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研究生: 曾佳怡
Chia-Yi Tseng
論文名稱: 基於嵌入式開發之語音控制環境監測系統
Speech Control over Environmental Monitoring System Based on Embedded Platform
指導教授: 邱炳樟
Bin-chang Chieu
口試委員: 王秀仁
Show-ran Wang
徐敬文
Ching-Wen Hsue
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 82
中文關鍵詞: 嵌入式系統Raspberry PiLinux智能居家語音辨識
外文關鍵詞: Embedded System, Linux, Raspberry Pi, Environmental Monitoring, Speech Recognition
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  • 隨著智慧型手機的普遍,象徵嵌入式系統在生活中扮演著重要的角色,其後物聯網(Internet of Things,IoT)時代來臨,更多與生活息息相關的行動裝置產品也應運而生。
    其中,擁有語音辨識功能的智慧型手機或行動裝置也廣受歡迎,透過語音指令就能控制裝置的作業並發揮裝置的功能,使許多行動裝置更方便被使用者所運用。
    本論文以Raspberry pi樹莓派的開發平台為實作主軸,並深入探討Linux作業系統。主要目標是在嵌入式系統上設計一個居家環境監測裝置,建立語音辨識功能與裝置3G網卡,實現無線的行動裝置,並在系統另一端整合各種感測器程式作為應用,實作出能讓使用者透過語音來控制的智能居家環境監測系統,讓使用者可以藉由此系統清楚得知居家的即時環境狀態。


    Due to advances in technology, smartphones have become more universal. It’s a situation that embedded system plays an important role in our life nowadays. Later on, as the development of Internet of Things (IoT), the new era comes with various mobile devices, being necessities in daily life.
    Meanwhile, mobile devices with speech recognition are the most popular within high-tech products. It is because users can control the devices only by voice commands without any finger gestures. Namely, people can operate the devices more conveniently.
    In this thesis, it studies and discusses the Linux operating system mainly based on the platform of Raspberry Pi. The goal of the thesis is to design a home environmental monitoring system. The system not only includes the speech recognition function and 3G modem device but also incorporates an application with many sensors that related to the environment.
    Finally, mobile devices were realized systematically. Users can control the system through the voice commands easily and obtain the real-time, exact environmental information from the monitoring system.

    目錄 摘要 1 Abstract 2 致謝 3 目錄 4 圖目錄 6 表目錄 7 第一章 緒論 8 1.1 前言 8 1.2 研究動機 8 1.3 研究目標 9 1.4 論文架構 10 第二章 嵌入式開發平台硬體介紹 12 2.1 Raspberry Pi樹莓派 12 2.1.1 樹莓派處理器介紹 16 2.2 Arduino介紹 18 2.3藍芽4.0模組 19 2.4 麥克風裝置 22 2.5 USB 3G Modem 22 2.6 環境相關的感測器介紹 24 2.6.1 PIR人體紅外線感測器 24 2.6.2 火焰感測器 26 2.6.3 DHT-11溫溼度感測器 27 2.6.4 MQ Gas Sensor 氣體感測器 29 2.7 MP3模組 34 第三章 作業系統與開發環境介紹 36 3.1 Linux作業系統 37 3.2 Raspberry Pi啟動流程 39 3.3 相關開發工具 40 3.3.1 GNU toolchain 41 3.3.2 GCC編譯器 42 3.4 交叉編譯 44 第四章 系統架構與設計 47 4.1系統總架構介紹 47 4.2 Raspberry Pi主機端架構設計 49 4.3 Arduino端架構設計 50 第五章 系統實作與展示 51 5.1 Raspberry Pi基本系統環境 51 5.1.1 Raspbian下載與設定 51 5.1.2 網路設定 54 5.1.3 編譯環境設置 55 5.2 Arduino Sensor系統端實作 56 5.3 Raspberry Pi主機端實作 58 5.3.1 3G網路設置 58 5.3.2 python編寫藍芽傳輸 62 5.3.3 麥克風裝置 64 5.3.4 PiAUISuite語音辨識 65 5.4 語音居家監控系統實現 68 5.4.1 Arduino端主動警示測試 68 5.4.2 聲控功能測試 70 第六章 結論與未來展望 75 6.1 結論 75 6.2 未來展望 76 參考文獻 78

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    [4] RPi Hub。http://elinux.org/RPi_Hub
    [5] RASPBERRY PI BLOG。https://www.raspberrypi.org/blog/
    [6] 維基百科,樹莓派。
    https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%91%E8%8E%93%E6%B4%BE
    [7] Broadcom。http://www.broadcom.com
    [8] 百度百科,ARM11。
    http://baike.baidu.com/view/1162933.htm
    [9] 維基百科,Arduino。https://zh.wikipedia.org/wiki/Arduino
    [10] Arduino官方網站,ArduinoBoardProMini。
    https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardProMini
    [11] RPi USB Webcams。http://elinux.org/RPi_USB_Webcams
    [12] Arduino官方網站,MQ Gas sensors。http://playground.arduino.cc/Main/MQGasSensors
    [13] 維基百科,作業系統。https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%B3%BB%E7%BB%9F
    [14] 鳥哥,鳥哥的LINUX私房菜(2011)。台北:碁資訊
    [15] 維基百科,GNU工具鏈。https://zh.wikipedia.org/wiki/GNU%E5%B7%A5%E5%85%B7%E9%93%BE
    [16] 鄭強,王者歸來-Linux 驅動程式開發權威指南(2011)。台北:佳魁出版
    [17] pySerial。http://pyserial.readthedocs.io/en/latest/pyserial_api.html
    [18] RUNOOD,Python日期和時間。http://www.runoob.com/python/python-date-time.html

    無法下載圖示 全文公開日期 2021/08/02 (校內網路)
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    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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