基于PID控制算法的热水器智能控制系统设计.pdfVIP

基于PID控制算法的热水器智能控制系统设计——语音识别系统设计

摘要

伴随着物联网、大数据、人工智能的发展，对于语音识别有了更高要求，同时也意

味着，我们生活中的家居产品越来越智能，走进了我们生活中的方方面面，我们作为消

费者，生活品质得到了提高。家电的智能化已经成为了家电市场发展的一个必要趋势，

为了达到更加人性，更加节约资源以及提供更便携的服务等作用，因此，全方位实现生

活中信息交互功能显得十分有必要！往往被忽略的电热水器再智能发面有着巨大的发展

前景。除了要满足了一定的舒适度，与其同时，也希望能够做到语音智能，但市面上已

有的热水器主要是储水式电热水器和即热式热水器。而其中，储水式电热水器被广为使

用，因为它的各项优势更符合的家庭安装的要求，所以，这对于产品的更新换代有了一

定的群众基础。以储水式热水器作为基础，进行功能上的改进以及增加，结合了语音识

别系统，主要包括了以下内容，

针对现在语音识别主要算法的进行介绍，做进一步分析，了解了不同算法的原理之

后，对几种算法进行操作难度的比较，并结合了本设计的主体进行筛选，选出合适的算

法。对本设计的主体，储水式电热水器参与了方案设计，介绍了它的结构设计，与语音

识别所相关的，水温控制以及水位控制做相关调整，

基于动态时间规整的算法，首先提取语音内容，使用了计算机的声卡收集，对所收

集到的语音进行数字化和预处理，与此同时，对于语音的端点检测也至关重要，通过以

处理过的语音进行特征提取，获取所需内容，最后对其进行训练和识别，通过实验验证，

该方法可以初步实现语音识别，达到通过语音控制电热水器的基本操作，满足了日常所

需。提高了使用的舒适性

关键词：储水式电热水器；智能控制；语音识别系统；节能保温；动态时间规整算

法

1前言

由于目前我们生活水平的提高，加上科研专家的不断研发，以及商家的营销，我们

的生活中已经被各式各样的智能家居所包围，与此同时，作为生活中的必备品——热水

器，有着不可捍卫的坚固地位，小到家庭，大到酒店，热水器已经是装潢的必备产品之

一了，但是早期由于燃气热水器的安全性有所欠缺，且燃气热水器所引起的爆炸、中毒

事件，数量庞大，也使得人们对燃气热水器具有一定的恐惧心理，加上燃气热水器的安

装条件有限制，对水压有较高的要求，而普遍的家用水压较难达到这个要求，导致燃气

热水器逐渐的被市场淘汰。取而代之的就是电热水器。

由于电热水器在中国的市场已经发展了十多年，在其经历过一段不尽人意的市场

后，在二十世纪90年代末，有部分国外品牌发现了我们中国的市场，开始向国内引进，

由于国外品牌的进入，开始转而关注电热水器，相比燃气热水器，电热水器的有点显而

易见，他的安装方式对技术没有很高的要求，在使用上更简洁方便，最重要的就是，不

会产生大量的废气，避免了空气的污染，同时也避免了中毒的危险，更安全更卫生，不

仅如此，还能适应天气的变化。

目前，市面上销售的大部分电热水器已经能够基本满足生活的需求，然而学者们不

断的完善的已有的产品，力求其更安全，更智能，更稳定。对于电热水器的水温控制、

水位系统以及储水容量等设计方面，目前在我国专家的不懈努力下，已经取得了很大的

成就，并且一直在不断完善和开发新功能

1.1本设计的目的和意义

随着我们对物质生活水平的要求逐渐不断提高，以及对生活舒适性的要求越来越

高，许多智能家居控制系统已进入我们的生活。但由于热水器种类众多，控制方式不统

一，因此智能家居控制系统很少包含对于热水器的控制模块。现今,燃气式热水器出现

的问题越来越明显，水压受限，较差的安全性能，频繁的出现过因为废气中毒、燃气爆

炸等事故，导致燃气热水器渐渐退出市场，而天气的原因，对太阳能热水器的影响较大，

也逐渐被市场淘汰。目前市场上主要是有两种电热水器。

当代年轻人比较少有人知道的是连续水流式电热水器，另一种就是我们生活中，家

庭装潢首选的储水式电热水器。连续水流式电热水器之所以鲜为人知的一个原因就是，

它的缺点非常明显，它所需的功率相比器家庭中，是非常大的，因此对路线要求很高，

但是它的优点也十分显著，对于水温的加加热速度非常快，实用性很高，而且它的体积

娇小，不占过多的地方，但是它的。而储水式电热水器吸取了流水式电热水器的使用经

验，尽可能地避开了它的设计缺点，采用了机械式的设计方法，但鱼与熊掌不可兼得，

这样设计的所带来的问题也比较多，对于温度的控制过于简单，同时设计精度低、加热

的时间偏长、并且，它的