多媒体技术在大棚蔬菜系统的应用

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摘要：阐述一款新型化智慧蔬菜大棚管理系统的语音控制程序设计，通过算法、程序设计实现系统的智能语音控制、实现了人机交互、对话等功能。

关键词：智能控制，ASIC语音控制，微处理器。

0引言

很多的电子设备实现了语音控制功能[1]，实现了人机交互、对话。如智能导航、根据人的语音信息，进行规划路线，进行导航；智能学习机，根据人的语音要求，在资源库中搜寻相对应的资源内容进行播放，进行学习辅导；智能语音控制电视，根据语音提示的节目，在资源库中搜寻相对应的电视节目进行播放等等，这些电子设备都实现了语音控制，用语音命令来控制电子设备的运行，不仅减轻了人们的工作强度，同时也丰富了人们的生活。本文以流程图和算法设计思想相结合,阐述了一款新型化“智慧蔬菜大棚”管理系统的语音控制的程序设计，旨在通过算法、程序设计实现系统的智能语音控制功能，实现系统运行智能化。

1需求分析

（1）参与者分析。参与者是与系统进行人机交流的实体，是系统的使用者和管理者，从本系统的需求应用和使用者进行分析,可识别出新型化“智慧蔬菜大棚”管理系统有两个参与者：管理员和普通工作人员。（2）功能需求。通过对新型化“智慧蔬菜大棚”管理系统调研和使用者的要求分析,该系统必须具备以下功能：①事件集。事件集就是本系统所有事件的一个数据库，也是一个命令集，是系统出厂之前根据需求分析已经编辑完成了。系统所有工作的执行都由事件集进行规定和控制，系统所有的执行事件都能在事件集中找到与之对应的操作流程，如在事件集中规定了白天当温度传感器检测到的温度值小于5℃时，导通加热电路，给整个大棚加热，是温度上升，便于植物生长。②系统登入。在使用本系统之前，参与者要输入账号和密码进行验证，验证合法后，根据账号分配相对应的使用权限，然后才能使用系统，以确保系统的维护与安全。③管理员对系统进行管理。管理员可以根据本地区的地域特点和气候特点，设置系统的关键参数初始值，如修改温度报警值，当温度超过这一数报警值时，进行报警，并自动导通天窗电路和通风电路，打开天窗和通风装置，进行降温；可以设置初始湿度值，当湿度传感器监测到的湿度低于这一湿度值时，则自动导通浇水电路，给土壤进行灌溉。④工作人员对系统进行操作。工作人员没有权限修改系统关键参数，只拥有系统的使用权限，如控制系统进行浇水，或打开天窗等操作。（3）构建系统用例图。根据功能需求和用例分析,可构建系统用例图，具体如图1所示。

2ASIC语音控制流程图

通过话筒采集语音信号，通过语音模块识别语音信息，将语音信息转换为模拟信号，通过调制器将语音模拟信号放大，再将放大后的语音模拟信号传输给A/D转换器，将语音模拟信号转换成电信号，将电信号传送给语音微处理系统进行处理，微处理系统根据预先编写的事件集形成一个最终处理结果，然后将处理结果一方面转化成语音信号通过扬声器传输给管理员，一方面将最终结果转给Arduino的微处理系统，让Arduino的微处理系统做出与之对应的“反应”。语音控制流程如图2所示，语音识别模块结构如图3所示。

3主程序开发环境

本程序的开发环境为ArduinoIDE，在ArduinoIDE平台编辑程序、测试程序，然后移植到ASIC语音控制微处理器，进行执行。functionfinalmsg=test(testdir,n,code)

3.1test函数。test函数用于测试语音信息是否清晰，判断和语音库里面的音码是否一致。functionfinalinform=test(testdir,n,code){//读取语音信息voidloop（）{file=printf('%ss%d.wav',testdir,k);[s,fs]=wavread(file);v=mfcc(s,fs);judgemin=4;//给定语音判断阈值d=judgeeu(v,code{1});//测试音源和话筒间距离judge=sum(min(d,[],2))/size(d,1);//msgc=printf('与模板语音信号的差值为:%10f',judge);disp(msgc);//此人匹配ifjudge<=judgemin//一个阈值，小于阈值，则就是这个人。msg=printf('这位说话者与语音库匹配,符合要求!\n');finalmsg='Yes';disp(msg);end//此人不匹配ifjudge>judgeminmsg=sprintf('这位说话者与语音库不匹配,不符合要求!\n');finalmsg='No';disp(msg);end}}

3.2train函数。train函数就是对音频进行容错处理，并提取特征参数。functioncode=train(traindir,n){k=16;//需要的中心数据for（inti=1;i<=n;i++）{//对数据库中的代码形成音码file=printf('%ss%d.wav',traindir,i);disp(file);[s,fs]=wavread(file);v=mfcc(s,fs);code{i}=vqlbg(v,k);//提取音源的特征参数end}

4结语

语音控制系统运行，操作简单便捷，能有效提高系统的智能化程度，减少了工作人员的劳动强度，也降低了操作难度，对工作人员的专业操作能力要求不是很高，适合普通人员操作，使用前景广泛，是以后电子设备必备的一个应用功能，也是对智能化电子设备和智能化系统的一种检验。

参考文献

[1]喻恒.基于Android的语音控制系统设计与实现[D].湖北：武汉理工大学，2015.

作者:王鹏亮 安国昊 夏永祥 单位:甘肃机电职业技术学院