多媒體技術在大棚蔬菜系統的應用

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摘要：闡述一款新型化智慧蔬菜大棚管理系統的語音控制程序設計，通過算法、程序設計實現系統的智能語音控制、實現了人機交互、對話等功能。

關鍵詞：智能控制，ASIC語音控制，微處理器。

0引言

很多的電子設備實現了語音控制功能[1]，實現了人機交互、對話。如智能導航、根據人的語音信息，進行規劃路線，進行導航；智能學習機，根據人的語音要求，在資源庫中搜尋相對應的資源內容進行播放，進行學習輔導；智能語音控制電視，根據語音提示的節目，在資源庫中搜尋相對應的電視節目進行播放等等，這些電子設備都實現了語音控制，用語音命令來控制電子設備的運行，不僅減輕了人們的工作強度，同時也豐富了人們的生活。本文以流程圖和算法設計思想相結合,闡述了一款新型化“智慧蔬菜大棚”管理系統的語音控制的程序設計，旨在通過算法、程序設計實現系統的智能語音控制功能，實現系統運行智能化。

1需求分析

（1）參與者分析。參與者是與系統進行人機交流的實體，是系統的使用者和管理者，從本系統的需求應用和使用者進行分析,可識別出新型化“智慧蔬菜大棚”管理系統有兩個參與者：管理員和普通工作人員。（2）功能需求。通過對新型化“智慧蔬菜大棚”管理系統調研和使用者的要求分析,該系統必須具備以下功能：①事件集。事件集就是本系統所有事件的一個數據庫，也是一個命令集，是系統出廠之前根據需求分析已經編輯完成了。系統所有工作的執行都由事件集進行規定和控制，系統所有的執行事件都能在事件集中找到與之對應的操作流程，如在事件集中規定了白天當溫度傳感器檢測到的溫度值小于5℃時，導通加熱電路，給整個大棚加熱，是溫度上升，便于植物生長。②系統登入。在使用本系統之前，參與者要輸入賬號和密碼進行驗證，驗證合法后，根據賬號分配相對應的使用權限，然后才能使用系統，以確保系統的維護與安全。③管理員對系統進行管理。管理員可以根據本地區的地域特點和氣候特點，設置系統的關鍵參數初始值，如修改溫度報警值，當溫度超過這一數報警值時，進行報警，并自動導通天窗電路和通風電路，打開天窗和通風裝置，進行降溫；可以設置初始濕度值，當濕度傳感器監測到的濕度低于這一濕度值時，則自動導通澆水電路，給土壤進行灌溉。④工作人員對系統進行操作。工作人員沒有權限修改系統關鍵參數，只擁有系統的使用權限，如控制系統進行澆水，或打開天窗等操作。（3）構建系統用例圖。根據功能需求和用例分析,可構建系統用例圖，具體如圖1所示。

2ASIC語音控制流程圖

通過話筒采集語音信號，通過語音模塊識別語音信息，將語音信息轉換為模擬信號，通過調制器將語音模擬信號放大，再將放大后的語音模擬信號傳輸給A/D轉換器，將語音模擬信號轉換成電信號，將電信號傳送給語音微處理系統進行處理，微處理系統根據預先編寫的事件集形成一個最終處理結果，然后將處理結果一方面轉化成語音信號通過揚聲器傳輸給管理員，一方面將最終結果轉給Arduino的微處理系統，讓Arduino的微處理系統做出與之對應的“反應”。語音控制流程如圖2所示，語音識別模塊結構如圖3所示。

3主程序開發環境

本程序的開發環境為ArduinoIDE，在ArduinoIDE平臺編輯程序、測試程序，然后移植到ASIC語音控制微處理器，進行執行。functionfinalmsg=test(testdir,n,code)

3.1test函數。test函數用于測試語音信息是否清晰，判斷和語音庫里面的音碼是否一致。functionfinalinform=test(testdir,n,code){//讀取語音信息voidloop（）{file=printf('%ss%d.wav',testdir,k);[s,fs]=wavread(file);v=mfcc(s,fs);judgemin=4;//給定語音判斷閾值d=judgeeu(v,code{1});//測試音源和話筒間距離judge=sum(min(d,[],2))/size(d,1);//msgc=printf('與模板語音信號的差值為:%10f',judge);disp(msgc);//此人匹配ifjudge<=judgemin//一個閾值，小于閾值，則就是這個人。msg=printf('這位說話者與語音庫匹配,符合要求!\n');finalmsg='Yes';disp(msg);end//此人不匹配ifjudge>judgeminmsg=sprintf('這位說話者與語音庫不匹配,不符合要求!\n');finalmsg='No';disp(msg);end}}

3.2train函數。train函數就是對音頻進行容錯處理，并提取特征參數。functioncode=train(traindir,n){k=16;//需要的中心數據for（inti=1;i<=n;i++）{//對數據庫中的代碼形成音碼file=printf('%ss%d.wav',traindir,i);disp(file);[s,fs]=wavread(file);v=mfcc(s,fs);code{i}=vqlbg(v,k);//提取音源的特征參數end}

4結語

語音控制系統運行，操作簡單便捷，能有效提高系統的智能化程度，減少了工作人員的勞動強度，也降低了操作難度，對工作人員的專業操作能力要求不是很高，適合普通人員操作，使用前景廣泛，是以后電子設備必備的一個應用功能，也是對智能化電子設備和智能化系統的一種檢驗。

參考文獻

[1]喻恒.基于Android的語音控制系統設計與實現[D].湖北：武漢理工大學，2015.

作者:王鵬亮 安國昊 夏永祥 單位:甘肅機電職業技術學院