tts在家庭网关中的应用项目设计方案

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1、TTS在家庭网关中的应用项目设计方案1、概述1.1选题的目的和意义住宅是人类栖息、生活和工作的主要场所。随着智能技术在建筑中的应用，作为家庭载体的住宅对智能化的要求也呈现出多样性，包括家用电器与设备的自动化、遥控化、综合及智能化控制，资源使用及支付方式的网络化、智能化，家庭化工作模式的需求等等。由HomeAutomationAssociation(HAA)所定义的智能家庭网络是：一个使用不同的方法或设备的过程（或系统），以它来提高人们生活的能力，使家庭能够变得更舒适、安全和有效。42图1.1一个智能家电系统模型智能家庭网络的基本目标就是：将家庭中各种与信息相关的通讯设备，家用电器和家

2、庭保安装置通过家庭总线技术（HBS）连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或者异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。智能家电有一项重要功能，这就是用户可以在远离住所的条件下，利用远程控制的手段对家电进行操作。在现有技术条件下，这样的远程控制有三种途径，即在距离较近的情况下使用手持终端（遥控器），距离较远的情况下利用网络或者电话对家电进行操作。由于电话具有使用普及、线路稳定、操作简单等优点，利用电路对智能家电进行远程控制无疑是可取和适当的。利用电话对家电进行控制，必然会涉及到人—机交互的问题，即控制中心要能利用电话对用户进行语音提示，包括能够向用户提

3、供当前家电的信息、进行操作提示、错误提示等，这时就需要使用TTS技术。TTS的全称为TextToSpeech，即“从文本到语音”42。它是同时运用语言学和心理学的杰出之作，在内置芯片的支持之下，通过神经网络的设计，把文字智能地转化为自然语音流。本文的目的就是利用TTS技术，实现利用电话对智能家电的远程控制这一功能。1.2设计指标及设计方案本文将讨论如何在嵌入式开发平台（本文使用51单片机）上，应用某款语音合成芯片（本文使用XF-S3011），可以根据用户的拨号音输入，对于种类不同的家电，发出相应的语音提示。根据检测到的家电种类、数量、品名等信息，可以更改提示音内容。系统主要设计指标如

4、下：1.为了能在多个cpu平台上应用，编程采用标准c语言。2.软件设计中要实现模块化，实现的功能模块包括：读数组形式的汉字数据的函数、读文本文件的函数，用户自定义读音处理函数、处理音量控制的函数等。3.智能家庭网络中家电种类、数量、品名等信息具有不确定性，可以根据检测到的家电种类和数量的变化信息（例如新增某种家电），更改提示音内容。家电信息可以通过串口得到。4.语音芯片的外围电路设计应和嵌入式平台设计相结合。本系统完成后，与普通电话机并接，当有来电时，系统将按照某种规则判断来电是普通电话还是对家电的控制电话，例如，如果振铃五声后仍无人接听即可认为是对家电的控制电话，此时系统将实现自动

5、摘机功能，并通过语音提示引导使用者对家电进行操作。系统确认使用者身份以后，用户可以查询相关家电目前状态，并且可以对家电进行开、关等简单操作，或者进行定时、设置温度等复杂操作。42考虑到实际中家电情况是会经常发生变化的，系统将具有很好的升级功能，可以不对硬件进行改动，仅通过对程序的更改就达到新增家电、原有家电更改功能等改动。1.3本文的主要工作根据设计指标，本文所讨论的系统必须能实现以下功能：识别电话振铃信号、能识别标准的DTMF信号并能产生相应的DTMF语音信号、能在单片机控制下实现模拟摘机和挂机、能利用TTS技术实现语音提示功能。根据以上功能，除作为中心控制器的单片机外，在硬件上本

6、文所讨论的系统可以分为以下5个相对独立的部分：振铃检测、模拟摘挂机、DTMF信号调制、DTMF信号解调、语音合成。本文将对各部分可能的实现方法分别进行讨论，并结合实际情况选择出适合的实现予以采用。本文最终采用的各模块实现方法均已通过实验验证，在实验中出现了一些实测结果与理论情况不一致的情况，文中将对这些情况进行分析。本文还将给出所使用芯片的程序，及实现控制功能的单片机的标准C程序。2、系统方案论证本部分将首先对本文所涉及到的程控电话、TTS技术等进行简要介绍，之后根据系统技术指标对各功能模块可能的实现方法逐一进行分析，并从中找出适合本系统的设计方案。2.1程控电话简介程控电话交换机是

7、近十几年来得到广泛使用的一种新型的自动交换机，它比机电制交换机具有更好的性能和更大的优越性。42　　程控电话交换机是一种用计算机控制的自动电话交换机，英文是STOREPROGRAMCONTROL，缩写为S.P.C，意即存储程序控制的电子交换机，简称程控。程控交换机具有多种新服务项目：如缩位拨号、热线服务、遇忙记存呼叫、呼出限制、闹钟服务、免打扰服务、转移呼叫、呼叫等待、遇忙回叫、缺席用户服务、追查恶意呼叫、三方通话、会议电话等。客户只要在电话机上正确操作，