伴隨著國(guó)民生活水平的提高，豐富的日產(chǎn)生活也伴隨這更高的垃圾廢物產(chǎn)出。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，2019年上海平均每人每天生產(chǎn)1.05公斤的垃圾。面對(duì)日益增加的垃圾生產(chǎn)速度，需要對(duì)這龐大的垃圾進(jìn)行處理，而垃圾的處理，正確且環(huán)保的最佳方式是根據(jù)垃圾種類的不同，使用垃圾分類的方法進(jìn)行回收，后期再針對(duì)不同的垃圾進(jìn)行不同的方式處理，如垃圾再生法、垃圾堆肥法、垃圾生物降解法，這樣才能更好地保護(hù)土地不被污染和促進(jìn)資源的再生使用。但是垃圾處理的難度不在于技術(shù)上的缺失，而是在于人們普遍缺乏垃圾分類的意識(shí)和知識(shí)。為了進(jìn)一步響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，需要極大程度上地提高人們對(duì)于垃圾分類方面的知識(shí)。對(duì)于垃圾分類來說，家庭應(yīng)該是垃圾分類的第一大的接觸群體，如果家庭中的垃圾可以分類打包，再扔進(jìn)小區(qū)或垃圾站中，將可以極大程度得增加垃圾分類處理的處理效率。對(duì)此，人們需要一個(gè)時(shí)刻幫助他們?cè)趤G垃圾時(shí)對(duì)垃圾進(jìn)行分類的智能產(chǎn)品。針對(duì)這一現(xiàn)象，本文提出了一個(gè)人性化、智能化的設(shè)計(jì)——智能語音控制垃圾分類垃圾桶。語音控制技術(shù)當(dāng)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是語音的識(shí)別，需要較為快速精準(zhǔn)地從當(dāng)前使用環(huán)節(jié)中識(shí)別出使用者所提供的的語音資料進(jìn)行分析處理，再做出應(yīng)答。近年來，語音控制技術(shù)在產(chǎn)品和生活中的應(yīng)用越來越成熟，但是還是有很多尚未解決的問題，比如中長(zhǎng)距離識(shí)別問題、識(shí)別效率問題、抗干擾問題等等。在今天看來，語音識(shí)別技術(shù)再當(dāng)今社會(huì)中，有著重要的研究發(fā)展地位，其技術(shù)之下的產(chǎn)品也有著較高的實(shí)用價(jià)值。圖1-1城市垃圾產(chǎn)量排行及處理方式國(guó)內(nèi)外語音識(shí)別技術(shù)研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外語音識(shí)別技術(shù)研究現(xiàn)狀對(duì)于語音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展來說，國(guó)外在較早期的時(shí)候，就有人對(duì)語音識(shí)別技術(shù)做出了研究。20世紀(jì)60年代中期，出現(xiàn)了一批專門研究語音識(shí)別技術(shù)的科學(xué)家，并且他們發(fā)現(xiàn)了很多有關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理的有關(guān)處理方法，比如快速傅立葉變換（FFT）、時(shí)頻分析、數(shù)字模擬濾波器等，這對(duì)后續(xù)的語音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)有力的技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代以后，線性預(yù)測(cè)技術(shù)（LPC）的概念逐漸提出。這項(xiàng)對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理有著重要的作用，成為當(dāng)時(shí)研究人員處理信號(hào)特征信息時(shí)的重要方法，且衍射到了其他更多的技術(shù)領(lǐng)域。在20世紀(jì)的末期，有一種新的技術(shù)開始被使用，就是矢量量化（VQ），其慢慢地被人們應(yīng)用于語音信號(hào)處理當(dāng)中。此項(xiàng)技術(shù)主要是基于聚類分析的新型高效數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。與此同時(shí)，科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)用于描述語音信號(hào)的技術(shù)模型——隱馬爾代夫模型。這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)不僅是的后期語音信號(hào)處理技術(shù)的更迅速地發(fā)展起來，更時(shí)慢慢成為了絕大部分的研究基石。再到后來，越來越多的公司加入到語言識(shí)別技術(shù)的研究當(dāng)中來，并研究出了部分實(shí)用性較高的產(chǎn)品。在語音識(shí)別產(chǎn)品中要求其需要有較高的準(zhǔn)確度，后來慢慢將準(zhǔn)確率作為識(shí)別技術(shù)中重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一，同時(shí)這一標(biāo)準(zhǔn)也在后來的探索實(shí)踐中慢慢地更新升級(jí)。。1.2.2國(guó)內(nèi)語音識(shí)別技術(shù)研究現(xiàn)狀早在二十世紀(jì)中期，我國(guó)就開始了對(duì)于語言識(shí)別技術(shù)的研究，并且完成了的從研究室到生產(chǎn)應(yīng)用整個(gè)過程。之后，國(guó)家為了鼓勵(lì)此技術(shù)的發(fā)展研究，專門設(shè)立了兩年滾動(dòng)一次的語言識(shí)別技術(shù)研究項(xiàng)目。迄今為止，中國(guó)和其他國(guó)家對(duì)于語音識(shí)別技術(shù)的掌握已經(jīng)沒有太大的差距。對(duì)于我國(guó)來說，中國(guó)話的語音識(shí)別技術(shù)非常具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和水平，而且在各國(guó)的相同技術(shù)中也屬于高科技含量的技術(shù)。我國(guó)在許多高等院校都有設(shè)立科研單位去深入開發(fā)語言識(shí)別技術(shù)，其中多所院校的成果得到了國(guó)家的肯定，且被列入了國(guó)家級(jí)的重點(diǎn)項(xiàng)目。在眾多的語言識(shí)別技術(shù)研究所當(dāng)中，清華大學(xué)的一個(gè)小組獲得了較大的突破，其研發(fā)的一項(xiàng)語言識(shí)別產(chǎn)品有著非常之高的準(zhǔn)確度，對(duì)于各種數(shù)字串的識(shí)別都有著高達(dá)百分之九十五的準(zhǔn)確率，在世界各國(guó)所研究的語言識(shí)別產(chǎn)品中，這已經(jīng)成為最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)之一。一直到了2002年，中科院方面協(xié)同其附屬公司在語言識(shí)別產(chǎn)品方面的研發(fā)初見完工，且發(fā)布了一款名叫PattasrD產(chǎn)品，它可以在多種平臺(tái)和應(yīng)用中使用。這款產(chǎn)品的發(fā)布，結(jié)束了1998年以來中國(guó)語音識(shí)別產(chǎn)品被外國(guó)公司壟斷的困境。1.3選題背景和研究?jī)?nèi)容自我國(guó)研究和開發(fā)語音識(shí)別技術(shù)以來，這項(xiàng)現(xiàn)在也已經(jīng)成為較為成熟的領(lǐng)域，隨著社會(huì)的發(fā)展，語音識(shí)別技術(shù)下開發(fā)的產(chǎn)品也漸漸走進(jìn)了社會(huì)生活當(dāng)中。交互式的語音交流對(duì)服務(wù)類的智能產(chǎn)品來說是較為必要的。而對(duì)于語音的運(yùn)用中，卻極少有專門用來解決垃圾分類處理的產(chǎn)品，此次研究的內(nèi)容和選題正是根據(jù)當(dāng)今中國(guó)所存在的問題和發(fā)布的政策的基礎(chǔ)上，對(duì)語音識(shí)別技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用。此次研究主要針對(duì)單片機(jī)的操作和語音識(shí)別技術(shù)的整個(gè)工作流程進(jìn)行探討，利用軟件和硬件相搭配的方式操作整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，以提高交互性和實(shí)用性，達(dá)到較高的實(shí)用水平。1.4論文主要工作和結(jié)構(gòu)安排本文主要圍繞搭建的垃圾分類系統(tǒng)，探討和研究語音識(shí)別的主要處理過程，總的流程圖如下所示，文章主要分為6個(gè)章節(jié)第一章：主要為緒論部分，主題內(nèi)容為講述了本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要技術(shù)的語音識(shí)別技術(shù)的研究過程，以及世界當(dāng)中對(duì)音樂識(shí)別技術(shù)的發(fā)現(xiàn)與研究，同時(shí)闡述了本次論文編寫工作的工作安排等。第二章：從整體的角度上面較為詳細(xì)地闡述了語音識(shí)別技術(shù)的主要部分。還講述了語音信號(hào)的特征值提取以及識(shí)別模型，最后實(shí)現(xiàn)信息匹配。為后續(xù)硬件和軟件設(shè)計(jì)部分打下基礎(chǔ)。第三章：主要為系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的內(nèi)容，主要包括框圖的設(shè)計(jì)和各個(gè)模塊的選擇以及介紹。圍繞著LD3320、STM32F103、JQ8900來講述整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。第四章：主要為系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，分為STM32的響應(yīng)執(zhí)行、LD3320的識(shí)別交互、JQ8900的語音輸出部分，講述整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部程序具體實(shí)現(xiàn)過程。第五章：為系統(tǒng)測(cè)試環(huán)節(jié)。測(cè)試本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)識(shí)別率以及是否有異常反應(yīng)的問題，得出較為準(zhǔn)確的結(jié)論來總結(jié)此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否可靠。第六章：再次討論此次論文撰寫和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體情況以及不足之處，根據(jù)情況提出進(jìn)一步的改進(jìn)意見，希望未來能在此研究上有所完善。

語音識(shí)別技術(shù)2.1語音識(shí)別技術(shù)概述對(duì)于日常生活來說，語言是人與人之間的一種重要的溝通方式，在人與機(jī)器之中如果想要通過語言交流，那么就要用到語音識(shí)別技術(shù)。此技術(shù)是以交流用語為研究和處理的對(duì)象，通過對(duì)語音信號(hào)多重處理，轉(zhuǎn)化為機(jī)器用語，再做出對(duì)應(yīng)的相應(yīng)，以達(dá)到讓機(jī)器人“聽人話”的目的。語音識(shí)別技術(shù)可以讓人擺脫鍵盤和操作裝置的束縛，使用更加自然的、人性化的溝通語言進(jìn)行輸入操作。在這樣的優(yōu)勢(shì)之下，語言控制技術(shù)也逐漸變成了信息技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)如今語音識(shí)別技術(shù)的系統(tǒng)分類大致可以分為如下幾類。按語音提供者與系統(tǒng)的關(guān)系上看：?jiǎn)误w特定語音識(shí)別系統(tǒng)。即僅考慮專門用戶提供的語音進(jìn)行識(shí)別。非單體特定語音識(shí)別系統(tǒng)。即語音提供者可以是任意用戶。多人語音識(shí)別系統(tǒng)。即可以識(shí)別多人同時(shí)提供的語音信息。按語音提供者的說話方式考慮：孤立詞語音識(shí)別系統(tǒng)。即每個(gè)詞語的識(shí)別需要孤立輸出，輸入時(shí)每個(gè)詞需有所停頓。連續(xù)詞語語音識(shí)別系統(tǒng)。即在詞語發(fā)音清晰的情況下可以較為連貫地輸入。通用語音識(shí)別系統(tǒng)。即可以識(shí)別更加自然的用戶語言數(shù)據(jù)，可以不被方言、連音所干擾而使識(shí)別率下降。從系統(tǒng)識(shí)別的單詞量上看：小型詞匯量語音識(shí)別系統(tǒng)。可識(shí)別的詞語數(shù)大概在數(shù)十個(gè)至數(shù)百個(gè)之間。中型詞匯量語音識(shí)別系統(tǒng)?？勺R(shí)別的詞語數(shù)大概在數(shù)百個(gè)至數(shù)千個(gè)之間。大型詞匯量語音識(shí)別系統(tǒng)。可識(shí)別的詞語數(shù)大概在數(shù)萬個(gè)以上，此系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算機(jī)的配置和運(yùn)算能力有較高的要求。語音識(shí)別的分類也會(huì)隨著時(shí)代的進(jìn)步不斷更新和增加。本次的設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要為非個(gè)人特定的、連續(xù)詞語的、中型詞匯量的語音識(shí)別系統(tǒng)。系統(tǒng)總體性能較為接近實(shí)用型。2.2語音信號(hào)的預(yù)處理對(duì)于語音識(shí)別技術(shù)最開始的部分，需要接受雜質(zhì)較多的原始語音流進(jìn)行最初的處理操作，而預(yù)處理的目的就是減少語音信號(hào)中其他干擾語音流，如：噪音干擾和呼吸所產(chǎn)生的氣流聲等對(duì)信號(hào)整體質(zhì)量的影響。其中包括信號(hào)的預(yù)加重、加窗分幀和端點(diǎn)檢測(cè)等過程。2.2.1語音信號(hào)的預(yù)加重在一般自然情況下，對(duì)于語音流來說，信號(hào)的能量在高頻的地方較為不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生信號(hào)衰弱的情況，而低頻的部分是處在比較平穩(wěn)的狀態(tài)。而此項(xiàng)操作主要就是為了增強(qiáng)語音流信號(hào)當(dāng)中高頻的頻段，讓整體的信號(hào)可以更加趨于穩(wěn)定，進(jìn)而可以減少噪聲影響，提高識(shí)別的信噪比。預(yù)處理可以使得有用的高頻段的頻譜質(zhì)量得到提升，彌補(bǔ)因信號(hào)發(fā)出后一段時(shí)間內(nèi)隨時(shí)的頻譜信號(hào)，以便后續(xù)進(jìn)行頻譜分析和相關(guān)特征參數(shù)提取時(shí)的準(zhǔn)確度。以數(shù)字濾波器為例，對(duì)語言信號(hào)進(jìn)行預(yù)加重處理。則R（n）經(jīng)過濾波器后的信號(hào)與S(n)預(yù)加重前語音信號(hào)的關(guān)系式（2-1）為：R(n)=S(n)-0.9375×S(n-1)（2-1）2.2.2語音信號(hào)加窗分幀一般條件下，時(shí)間也會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生一定的影響，但在正常情況中，語音信號(hào)在10ms到30ms時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)是相對(duì)穩(wěn)定的。而分幀處理則是根據(jù)語音信號(hào)具有這樣的特性，我們將語音信號(hào)分成一段段來分析，這樣可以得到更加穩(wěn)定的語言信號(hào)。一般來說，加窗函數(shù)是可以用來處理幀內(nèi)語音信號(hào)。具體操作是將語音信號(hào)與加窗函數(shù)進(jìn)行相乘，形成加窗語音信號(hào)。窗函數(shù)可以有多種選擇，比如三角窗、漢明窗、矩形窗等。對(duì)于常用的處理方法，我們一般來說會(huì)采用漢明窗與矩形窗的形式，其所需的表達(dá)式為：漢明窗表達(dá)式（2-2）：（2-2）矩形窗表達(dá)式（2-3）：（2-3）2.2.3語音信號(hào)端點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)在獲取語音信號(hào)的時(shí)通常會(huì)夾雜著一些不需要的信號(hào)，此項(xiàng)檢測(cè)過程主要就是針對(duì)這種現(xiàn)象，通過找到語音信號(hào)中開始和結(jié)束的兩個(gè)端點(diǎn)。然后根據(jù)這兩個(gè)端點(diǎn)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶崛》蛛x操作，得出我們真正需要的語音信號(hào)。這個(gè)操作可以為后續(xù)的識(shí)別做基礎(chǔ)，有效地提高了識(shí)別時(shí)的準(zhǔn)確度。這里可以用語音信號(hào)的短時(shí)能量和過零率來進(jìn)行判斷。語音信號(hào)的短時(shí)能量定義式（2-4）為：（2-4）其中N代表窗長(zhǎng)，ω(n-m)為窗函數(shù)，則語音信號(hào)的短時(shí)過零率定義式（2-5）為：（2-5）其中，關(guān)于漢明窗函數(shù)ω(n)和符號(hào)函數(shù)sgn[]的相關(guān)定義式（2-6）為：（2-6）2.3語音信號(hào)的特征值提取對(duì)于進(jìn)行預(yù)處理完成后的信號(hào)，還需要對(duì)其進(jìn)行特征值的提取，在提取時(shí)需要滿足以下條件：需要可以明確表現(xiàn)出語音信號(hào)的特性。需要盡量包含較少的特征量。提取方法盡可能簡(jiǎn)便，減少提取的復(fù)雜度和時(shí)間。我們常用的提取特征值的方法中，一般為線性預(yù)測(cè)倒譜系數(shù)（LPCC），線性預(yù)測(cè)系數(shù)（LPC）、梅爾頻率倒譜系數(shù)（MFCC）。在此就以梅爾頻率倒譜系數(shù)方法為基礎(chǔ)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行特征值提前操作。MFCC提取特征值的基本原理是利用人耳的聽覺感知和倒譜的解的相關(guān)性，這樣做可以有較為良好的抗噪和識(shí)別能力。他的?的轉(zhuǎn)換如下（2-7）所示：（2-7）MFCC的提取過程如下圖2-1所示：圖2-1MFCC的提取過程具體過程如下：信號(hào)在預(yù)處理完成之后，將信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換（FFT），公式（2-8）如下：（2-8）求頻線能量，公式（2-9）如下：（2-9）計(jì)算出每幀譜線能量經(jīng)過M個(gè)梅爾濾波器后的能量值，公式（2-10）如下：（2-10）其中，關(guān)于梅爾濾波器頻率響應(yīng)Hm（k）的相關(guān)表達(dá)式（2-11）如下所示：（2-11）其中，?(m)為中心頻率，m=0,1,2,L,M-1。信號(hào)在通過了梅爾濾波器之后再進(jìn)行離散余弦變換（DCT），就可以求得MFCC的相關(guān)參數(shù)，計(jì)算公式（2-12）如下所示（2-12）其中，l為第l階段參數(shù)。在一般情況下，他的階數(shù)越高，所得到的性能就越高，但是計(jì)算量隨之逐漸增加。2.4語音識(shí)別模型語音識(shí)別模型的發(fā)展至今為止以及多種多樣，其在語音識(shí)別的應(yīng)用上，大多數(shù)都是基于特定識(shí)別模型的。我們現(xiàn)如今常用的識(shí)別模型主要有：隱馬爾科夫模型（HMM）、矢量量化方法（VQ）、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)程模型（DTW）、支持向量機(jī)分類模型（SVM）、ANN模型等。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖對(duì)于系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)而言，需要考慮系統(tǒng)如何對(duì)人聲進(jìn)行識(shí)別，對(duì)此，本次設(shè)計(jì)通過語音識(shí)別技術(shù)，對(duì)人產(chǎn)生的語音流進(jìn)行識(shí)別，從而發(fā)出對(duì)應(yīng)指令控制想用的舵機(jī)開合垃圾桶。其中主要的硬件設(shè)備有STM32F103C8T6核心板、LD3320語音識(shí)別模塊、JQ8900語音播報(bào)模塊、SG90舵機(jī)、揚(yáng)聲器。主要工作流程為用戶提供關(guān)鍵詞喚醒系統(tǒng)后，系統(tǒng)做出啟動(dòng)應(yīng)答，即可輸入所需丟棄的垃圾名稱。系統(tǒng)將接收到的語音收入LD3320模塊，經(jīng)過一系列的處理過后發(fā)送信息給STM32F103C8T6核心板單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)LD3320提供的關(guān)鍵詞信息控制1~4號(hào)舵機(jī)運(yùn)作，從而完成開合垃圾桶操作。與此同時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)JQ8900語音播報(bào)模塊合成輸出的語音信息到揚(yáng)聲器，做出反饋播報(bào)，表示一次正常操作的結(jié)束。具體流程見結(jié)構(gòu)圖3-1。圖3-1系統(tǒng)操作流程3.2微處理器模塊在微處理器的選擇上面，為了流暢且有效率地完成整個(gè)系統(tǒng)的所有操作，此次設(shè)計(jì)采用的是STM32F103C8T6核心板。這一世款STM公司生產(chǎn)新一代的低功耗、高效率的單片機(jī)，下面將會(huì)圍繞這個(gè)芯片做詳細(xì)的介紹。本單片機(jī)采用的是知名的ARM內(nèi)核，這就使得其MCU可以同時(shí)兼容ARM工具和軟件。除此之外他還有一個(gè)功耗和成本都相對(duì)較低平臺(tái)，這不僅僅使其了優(yōu)秀的中斷響應(yīng)，還未其帶來了更高的計(jì)算效率。其內(nèi)核使用的是32位的處理器，可以高效的識(shí)別處理代碼，增加了運(yùn)行效率。其內(nèi)置的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器可以使得CPU幾乎可以以極快的速度進(jìn)行讀取操作，非常便利。本單片機(jī)中有著四十余個(gè)中斷通道和十多個(gè)高優(yōu)先級(jí)的中斷控制器，這就可以使得其的中斷處理非常迅速。同時(shí)在外部設(shè)置的近二十個(gè)邊緣檢測(cè)器，可以處理各種收到的中斷請(qǐng)求。其出觸發(fā)條件多種多樣，可以自由設(shè)置由上升、下降、雙邊沿觸發(fā)，可以獨(dú)立觸發(fā)也可以屏蔽，非常靈活可變通。對(duì)于過多的中斷同時(shí)請(qǐng)求的情況，可以被一個(gè)單獨(dú)的寄存器掛起，根據(jù)優(yōu)先程度排序處理?？撮T狗是可以進(jìn)行獨(dú)立設(shè)置，內(nèi)部設(shè)置了時(shí)鐘振蕩器，由主時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)運(yùn)作，可獨(dú)立工作，所以即使在關(guān)機(jī)的情況下也能保持正常工作。如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)某些故障，看門狗可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重啟，具有監(jiān)控報(bào)警的作用。可控制的I2C總線有兩條，支持雙向?qū)ぶ?，這樣可以搞笑運(yùn)行代碼。也可以切換模式，一般來說是標(biāo)準(zhǔn)模式，在需要更快地運(yùn)行時(shí)也可以設(shè)置成快速模式。該處理器上安裝了兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，一般來說可以使用十六個(gè)通道進(jìn)行工作。在運(yùn)行，其可以機(jī)器精準(zhǔn)地觀察者通道內(nèi)的情況，自動(dòng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如果發(fā)生超出設(shè)定上限的情況時(shí)，也會(huì)進(jìn)行沖斷請(qǐng)求來終止錯(cuò)誤運(yùn)行?？偟膩碚f，本單片機(jī)非常適合本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，無論是從性能還是從開發(fā)效率以及先進(jìn)程度來說，都是非常優(yōu)秀的一款單片機(jī)。使用這款單片機(jī)，可以非常順暢地完成庚哥系統(tǒng)的運(yùn)行。STM32F103C8T6的主要原理圖如下圖3-2所示：圖3-2STM32F103C8T6主要原理圖3.3LD3320型號(hào)語音識(shí)別模塊設(shè)計(jì)3.1.1LD3320語音識(shí)別芯片簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要用到語音識(shí)別技術(shù)，而在整體系統(tǒng)中，選擇了LD3320語音識(shí)別模塊，由此模塊對(duì)人聲進(jìn)行識(shí)別操作。這是一款低功耗和高效能的芯片，同時(shí)具有出色識(shí)別效率和準(zhǔn)確性的芯片。在使用上，他完全可以單獨(dú)使用完成程序的執(zhí)行，也可以鏈接其他的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通訊運(yùn)行和其他的控制功能。識(shí)別流程圖如下圖3-3所示：圖3-3LD3320語音識(shí)別主要流程圖語言識(shí)別芯片簡(jiǎn)單邏輯電路圖如下圖3-4所示：圖3-4LD3320簡(jiǎn)單邏輯電路圖3.3.2LD3320語音識(shí)別芯片運(yùn)行過程由于LD3320芯片有可離線操作的特性，其可以識(shí)別的指令會(huì)收到內(nèi)存的影響而變得有所限制。但是對(duì)于本次系統(tǒng)來說，用戶想要實(shí)現(xiàn)迅速、流暢、較全面得交互式體驗(yàn)式完全最夠的。在芯片內(nèi)部，需要先設(shè)置好與所需識(shí)別的語音關(guān)鍵詞相應(yīng)的拼音排列。在用戶發(fā)出提前設(shè)置好的喚醒信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)被喚醒，芯片會(huì)根據(jù)用戶輸入的語音信號(hào)，對(duì)收集到的語音信息進(jìn)行一系列的語音分析操作，最終得出的識(shí)別結(jié)果會(huì)根據(jù)此前輸入拼音字符串進(jìn)行逐一比對(duì)，最后得出匹配度最高的關(guān)鍵詞，再將信息轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的識(shí)別碼反饋給單片機(jī)，由單片機(jī)做出后續(xù)操作。同時(shí)LD3320會(huì)繼續(xù)回到起始狀態(tài)，繼續(xù)準(zhǔn)備接收下一條語音指令信號(hào)。具體流程圖如下圖3-5所示：圖3-5LD3320運(yùn)行過程圖3.3.4關(guān)于提高識(shí)別準(zhǔn)確度的方法使用二級(jí)或多級(jí)口令。使用多級(jí)口令可以在平時(shí)環(huán)境下減少誤觸發(fā)的可能，同時(shí)在一級(jí)口令被識(shí)別之后，系統(tǒng)會(huì)有更好的準(zhǔn)備識(shí)別所需語音信息。在噪聲相對(duì)較低的地方運(yùn)行。周圍的噪聲干擾對(duì)系統(tǒng)識(shí)別語音信息有著非常大的影響。這會(huì)直接影響到最終識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以在安靜環(huán)境下更有利于系統(tǒng)的運(yùn)行。增加意思相近的關(guān)鍵字。對(duì)于本次同來說，識(shí)別的語音信息較為固定。為了提高系統(tǒng)的實(shí)用性，可以增加更多的詞來表示同一種物品，這樣可以使系統(tǒng)的識(shí)別更加全面和準(zhǔn)確。保證系統(tǒng)有充足的工作電源。電源對(duì)于整個(gè)語音識(shí)別系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的一個(gè)部分，沒有正常的電源提供則無法啟動(dòng)相應(yīng)的功能模塊正常工作。3.4JQ8900語音芯片模塊3.4.1JQ8900語音芯片模塊介紹這是一款非常優(yōu)秀的處理模塊，自身安裝了優(yōu)質(zhì)的內(nèi)核，可以非常穩(wěn)定、高效、低功耗地實(shí)現(xiàn)各種功能。其可以有多種控制方式，比如開關(guān)、播放器、單片機(jī)等。在一定情況下可以智能生成控制命令，不需要太多的精力去調(diào)整測(cè)試，對(duì)于新手可以非?？焖俚貙W(xué)習(xí)、掌握和使用。他的使用范圍也是非常廣泛，幾乎可以適用于各種條件不是非常惡劣的場(chǎng)所，對(duì)于一般的系統(tǒng)設(shè)計(jì)都可以應(yīng)用。對(duì)于語言識(shí)別來說，聲音的播放質(zhì)量也是至關(guān)重要的一項(xiàng)指標(biāo)。JQ8900對(duì)于語言質(zhì)量的要求較為嚴(yán)格，可以支持6000HZ以上22000HZ以下的聲音文件的播放，播放效果與源文件幾乎沒有差別。對(duì)于JQ8900的使用，可以將其當(dāng)作U盤操作，不需要其他的操作去執(zhí)行內(nèi)容的變更。JQ8900主要原理圖如圖3-6所示：圖3-6JQ8900主要原理圖

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)思路對(duì)于此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，需要用到部分軟件編程設(shè)計(jì)，主要是運(yùn)用C語言控制單片機(jī)，這也是最為常見的一種變成語言，它的好處是在于現(xiàn)如今C語言的應(yīng)用較為廣泛，目前的開發(fā)程度也較高，可以有更多的參考資料可供開發(fā)者使用，而且其自身對(duì)于單片機(jī)的要求并不高。所以本詞系統(tǒng)的軟件部分主要使C語言編程。本次系統(tǒng)中需要運(yùn)用到軟件編程驅(qū)動(dòng)的模塊主要有STM32F103C8T6單片機(jī)、LD3320語言識(shí)別模塊、JQ8900語音播報(bào)模塊、SG90舵機(jī)。按照模塊化簡(jiǎn)單分類，主要程序、語音識(shí)別程序、語音播放程序、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)程序。4.2語音識(shí)別程序設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中，語言識(shí)別部分是最為主要的部分之一，其程序編程也是最為主要的一環(huán)。它直接控制的是LD3320語音識(shí)別芯片，同時(shí)也有部分與單片機(jī)的數(shù)據(jù)交互。首先，需將系統(tǒng)進(jìn)行初始化，對(duì)于一些寄存器和變量需要賦予無關(guān)后續(xù)判斷的初值，保證程序無干擾運(yùn)行。寄存器設(shè)置如下圖4-1所示：圖4-1寄存器設(shè)置在完成了初始化寄存器后，在進(jìn)行串口和中斷方面的相關(guān)設(shè)定。隨后就是ASR識(shí)別部分程序。首先需要啟動(dòng)ASR識(shí)別程序，對(duì)ASR進(jìn)行初始化，然后把一些垃圾類型寫入到LD3320芯片內(nèi)，完成之后開啟ASR識(shí)別功能。在這當(dāng)中每次進(jìn)行一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)設(shè)定一個(gè)函數(shù)LD_Reset()去檢測(cè)芯片內(nèi)部是否出現(xiàn)異常，如果出現(xiàn)異常，則會(huì)重新啟動(dòng)LD3320芯片，在系統(tǒng)重啟五次之后則會(huì)反饋0說明啟動(dòng)是吧，出現(xiàn)內(nèi)部故障無法啟動(dòng)。這樣可以保證芯片的芯片如果出現(xiàn)問題可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)改正。相關(guān)開啟程序與流程圖如下圖4-2、圖4-3所示：圖4-2ASR啟動(dòng)程序圖4-3啟動(dòng)程序流程圖如果LD3320模塊感應(yīng)到語音流信息時(shí)，則其將發(fā)送中斷到相關(guān)函數(shù)中，功能是再次驗(yàn)證此次識(shí)別程序有無正常得出相關(guān)信息。當(dāng)未得到有用信息時(shí)，則須重新配置相關(guān)變量，等待再次接收信號(hào)。最后根據(jù)識(shí)別的結(jié)果返回對(duì)應(yīng)的識(shí)別碼，完成識(shí)別模塊的一系列操作。主程序如圖4-4所示：圖4-4main函數(shù)主要程序4.3STM32主程序設(shè)計(jì)STM32主程序主要是根據(jù)LD3320識(shí)別語音流數(shù)據(jù)后得到的識(shí)別碼，控制相對(duì)應(yīng)的舵機(jī)和語音播報(bào)。主程序運(yùn)行流程圖如圖4-5所示圖4-5主程序運(yùn)行流程圖SG90舵機(jī)的主要用途是用于控制垃圾桶的開合，總共有四個(gè)，分別控制濕垃圾、干垃圾、有害垃圾、可回收垃圾。在舵機(jī)的控制上，主要采用的是PWM信號(hào)，通過調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。JQ8900語音播報(bào)模塊主要是用于播放互動(dòng)性的語音信息。驅(qū)動(dòng)時(shí)需要先對(duì)端口設(shè)置一個(gè)低電平，然后進(jìn)行一段時(shí)間的延時(shí)再設(shè)置為高電平，就可以完成對(duì)應(yīng)的語音播放。在主程序，需要有對(duì)應(yīng)的延時(shí)函數(shù)，PWM信號(hào)定義和初始化，舵機(jī)的復(fù)位等，作為系統(tǒng)開始正式運(yùn)作之前的準(zhǔn)備。然后根據(jù)傳入的識(shí)別碼，分別選擇不同的垃圾桶，對(duì)應(yīng)不同的操作。首先是將JQ8900模塊進(jìn)行喚醒，然后根據(jù)識(shí)別碼向?qū)?yīng)語音播報(bào)端口發(fā)送低電平信號(hào)，同時(shí)使用PWM信號(hào)啟動(dòng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。完成之后將識(shí)別碼歸零操作以便下次識(shí)別，防止死循環(huán)。舵機(jī)標(biāo)志為1，進(jìn)入舵機(jī)復(fù)位函數(shù)使舵機(jī)控制的垃圾桶打開數(shù)秒后自動(dòng)關(guān)閉，增加自動(dòng)化程度。最后延時(shí)一點(diǎn)時(shí)間，發(fā)送高電平到先前操作的語音播報(bào)端口。整個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)束。STM32主函數(shù)主要程序框圖如圖4-6所示：圖4-6STM32主函數(shù)主要程序框圖

系統(tǒng)測(cè)試5.1測(cè)試用具硬件測(cè)試儀器：萬用表、電源軟件測(cè)試儀器：無被測(cè)相關(guān)對(duì)象：濕垃圾——菜葉、餅干、蛋殼、玉米、面包干垃圾——舊浴缸、貓砂、橡皮泥、尿不濕、貝殼有害垃圾——電池、打火機(jī)、創(chuàng)可貼、酒精、油漆可回收垃圾——易拉罐、報(bào)紙、舊書包、舊鞋子、牛奶盒5.2硬件測(cè)試硬件方面的測(cè)試主要檢查電路中的通電和各個(gè)元器件是否正常。由于模塊與模塊之間的電路焊接主要是運(yùn)用手工焊接，可能會(huì)有部分焊接點(diǎn)出現(xiàn)空焊或虛焊的問題，也有可能在一些引腳密集處出現(xiàn)連焊的問題。所以需要檢測(cè)系統(tǒng)在電路上面的順暢鏈接程度。測(cè)試方法為將萬用表調(diào)節(jié)為通斷檢測(cè)檔，雙手持用黑紅兩色表筆，分別架在對(duì)兩個(gè)模塊之間手工焊接的兩端，如果萬用表發(fā)出“滴~”的聲音，則說明兩端焊接正常。如果聲音斷斷續(xù)續(xù)，則可能有接觸不良的現(xiàn)象，需要進(jìn)行加錫或重新焊接的工作。如果沒有聲音，則需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況判斷短路電路的修復(fù)方法。系統(tǒng)焊接圖如圖5-1所示圖5-1實(shí)物焊接圖整個(gè)系統(tǒng)正面圖如圖5-2所示：圖5-2系統(tǒng)正面圖LD3320語音識(shí)別模塊有其自身專門的檢測(cè)流程。其在正常供電情況下時(shí)通過使用者通過串口測(cè)試工具內(nèi)的功能信息，面向模塊說一句“小杰”，當(dāng)模塊中的D1燈發(fā)光之后，再說出下一級(jí)指令，重復(fù)多次操作，如識(shí)別無誤，則模塊可正常使用。如果有誤，則需要聯(lián)系賣家進(jìn)行更換。JQ8900的測(cè)試需要調(diào)用串口調(diào)試工具，將JQ8900根據(jù)相關(guān)接線要求連接好TTL模塊，再將通過USB接口連接電腦，即可進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。在窗口界面可以使用指令通過串口發(fā)送調(diào)試，也可以直接通過點(diǎn)擊窗口的控制鍵進(jìn)行調(diào)試，如果功能正常，則可以正常播放音樂文件。如下圖4-6所示圖4-6JQ8900串口調(diào)試窗口界面圖本次硬件測(cè)試一切正常模塊皆可以正常運(yùn)行，在焊接和硬件的功能上沒有發(fā)現(xiàn)較大的故障問題。5.3軟件測(cè)試軟件測(cè)試主要測(cè)試系統(tǒng)識(shí)別和交互是否正常及其識(shí)別的準(zhǔn)確率是否達(dá)到官方數(shù)據(jù)結(jié)果。首先需要對(duì)系統(tǒng)通電，然后說出“我要扔垃圾”，待系統(tǒng)回復(fù)“請(qǐng)說出垃圾名”時(shí)，即可說出需要扔的垃圾名稱，如系統(tǒng)回復(fù)的垃圾名稱和打開的舵機(jī)都正確，則記為成果識(shí)別，若不正確，則記為識(shí)別失敗。下面對(duì)已錄入的4組共20個(gè)垃圾數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如下表5-1所示：垃圾類型垃圾名識(shí)別成功（單位/次）識(shí)別失敗（單位/次）濕垃圾菜葉82餅干73蛋殼82玉米73/次面包91干垃圾舊浴缸73貓砂82橡皮泥82尿不濕100貝殼100有害垃圾電池91打火機(jī)91創(chuàng)可貼82酒精73油漆100可回收物易拉罐91報(bào)紙91舊書包82舊鞋子100牛奶盒73指令我要扔垃圾17822總計(jì)34654表5-1垃圾分類系統(tǒng)識(shí)別測(cè)試表系統(tǒng)測(cè)試時(shí)各種類型垃圾測(cè)試相關(guān)圖如所示濕垃圾語音測(cè)試圖5-3：圖5-3濕垃圾語音測(cè)試干垃圾語音測(cè)試圖5-4：圖5-4干垃圾語音測(cè)試有害垃圾語音測(cè)試圖5-5：圖5-5有害垃圾語音測(cè)試可回收物語音測(cè)試圖5-6：圖5-6可回收物語音測(cè)試由上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，根據(jù)公式（5-1）：識(shí)別準(zhǔn)確率=（5-1）對(duì)此，可以得出本次系統(tǒng)的識(shí)別正確率為86.5%。所以本系統(tǒng)在語音識(shí)別的準(zhǔn)確度上到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)水平，且有著較高的識(shí)別正確率。

總結(jié)與展望6.1總結(jié)本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)和論文主要是根據(jù)當(dāng)下國(guó)家內(nèi)的環(huán)境問題作為背景，運(yùn)用智能化的語音識(shí)別技術(shù)對(duì)垃圾分類問題進(jìn)行研究和解決。本文設(shè)計(jì)的基于智能語音識(shí)別控制技術(shù)的垃圾分類系統(tǒng)，可以幫助大城市中家庭垃圾進(jìn)行分類，從而提升城市垃圾處理效率。經(jīng)總結(jié)，本文的主要工作和成果如下：對(duì)語音識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了較為完整詳細(xì)地探究。對(duì)于語音識(shí)別技術(shù)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分別探討。首先要做的時(shí)將接收到的語言數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理操作，其中包括對(duì)高頻語音信號(hào)的加重處理，減少噪聲對(duì)信號(hào)的干擾程度。然再把通過處理后的結(jié)果進(jìn)行加窗和分幀，得到更加平穩(wěn)的信號(hào)，提高識(shí)別準(zhǔn)確度。再完成端點(diǎn)檢測(cè)，判斷語音流正確的七點(diǎn)和重點(diǎn)，這個(gè)操作可以大大增加語音信號(hào)的正確率。將處理好的語音數(shù)據(jù)流進(jìn)行特征值提取，再根據(jù)語音識(shí)別模型進(jìn)行計(jì)算，最終轉(zhuǎn)成文本。整個(gè)過程完成全部語音數(shù)據(jù)到文本數(shù)據(jù)的操作。對(duì)設(shè)備整體工作流程進(jìn)行了完整的闡述。從設(shè)備接收到語音信號(hào)開始，LD3320芯片開始對(duì)語音數(shù)據(jù)流進(jìn)行加工處理，以便更好地進(jìn)行識(shí)別操作。然后根據(jù)STM32F103C8T6內(nèi)部的拼音文本進(jìn)行匹配打分，得出相似度最高的結(jié)構(gòu)，再將比對(duì)后的結(jié)果變成識(shí)別碼反饋到單片機(jī)，交由單片機(jī)控制其余模塊進(jìn)行交互音頻播放和開合垃圾桶控制的工作。分別從軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)方面清晰地介紹了本次系統(tǒng)的主要性能。其中的STM32F103C8T6單片機(jī)有著非常流暢的配置基礎(chǔ)，可以使得整體幾乎零等待地進(jìn)行運(yùn)作；LD3320語音識(shí)別芯片較高的識(shí)別率和準(zhǔn)確性使得系統(tǒng)更加可靠和實(shí)用；JQ8900語音播報(bào)功能可以給用戶帶來更友好的交互式體驗(yàn)；6.2展望總的來說本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較順利，功能也較為完善。但也有不夠好的地方，對(duì)此，還需要慢慢做出改進(jìn)和更新，才能更好的應(yīng)用實(shí)際當(dāng)中。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說功能還是比較局限，想要真正運(yùn)用起來，還需要增加更多功能、減少材料成本、提升識(shí)別效率和準(zhǔn)確率。比如增加顯示屏功能和按鍵功能，增加用戶的選擇性。本次系統(tǒng)的使用環(huán)境也較為局限，主要是在安靜的家庭中使用。對(duì)于測(cè)試也只測(cè)試了安靜的家庭環(huán)境的數(shù)據(jù)，對(duì)于其他情況考慮較少，需要后續(xù)增加抗噪的識(shí)別算法和噪聲環(huán)節(jié)下的使用測(cè)試。本次系統(tǒng)還有待高，語音識(shí)別技術(shù)作為當(dāng)今世界上較為主流的技術(shù)之一，可以讓用戶體驗(yàn)到交互式控制的樂趣和便利。期待此技術(shù)在未來有著更高水平的發(fā)展，同時(shí)也希望更多優(yōu)秀的語音識(shí)別產(chǎn)品也能投入運(yùn)用，更加豐富我們的生活。

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致謝此次論文的完結(jié)收稿，也就意味著我的大學(xué)生涯的結(jié)束，在這里我要感謝在這些時(shí)間幫助過我的父母、老師、同學(xué)、朋友們，正因?yàn)橛辛怂麄兊墓奈韬徒虒?dǎo)，我才能如此順心順意地完成這次系統(tǒng)設(shè)計(jì)和專業(yè)研究。感謝我的父母，在疫情期間他們支持鼓勵(lì)我，讓我可以全心全意地專注我的研究和設(shè)計(jì)中。他們?cè)谖覜]有思路，煩惱的時(shí)候孜孜不倦地和我溝通，陪我散心，讓我能有美好的心情和愉快的生活，這也幫助了我打開思路，增加了做事的效率。感謝我的老師，特別致謝在東軟大學(xué)四年里教育指導(dǎo)過我的專業(yè)課老師們，在這四年里教會(huì)了我最專業(yè)最寶貴的知識(shí)寶藏。尤其非常感謝沈洪銳老師，在我的項(xiàng)目開始之前就給了我們很多建議和批評(píng)，使得我能夠在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和論文編寫方面有條不紊地進(jìn)行。感謝我的同學(xué)和朋友，在一些細(xì)微的問題上他們給我提出建議，按我進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)于一些電腦出現(xiàn)的報(bào)錯(cuò)，他們也會(huì)根據(jù)問題的告訴我如何解決，給我在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候提供了很多改進(jìn)意見和電腦咨詢幫助。最后感謝各位參考文獻(xiàn)的作者們，給了我很多專業(yè)又全面的研究成果，可以讓我站在“巨人”的肩膀上完成此項(xiàng)目。今后，我將更加努力學(xué)習(xí)，深入探討專業(yè)相關(guān)的學(xué)術(shù)研究，慢慢提升自己，為科技的發(fā)展和進(jìn)步貢獻(xiàn)自身的綿薄之力。

附錄系統(tǒng)主程序主要代碼：#include"sys.h"#include"usart.h"#include"oled.h"#include"led.h"#include"key.h"#include"timer.h"#include"delay.h"voiddelay_s(u16time);externu8Receivedata;u8duoji_flag;intmain(void){ delay_init(); uart_init(9600); LED_Init(); TIM2_PWM_Init(39999,35);TIM3_PWM_Init(39999,35); TIM_SetCompare3(TIM3,37000); TIM_SetCompare4(TIM3,37000); TIM_SetCompare3(TIM2,37000); TIM_SetCompare2(TIM2,37000); while(1) { if(Receivedata=='0') { YY1=0; delay_ms(100); YY1=1; } if(Receivedata=='1') { YY2=0; TIM_SetCompare4(TIM3,39000); Receivedata=0; duoji_flag=1; delay_ms(100); YY2=1; } if(Receivedata=='2') { YY3=0; TIM_SetCompare3(TIM3,39000); Receivedata=0; duoji_flag=1; delay_ms(100); YY3=1; } if(Receivedata=='3') { YY5=0; TIM_SetCompare3(TIM2,39000); Receivedata=0; duoji_flag=1; delay_ms(100); YY5=1; } if(Receivedata=='4') { YY4=0; TIM_SetCompare2(TIM2,39000); Receivedata=0; duoji_flag=1; delay_ms(100); YY4=1; } if(duoji_flag==1) { duoji_flag=0; delay_s(3); TIM_SetCompare3(TIM3,37000); TIM_SetCompare4(TIM3,37000); TIM_SetCompare2(TIM2,37000); TIM_SetCompare3(TIM2,37000); } }}voiddelay_s(u16time){ u8i=0; while(time--) { for(i=0;i<10;i++) { delay_ms(100); } }}

HYPERLINK如何選擇組裝電腦配件

如何選擇組裝的電腦配件．

第一，選擇好CPU平臺(tái)，就是INTER還是AMD，看你是要配什么樣的電腦，高端還是低端的，兩個(gè)平臺(tái)都高低的產(chǎn)品。第二，選擇主板了，主板的品牌比較多，質(zhì)量，價(jià)格也不一，當(dāng)你第一步卻定了，那么主板也就相應(yīng)的卻定下來了，以INTER為例，只可以選擇775接口的主板（早期有478接口的，不推薦），主板的選擇主要有兩種，一是集成顯卡，二是不集成顯卡。集成顯卡的話，就可以省下顯卡的錢，但是對(duì)游戲玩家不推薦。那么當(dāng)然是選擇不集成顯卡的主板了，而且最好選擇一線品牌，如華碩，技嘉等。主板里，還有個(gè)蕊片組的選擇。關(guān)于蕊片組，各個(gè)品牌的主板命名有些不一樣，主流是INTER965，945，915，VIA的KT890，還有NFORCE4，NFORCE5。等。比較難說清楚。最好是選擇INTER的蕊片組，雖然價(jià)格會(huì)稍高一些。推薦945，技術(shù)比較成熟。第三，顯卡的選擇。顯卡主要還是有兩類品牌，GEFORCE和ATI，兩個(gè)品牌有高，中，低的顯卡。顯卡選擇要看你個(gè)人喜歡了，預(yù)算充足的話，最好是買中，高端的顯卡。

第四，就是內(nèi)存了，內(nèi)存關(guān)系電腦的穩(wěn)定性。當(dāng)然是要好一點(diǎn)的。買一線品牌的?，F(xiàn)在配電腦，主流是DDR667，DDR800DDR1333第五，顯示器的選擇，推薦液晶。如何選擇硬件組裝電腦這是一個(gè)老生常談的問題了，這也是一個(gè)讓高手們顯示自己硬件功底的問題，同時(shí)這還是一個(gè)讓很多新手為之焦頭爛額的問題。該怎么配？具體配什么？怎樣配才能盡量減小瓶頸？本文就將從內(nèi)到外，從理論到實(shí)踐，為朋友們抽絲剝繭一一道來。

一、CPU

作為一臺(tái)電腦最關(guān)鍵的組成部分，CPU確實(shí)起著舉足輕重的作用，但體現(xiàn)一臺(tái)電腦的綜合速度，并不是僅僅依靠CPU的，常?？吹胶芏嘈率謧?cè)谂潆娔X的時(shí)候，把CPU選的很好，但其他的東西諸如內(nèi)存、主板、硬盤等都選的不太理想，好像這臺(tái)電腦速度的快慢就體現(xiàn)在CPU速度的快慢上似的。甚至很多著名的品牌機(jī)廠商，都推出過類似“P4+256M內(nèi)存”的這種跛腳配置。其實(shí)對(duì)于一般的家用電腦而言，一個(gè)真正會(huì)配的高手，是不會(huì)把大量的錢花在CPU上的。家用電腦，畢竟不是做密集型科學(xué)計(jì)算用的，它講求的是多種媒體的配合工作，講求的是能一邊下載文件、一邊上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁、一邊聽音樂、一邊還能打開其他的程序，在這種情況下，提升內(nèi)存的容量比提升CPU的主頻對(duì)速度的影響要明顯的多?，F(xiàn)今的中國(guó)家庭用戶，很多家長(zhǎng)對(duì)于電腦一竅不通，他們只聽說“奔四”代表著速度快，并不知道整機(jī)速度的快慢除了CPU以外，還有很多其他的因素影響著它。但在買電腦的時(shí)候，最后做決定并掏錢的人，往往都是這些啥都不懂的家長(zhǎng)們，于是就出現(xiàn)了上面的一幕：品牌機(jī)廠商為了能有更好的銷路、兼容機(jī)裝機(jī)店的銷售人員為了能拿到更多的獎(jiǎng)金，開始違背良心來配置出這種高主頻處理器、低容量?jī)?nèi)存的跛腳電腦。說嚴(yán)重點(diǎn)，這是屬于對(duì)消費(fèi)者的不負(fù)責(zé)任，是一種商業(yè)欺詐行為！同樣5000元的配置，高手配出來的賽揚(yáng)，比新手配出來的P4還要快很多，曾經(jīng)有一家全球著名的硬件網(wǎng)站在2003年的時(shí)候刊登過一篇關(guān)于配置家用電腦時(shí)各硬件占用總預(yù)算百分比的文章，文中很明確的提到了CPU的價(jià)錢最好不要超過總預(yù)算的10％－15％，我們雖然不能說他肯定完全正確，但至少人家是通過很多調(diào)查后得出的結(jié)論，有借鑒的理由。反觀現(xiàn)在的很多所謂的“低價(jià)奔四電腦”、“3999元買P4品牌機(jī)”之類的廣告，我想說的就是：你花了3999元，只買了一塊P4的處理器，其他的什么都沒有了！

二、內(nèi)存

對(duì)于配置一臺(tái)電腦來說，內(nèi)存是重頭戲，容量、速度、類型等等每一項(xiàng)指標(biāo)都對(duì)最終的整機(jī)綜合速度起著至關(guān)重要的影響，尤其是內(nèi)存的帶寬和容量。對(duì)于內(nèi)存帶寬而言，很多人都認(rèn)為400MHz、533MHz前端總線的賽揚(yáng)四或P4，配單通道的DDR內(nèi)存就足夠了，雙通道DDR內(nèi)存是配合800MHz以上前端總線的P4處理器用的，其實(shí)這樣就大錯(cuò)特錯(cuò)了，哪怕是最老的賽揚(yáng)四，都需要雙通道的DDR內(nèi)存才能達(dá)到它的帶寬！也就是說，你如果選擇賽揚(yáng)四1.8G，必須配合865以上的主板和至少雙通道DDR200的內(nèi)存，才能滿足它的帶寬要求！稍微計(jì)算一下就可以得知：賽揚(yáng)四1.8G的前端總線是400MHz，它的內(nèi)存帶寬理論值是400MHz×64bit÷8＝3.2G/s，但當(dāng)它裝在845系列的主板上時(shí)，由于845主板的限制，即使你插上能符合它帶寬要求的DDR400內(nèi)存，也只能運(yùn)行在DDR266上，這時(shí)的內(nèi)存所能提供的帶寬是266MHz×64bit÷8＝2.1G/s，比3.2G/s要小很多，即使你通過BIOS里的內(nèi)存調(diào)節(jié)選項(xiàng)往上調(diào)節(jié)一檔（也只能調(diào)節(jié)一檔而已），讓內(nèi)存運(yùn)行在DDR333下，所能提供的帶寬也僅僅是333MHz×64bit÷8＝2.66G/s，離3.2G/s還是有一定的距離，而內(nèi)存帶寬的降低，能非常明顯的降低整機(jī)的綜合速度，運(yùn)行任何程序都能明顯的感覺出來！所以如果想滿足賽揚(yáng)1.8G處理器的內(nèi)存帶寬要求，你必須要為它配置865以上的主板和雙通道的內(nèi)存才行！P4亦是如此。很多人也許會(huì)問：那845系列的主板是配什么處理器的呢？我想回答你的就是：845系列的主板是屬于“不能用”的主板，因?yàn)樘幚砥饔肋h(yuǎn)比主板發(fā)展的快，當(dāng)初Intel造出845系列的芯片組是為了能給當(dāng)時(shí)的賽揚(yáng)和P4提供一個(gè)過渡的平臺(tái)，不至于讓它們成為“沒有主板配合”的處理器而已，也是為了能在低端市場(chǎng)分一杯羹，而現(xiàn)今865甚至9xx系列的主板橫行的時(shí)候，845系列的主板確實(shí)是屬于“不能用”的主板了，滿足不了任何一款處理器的內(nèi)存帶寬，造成性能上的嚴(yán)重低下，試問這種主板你會(huì)選擇么？即使配臺(tái)2000多元的超低價(jià)電腦，也不要去選擇845系列的主板，至少需要865以上的和雙通道內(nèi)存才行，因?yàn)閮?nèi)存帶寬是一個(gè)非常影響系統(tǒng)性能的參數(shù)，倘若一味的為了省錢而配置845系列的主板，那就得不償失了。

內(nèi)存的容量方面，應(yīng)每個(gè)人對(duì)電腦的使用方向不同，容量的要求也是不同的，現(xiàn)在配置的家用電腦，筆者建議：如果不打游戲，或者是打打掃雷、紙牌之類的游戲，平時(shí)注重于上網(wǎng)瀏覽或者是聊天、看電影之類的應(yīng)用的話，內(nèi)存容量不應(yīng)該低于1G；如果是偶爾打打單機(jī)游戲或者是網(wǎng)絡(luò)游戲，內(nèi)存容量應(yīng)該選擇在2G左右，如果是經(jīng)常打大型的游戲或是進(jìn)行HDTV視頻編輯等應(yīng)用，那么4G的內(nèi)存是必不可少的。

三、主板

一臺(tái)電腦的穩(wěn)定性和兼容性，一大部分是看主板的，一款優(yōu)秀的主板不僅需要擁有上等的用料和優(yōu)良的做工，還需要擁有合理的走線設(shè)計(jì)，那些沒有技術(shù)實(shí)力的三、四線主板廠家生產(chǎn)的主板，多數(shù)是采用公版走線，而且用料非常差，穩(wěn)定性不堪一擊，這種類型的主板，筆者建議寧愿不買電腦也不要配這種主板，否則以后將會(huì)是個(gè)淘氣的祖宗。對(duì)于家庭用戶，主板方面一定不能省錢，預(yù)算夠的話最好能買個(gè)一線的主板品牌，如果預(yù)算實(shí)在不足，二線的主板是底線了，不要再往下選擇了，畢竟家用電腦是用來使用的，不是用來整天維修的。再談到主板的用料，筆者常?？吹胶芏嘈率衷谂渲弥靼宓臅r(shí)候，貌似老鳥似的說某某品牌的主板好，某某品牌的不好，試問你知道它好在哪里么？不好在哪里么？這個(gè)就要看主板的用料了，雖然用料好的主板并不能代表一定是高檔主板，但最少能代表它的電氣性能出色。舉一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子吧：有A、B兩款主板，A主板的處理器供電濾波電容采用的是日系電容，B主板的處理器供電濾波電容采用的是臺(tái)系電容，那么基本上可以肯定的是：如果在電源輸出電壓的波動(dòng)范圍比較大的情況下，A主板就比較能耐得住，而B主板就很容易產(chǎn)生電容鼓包、漏夜等情況。不要小看這小小的電容，筆者從一個(gè)開維修店的朋友那里得知，來維修主板的人，有80％的都是這幾個(gè)小電容損壞，究其原因，就是電源選擇的不好，導(dǎo)致了輸出電壓的不穩(wěn)定，久而久之最終導(dǎo)致這幾個(gè)小電容爆漿，并且詳細(xì)敘述了主板的品牌：“一線廠家的×碩牌主板就很少出現(xiàn)這種情況，但同樣為一線廠家的×星牌主板，經(jīng)常遇到！原因就是前者的大部分主板使用的是日系電容，而后者的大部分主板為了省錢，選用的是臺(tái)系電容！”廠家的廣告不能信，宣傳也不能信，看到一個(gè)產(chǎn)品的廣告之后，你所能相信的唯一一點(diǎn)就是：地球上有這么個(gè)產(chǎn)品的存在！然后其他的就統(tǒng)統(tǒng)都不能信了！網(wǎng)上有好多所謂的“評(píng)測(cè)”文章，都是槍手寫的，基本上沒有任何參考余地，只能作為一篇小說來讀，一款主板的真正性能，只有你自己使用了之后才能知道。廠家為了銷量、商家為了利潤(rùn)，他們能把最最垃圾的主板宣傳為最頂級(jí)的產(chǎn)品，筆者曾經(jīng)就看到過一款四線品牌的主板廠商，在對(duì)其主流主板的廣告上說“最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、最精湛的工藝、最穩(wěn)定的性能”……結(jié)果一看報(bào)價(jià)：550元/塊……其他的話我也不想多說了，只想問問這家廠商：你這么垃圾的主板都用了三個(gè)“最”字，那么華碩的同芯片組主板，售價(jià)是你三倍的，應(yīng)該用什么詞語來描述了？？中國(guó)有一句古話：一分錢一分貨，說的非常正確！不要認(rèn)為價(jià)格高的主板就是暴利產(chǎn)品，從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)學(xué)上說，暴利產(chǎn)品是不會(huì)被市場(chǎng)所接受的，之所以他能存活到今天，而且售價(jià)依然是這么高，肯定有他的理由，他在做工用料方面肯定比其他品牌的要好很多，成本高所以售價(jià)高，在此，筆者奉勸大家一句：買主板千萬不要憑僥幸心理，認(rèn)為自己能花很少的錢買到很好的東西，只有錯(cuò)買的沒有錯(cuò)賣的，商家永遠(yuǎn)都比你精明！主板上面還是老老實(shí)實(shí)的多花點(diǎn)錢來買個(gè)一線產(chǎn)品吧，否則以后有你吃苦的時(shí)候！

四、硬盤

現(xiàn)在的電腦，硬盤的速度當(dāng)之無愧的成為了“第一大瓶頸”，無論你是再高的高手，配電腦的時(shí)候也無法消除這個(gè)瓶頸的存在，我們只有盡量的減小…再減小……。對(duì)于家用電腦的硬盤來說，容量和速度是兩個(gè)非常重要的參數(shù)，容量上而言，筆者建議：如果你的電腦只是上網(wǎng)瀏覽瀏覽、偶爾打打小游戲的，那么160G的硬盤是個(gè)不錯(cuò)的選擇；如果你常常下載軟件或電影，那么250G的硬盤是個(gè)不錯(cuò)的選擇，如果你是個(gè)下載狂人，那么400G的硬盤比較適合你；如果你有DV或者是經(jīng)常編輯大型的視頻文件，那么400G×2比較適合你，如果你是個(gè)玩HDTV的人，那么恭喜你，400G×4也許你都不夠用。對(duì)于硬盤容量上的選擇，你不能考慮現(xiàn)在是否夠用，你應(yīng)該考慮未來的1年里是否夠用，大概的公式是：現(xiàn)在需要的容量×3。也就是說，如果你現(xiàn)在感覺80G的硬盤差不多夠用了，那么你就需要買個(gè)250G的硬盤。如果你現(xiàn)在感覺120G的硬盤夠用了，那么就去買個(gè)400G的硬盤吧。硬盤另外的一個(gè)參數(shù)就是速度，受到內(nèi)部傳輸率等諸多因素的限制，一塊硬盤的實(shí)際傳輸速度是不可能達(dá)到它的接口速度的，現(xiàn)在的并口硬盤基本上都是ATA133了，串口硬盤也都是150了，但民用級(jí)硬盤的實(shí)際傳輸速度最快的也還沒突破66M/s，所以跟內(nèi)存相比，硬盤的速度是電腦中最大的瓶頸，那么怎么來減小這個(gè)瓶頸呢？于是人們就發(fā)明了RAID，就是磁盤陣列（當(dāng)然RAID不是僅僅為了這個(gè)而發(fā)明的），用兩塊一模一樣的硬盤來組成RAID0，速度理論上能提高1倍，雖然實(shí)際上是不可能達(dá)到1倍的，但至少能非常非常明顯的感覺到了硬盤速度的提升，筆者建議：如果你買的主板是帶有RAID功能的，并且你需要保存的數(shù)據(jù)不是很重要的話，那么強(qiáng)烈建議你在預(yù)算允許的情況下購(gòu)買兩塊硬盤來組建RAID0，這將使你能親身體會(huì)到飛機(jī)與火車的速度差別！但最好是串口的，如果是并口的話，因?yàn)椴⒖谧叩氖荘CI總線，由于PCI總線上的設(shè)備比較多，所以速度不可能達(dá)到比較高的地步，但如果是串口的話，那么硬盤的速度提升將更加明顯！

五、顯示器

顯示器方面，筆者想澄清一個(gè)觀念：曾經(jīng)聽過非常多的人說液晶顯示器保護(hù)眼睛，因?yàn)闆]有輻射和閃爍……包括很多業(yè)內(nèi)人士都這么認(rèn)為的，其實(shí)錯(cuò)了，液晶顯示器比普通的CRT還要傷眼睛！因?yàn)閭劬Σ粌H僅是輻射和閃爍，還有對(duì)比度、亮度等參數(shù)，雖然液晶顯示器的輻射和閃爍比CRT要小的多，但它那要命的對(duì)比度、那要命的色澤度、還有那大于每平方米300cd的亮度，這些都會(huì)對(duì)眼睛造成很大的傷害，并且你即使將液晶顯示器的亮度和對(duì)比度調(diào)節(jié)到最低，也還是非常的刺眼。德國(guó)的一家權(quán)威機(jī)構(gòu)做過一項(xiàng)調(diào)查：液晶顯示器用久了會(huì)使人的眼睛感覺到疲倦，甚至頭痛等癥狀，而使用相同時(shí)間的CRT顯示器，卻基本沒有這些情況出現(xiàn)。現(xiàn)在的通過TCO03認(rèn)證的CRT顯示器，其實(shí)外露的輻射已經(jīng)相當(dāng)小了，基本上對(duì)人已經(jīng)沒有多大的傷害了，閃爍感也可以通過調(diào)節(jié)刷新率來降低，筆者實(shí)在是搞不懂為什么很多人非要去選擇液晶顯示器，還非要說液晶顯示器不傷眼睛？？一個(gè)最差的17寸液晶顯示器的價(jià)格，能買一臺(tái)不錯(cuò)的、通過TCO03標(biāo)準(zhǔn)的19寸CRT了，顯示面積也差不多大，而且CRT又比液晶更保護(hù)眼睛，液晶顯示器唯一的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是占用空間小而已，其他的統(tǒng)統(tǒng)是缺點(diǎn)，為什么不選擇CRT呢？？說到TCO03標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在很多的號(hào)稱是通過TCO03認(rèn)證的顯示器，其實(shí)都是貼牌的，都沒有真正的通過，關(guān)于怎樣鑒別一臺(tái)TCO03的顯示器，網(wǎng)上已經(jīng)有很多文章可以搜索到，筆者在此不想過多敘述，只是提醒大家一點(diǎn)：一臺(tái)真正的通過TCO03認(rèn)證的顯示器，外表的顏色除了白色以外，是不會(huì)有其他顏色的了，因?yàn)門CO03認(rèn)證中有重要的一條就是外殼可回收性，而除了白色以外，其他的任何顏色都加了有機(jī)染料在里面，是不能作為回收利用的，這點(diǎn)請(qǐng)大家購(gòu)買顯示器的時(shí)候一定要注意了！

六、電源

作為一臺(tái)電腦的動(dòng)力之源，電源質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到這臺(tái)電腦的壽命，在這點(diǎn)上筆者先要肯定一下品牌機(jī)廠商的做法了，在各大品牌機(jī)中，雖然其他配件可以用跛腳來形容，但所配的電