本文设计并实现了一套完整的基于DuerOS的智能音箱解决方案,该系统具有语音交互及家庭设备控制功能。设计并制备了具有特殊振动膜结构的MEMS麦克风。本文对市场上几种主流智能音箱产品进行了分解和分析。之后分别从硬件和软件两个方面全面地设计制定了智能音箱的解决方案,并且详细说明了设计思路和具体实现方法。硬件解决方案中主要包括MEMS麦克风阵列、树莓派控制中枢、ZigBee无线通信模块等部分,本文从硬件结构、具体实现方法等方面对各个部分进行了详细的分析。软件解决方案中主要包括语音唤醒、DuerOS Linux客户端、自然语言处理以及ZigBee远程控制等部分,本文详细描述了各部分的设计架构以及代码的具体实现方法。本文设计优化了具有低应力和防粘连振动膜结构的电容式MEMS麦克风,同时说明了其制备工艺流程,并对该MEMS麦克风样品进行了声学性能测试和可靠性测试,测试结果显示其灵敏度、信噪比等参数均满足在智能音箱中的应用标准,并且在高温、低温及高湿环境下具有很高的可靠性,验证了该优化结构的MEMS麦克风在智能音箱系统中有着良好的应用前景。按照本文设计的软硬件解决方案制造出了样机,对样机进行了语音唤醒、预置内容服务、自定义开发的语音应用、语音控制应用等功能测试,方案得到验证,测试结果符合预期。