摘要：该项目着眼于当代人们的智能家居生活，实现智能家居中的高度人机交互。该项目将采用Raspberry Pi 3B+Linux开发板作为人机交换系统中的核心控制，采用与Raspberry Pi 3B+Linux开发板兼容的语音模块ReSpeaker AI。作为语音模块在人机交互系统中起到收集语音指令并处理指令，再通过核心控制与语音模块的通信，将处理过的语音指令传递给核心控制的作用。选取TTS系统语音合成模块与核心控制通信，核心控制在对语音指令分析过后对语音合成模块发出相应指令语音合成模块做出相应动作实现精确的人机互动。能够在一定程度上满足人们对于智能家居人机交互便捷性高效性的要求。随着物联网技术的不断发展，各类智能家居产品不断出新，相信该项目对于智能家居的创新与应用会起到一定的推动作用，使得人们的日常生活越来越便捷。

关键词 智能家居；语音交互；人机互动

目录

摘要

Abstract

第一章  绪论-6

1.1研究背景、目的及意义-6

1.2研究现状与发展趋势-7

1.3设计目的和任务-8

1.4论文的研究内容与章节安排-8

第二章  系统硬件的设计-9

2.1系统整体硬件设计-9

2.2 Raspberry Pi 3B+ GPIO Header硬件介绍-10

2.3音频接收硬件设计-11

2.3.1双麦克风扩展板ReSpeaker 2-Mics Pi HAT介绍-11

2.3.2 语音识别模块简介-3

2.3.3语音识别模块性能描述-3

2.4本章小结-4

第三章  系统软件设计-5

3.1开发环境介绍-5

3.2系统整体软件设计-5

3.3语音交互流程及设计-5

3.4中文自然语言处理的关键技术-7

3.5语音需求-8

3.6本章小结-8

第四章  语音识别模块-9

4.1 信号处理技术-9

4.2 自然语言处理技术的不足之处-11

4.3语音识别技术-12

4.3.1语音识别过程-12

4.3.2语音识别的方法-12

4.4孤立词语识别系统-13

4.5麦克风阵列-14

4.6本章小结-15

第五章 语音合成模块-15

5.1 语音合成的基本原理-15

5.2 语音合成的基本方法及其比较-15

5.3 语音合成之TTS系统-16

5.4 本章小结-17

第六章 总结与展望-18

参考文献

致谢