基于树莓派的数字音效处理智能音箱设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

智能家居是在物联网的影响之下的物联网化的体现,它的概念最早出现于美国，利用先进的计算机、嵌入式、网络通信、综合布线技术等技术，将与家居生活有关的各种子系统有机的结合在一起。随着大数据,云计算，可穿戴设备，人机交互，物联网等技术的不断兴起和发展，智能家居开始由概念逐步进入到现实生活中。智能家居在美国、日本、新加坡、德国已经得到了广泛的运用3]，并且获得了很快的发展。由于诸多原因，中国的智能家居的发展相对缓慢，但是随着国家政策的扶持与规范引导、消费观念的形成、智能城市建设的逐步深入和完善、物联网技术的发展与兴盛,我国的智能家居前景非常广阔。根据《中国智能家居设备行业发展环境与市场需求预测分析报告前瞻》预计国内的智能家居行业将以年均19.8%的速率增长。

随着智能家居市场的迅猛发展，智能家居需求猛增，树莓派在智能家居中得到了广泛的应用。2012年3月，英国剑桥大学埃本阿普顿（eben epton）正式发售世界上最小的台式机，又称卡片式电脑，外形只有信用卡大小，却具有电脑的所有基本功能，这就是raspberry pi电脑板，中文译名'树莓派'。它是一款基于arm的微型电脑主板，以sd/microsd卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个usb接口和一个10/100 以太网接口（a型没有网口），可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和hdmi高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有pc的基本功能。只需接通电视机和键盘，就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。 raspberry pi b款只提供电脑板，无内存、电源、键盘、机箱或连线。

基于树莓派的智能家居以其方便编程、容易改造、能发挥创造力、价格低廉的优势扮演着及其重要的角色。

2. 研究内容与预期目标

本课题基于树莓派和python实现一款具有音效处理功能的智能小音箱，可以根据个人喜好实现各种音效效果，如人工混响、扬声器与房间均衡、虚拟低音等等。

预期实现：

1、 利用树莓派自带的蓝牙模块实现音频导入

3. 研究方法与步骤

研究方法：

1） 利用python的multiprocessing的多任务处理库来处理庞大计算并弥补树莓派在实时音效处理上的性能不足

2）利用python的自定义函数形式设计fir滤波器

4. 参考文献

[1]陈娟，陈雯，石飞，王建英，胡英。 基于python的信号与系统实验教学改革与实践[j]. 实验技术与管理，2021,（05）：196-200. [2]杨军，张岳，刘燕峰。 基于python语言的数据挖掘课程的建设与研究[j]. 科技风，2021,（14）：80-82.

[3]胡钊。基于python flask的温度数据可视化[j]. 电子世界，2021,（08）：117-119.

[4]冯兴民。哈夫曼编码方法的选择及其python的实现[j]. 电子世界，2021,（08）：188-189.

5. 工作计划

3.1-3.19：充分查阅相关资料，撰写并修改完成开题报告；

3.20-4.9：研究语音信号识别的主要技术原理，选择合适的特征提取算法和识别算法进行深入研究；

4.10-5.21:设计实验方案，并通过合适的实验平台实现简单的语音信号识别，并对实验过程中出现的问题进行改进和调整；