班级立项申报书

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1、山东大学自动化专业卓越工程师教育培养计划研究性学习与实践项目申请书班级：自动化专业2015级“卓越班”项目名称：基于体感交互的智能家居控制端申请负责人姓名/学号：郑威201500171177导师：高瑞山东大学控制学院2016年月日8填写说明一、请严格按照申报通知和表中要求填写。二、申请书中第一次出现外文名词时，要写清全称和缩写，再出现同一词时可以使用缩写。三、有关“导师”内容的栏目，不是必填项目。本次项目申请与执行，尊重学生学习的自主权，突出学生学习的自主性、自觉性、积极性。8项目名称起止时间年月至年月负责人姓名学号所在班级联系电

2、话E-mail郑威201500171177卓越班1785313830513685777088@163.com项目组成员其他学院（略）导师姓名高瑞办公地点千佛山校区电话13505318414E-mail一、申请理由（包括申请者及项目组成员自身具备的知识条件、特长、兴趣等）申请者郑威具备良好的基础知识水平与丰富的动手经验，并关于该项目与导师沟通，得到老师帮助。郑威具备活跃的创造力，并且乐于为此付出努力。8二、项目方案（包括项目内容、技术方案、可行性分析、技术路线与进度安排等。可加附页）本设备主要由四个模块构成：语音识别模块，手势识别模

3、块，人机交互模块和信号处理模块。（1）语音识别模块嵌入式语音控制器硬件设计与实现硬件设计的好坏决定了电路信号的质量和嵌入式语音控制器的可靠性和稳定性，本设备采用AltiumDesigner10完成嵌入式语音控制器电路设计和印刷电路板（PrintedCircuitBoard，PCB）设计，嵌入式语音控制器采用STM32F103VET6作为核心处理器，在此基础上配备电源管理模块、语音识别模块、无线通信模块、MicroSD存储模块、程序调试接口等外围电路.控制器通过语音识别模块对MIC采集到的语音信息进行语音识别转化为数据信息，再通过核

4、心处理器将数据信息转化为控制指令，然后通过语音识别模块的Speaker播放反馈语音，同时通过Si4432无线通信模块将控制指令转发给家庭网关，由家庭网关将控制指令转发给对应的设备执行.其中电源管理模块负责为控制器硬件平台供电，Si4432无线通信模块负责语音控制器与家庭网关的无线通信，调试接口则用于控制器程序的下载和调试，嵌入式语音控制器的硬件架构如图所示。语音识别模块STM32F103VET6处理器MicroSD存储模块S14432模块调试接口模块电源管理模块锂电池模块（2）手势识别模块手势控制模块主要是采用微软的Kinect实

5、现手势控制家居设备。该模块主要通过摄像头捕获人体数据，彩色数据，深度数据，对采集到的数据作处理，通过手势识别对家居设备进行控制，例如:空调，电视，窗帘，灯具等家居设备。手势控制，就是通过对人体作出的动作进行识别，将它转化成指令，发送到终端PC或者通过Wi-Fi模块发送到传感器或单片机执行，从而实现控制家居的效果。要想进行手势识别，第一步要先在图像中找到手的位置，并在视频流中追踪手的位置。传统的手势识别方法大多数都是利用肤色分割并结合一些连通域的形状在图像中寻找手的位置，这种方法需要设定阈值。当光照变化很大或人的肤色差异性很大时都会

6、出现问题，进而阻碍了手势识别技术的实际8应用。而Kinect的出现解决了上述问题产生的识别干扰。由于Kinect的平台本身可以提供骨骼点的地理坐标，因此可根据坐标来完成对手部的追踪。在应用方面，Kinect硬件可提供手在空间中的位置变化信息，可通过对该信息的比例变换，完成手势对目标物体的控制功能，控制流程如图。Kalman手部追踪获取深度图像获取骨骼图像识别手部起始位置获取手部坐标控制设备识别手部动作（1）人机交互模块随着微型处理器、传感器、移动互联网、社交网络以及新材料等技术的飞速发展，可穿戴设备正从实验室走向市场，并从相对独立

7、的智能移动计算机的最初定位转向了线上线下大生态系统中的一分子。借鉴智能手机的发展历程，交互设计领域完全可以从现在就开始研究探讨可穿戴设备在自身界面与交互、多设备多平台互联，以及应用生态系统的设计等诸多方面的特性与设计要素，在交互方面为可穿戴设备的普及做好准备。同时，也可以利用交互设计注重用户使用模式及服务体系设计的优势，通过创新性应用和生态系统的设计，推动可穿戴设备在现有技术基础上的进一步发展。因为可穿戴设备穿戴在身上的本质特性，在它的设计与研制上有很多极富挑战的需求需要满足，如舒适性，安全性，耐用性，交互的便捷性，信息传达的有效

8、性，电子元器件安装的稳定性，数据采集的准确性，能耗的持久性，甚至设备穿戴及使用行为的社会接受度等。这些都对可穿戴设备的人机交互提出了很高的要求。在可穿戴计算、人机交互等领域有不少针对这些问题的基础研究，其研究成果、切入点、研究方法在优化可穿戴设备的