一、国内外对本课题研究动态,选题的依据和意义:
(一)国内外对本课体研究动态
1952年贝尔研究所Davis等人研究成功了世界上第一个能识别10个英文数字发音的实验系统。
1960年英国的Denes等人研究成功了第一个计算机语音控制的多路电子开关系统。 大规模的语音控制的多路电子开关研究是在进入了70年代以后，在小词汇量、孤立词的识别方面取得了实质性的进展。 
进入80年代以后，研究的重点逐渐转向大词汇量、非特定人连续语音控制的多路电子开关。在研究思路上也发生了重大变化，即由传统的基于标准模板匹配的技术思路开始转向基于统计模型 （HMM）的技术思路。此外，再次提出了将神经网络技术引入语音控制的多路电子开关问题的技术思路。 
进入90年代以后，在语音控制的多路电子开关的系统框架方面并没有什么重大突破。但是，在语音控制的多路电子开关技术的应用及产品化方面出现了很大的进展。 
DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency）是在70年代由美国国防部远景研究计划局资助的一项10年计划，其旨在支持语言理解系统的研究开发工作。  到了80年代，美国国防部远景研究计划局又资助了一项为期10年的DARPA战略计划，其中包括噪声下的语音控制的多路电子开关和会话（口语）识别系统，识别任务设定为“（1000单词）连续语音数据库管理”。 
到了90年代，这一DARPA计划仍在持续进行中。其研究重点已转向识别装置中的自然语言处理部分，识别任务设定“为航空旅行信息检索”。 
日本也在1981年的第五代计算机计划中提出了有关语音控制的多路电子开关输入-输出自然语言的宏伟目标，虽然没能实现预期目标，但是有关语音控制的多路电子开关技术的研究有了大幅度的加强和进展。 
1987年起，日本又拟出新的国家项目——高级人机口语接口和自动电话翻译系统。 
中国的语音控制的多路电子开关研究起始于1958年，由中国科学院声学所利用电子管电路识别10个元音。直至1973年才由中国科学院声学所开始计算机语音控制的多路电子开关。由于当时条件的限制，中国的语音控制的多路电子开关研究工作一直处于缓慢发展的阶段。 
进入80年代以后，随着计算机应用技术在中国逐渐普及和应用以及数字信号技术的进一步发展，国内许多单位具备了研究语音技术的基本条件。与此同时，国际上语音控制的多路电子开关技术在经过了多年的沉寂之后重又成为研究的热点，发展迅速。就在这种形式下，国内许多单位纷纷投入到这项研究工作中去。 
1986年3月中国高科技发展计划（863计划）启动，语音控制的多路电子开关作为智能计算机系统研究的一个重要组成部分而被专门列为研究课题。在863计划的支持下，中国开始了有组织的语音控制的多路电子开关技术的研究，并决定了每隔两年召开一次语音控制的多路电子开关的专题会议。从此中国的语音控制的多路电子开关技术进入了一个前所未有的发展阶段。
(二)依据和意义
语音控制的多路电子开关的基本过程根据实际中的应用不同，语音控制的多路电子开关系统可以分为：特定人与非特定人的识别、独立词与连续词的识别、小词汇量与大词汇量以及无限词汇量的识别。
与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，这是人们长期以来梦寐以求的事情。语音控制的多路电子开关就如同机器的听觉系统。语音控制的多路电子开关技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。近二十年来，语音控制的多路电子开关技术取得显著进步，开始从实验室走向市场。人们预计，未来10年内，语音控制的多路电子开关技术将进入工业、家电、通信、汽车电子、医疗、家庭服务、消费电子产品等各个领域。 语音控制的多路电子开关听写机在一些领域的应用被美国新闻界评为1997年计算机发展十件大事之一。很多专家都认为语音控制的多路电子开关技术是2000年至2010年间信息技术领域十大重要的科技发展技术之一。 
二、研究的基本内容,拟解决的主要问题:
研究的基本内容
本课题设计语音控制的多路电子开关采用了89C51单片机为语音控制的多路电子开关的核心部件，对语音芯片LD3320收集的信息进行处理，并对开关进行控制。通过LD3320外接的麦克风采集声音信号，再通过LD3320语音芯片进行频谱分析，再提取语音特征，之后和关键词语列表中的关键词语进行对比匹配，最后找出得分最高的关键词语作为识别结果输出给单片机，单片机进行处理后,再输出信号来控制继电器,通过继电器来控制开关工作,开关又可实现很多对电器的控制，从而实现语音智能控制｡整个系统硬件电路设计合理,软件设计可行｡测试可表明，在环境背景的噪音不是太大，控制者发音不模糊的前提下，语音控制开关的多路电子开关系统能对语音指令做出智能反应，做出了预想中的通断动作。
研究难点及预期目标
难点：计算机辅助设计
预期目标：本系统通过单片机仿真开发平台Proteus进行硬件系统设计，包括原理图设计和PCB板设计，用Keil C平台进行程序设计和调试，系统联调在Proteus平台上完成。

三、研究的步骤、方法、措施及进度安排
研究的内容
 设计一种语音控制的多路电子开关，用于家庭智能家居的电源开关。该开关既可以象传统开关一样手动操作，用户还可以通过口语发出开关闭合和断开的命令，控制家用照明灯等电气产品。

研究的方法
    查阅文献资料、期刊杂志或书籍，了解语音多路电子开关的工作原理，深入、详细分析语音多路电子开关的基本控制规律和要求。根据电子开关的控制要求，确定整个系统的输入、输出设备的数量，确定单片机的人机接口界面，从而确定单片机的I/O端口数，以及对单片机特殊功能模块（语音模块）的需求，进行单片机的选型及方案论证并完成语音多路电子开关的设计。
进度安排
①2014.11.10～2014.11.30：下达设计任务书，学生根据设计任务书的要求，利用文献检索平台获取《口语控制的多路电子开关》各组成部分（工作原理以及控制要求）的相关资料，进行系统方案设计及论证。包括确定I/O设备，音频接口，隔离与驱动电路。探讨《口语控制的多路电子开关》的基本组成和实现的基本技术方法。
②2014.12.1～2014.12.20：进行硬件系统规划和论证，包括语音芯片接口及开关驱动方案；人机交互接口界面；音频接口等方案论证。
③2014.12.21～2015.1.10：根据对《口语控制的多路电子开关》各组成部分的深入研究，按照机械工程学院毕业设计开题报告的格式要求，完成并提交毕业设计开题报告。
④2015.1.11～2015.2.11：分模块对硬件系统进行详细设计，并在Proteus平台上画出硬件系统的原理图，进行电气规则检查并对硬件系统各组成部分进行虚拟仿真测试（仿真时语音芯片可不进行仿真）。
⑤2015.2.12～2015.3.10对系统顶层软件进行设计，画出系统软件流程图，确定子程序模块数量及调用规则，确定各子程序模块的入口参数和出口参数，画出各子程序模块的流程图。在Keil C平台上进行子程序的调试和主子程序联调。并提交中期检查表。
⑥2015.3.11～2015.3.30：在Proteus平台上进行系统软硬件联调，完成系统设计。
⑦2015.4.1～2015.4.10：归纳整理设计调试结果，整理软、硬件设计文档资料，总结单片机应用系统设计的一般方法和收获，为今后从事类似的设计提供参考依据和积累经验。同时完成毕业论文的撰写完成毕业设计初稿，并提交毕业答辩审批表。
⑧2015年4月11日-5月20日：毕业设计送审、修改、定稿；