語音型家用電器控制系統(tǒng)設(shè)計-文庫吧
2025-06-10 17:40 本頁面
【正文】 in [1]. The works has low cost, easy operation, fast response speed and other characteristics, has certain practical value and potential market prospect. Keywords: Speech recognition。 home appliance voice control。 speech recognition 語音型家用電器控制系統(tǒng)設(shè)計 2 前言 據(jù)了解，在 20 世紀(jì) 90 年代中期之后，自動控制行業(yè)逐漸成熟，作為一個龐大而獨立的行業(yè)，其發(fā)展受到了多重動力的驅(qū)動：一部分原因是市場驅(qū)動， 應(yīng)用市場需求的增長 ,市場繼續(xù)擴(kuò)大 ,以便智能自動控制在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、軍事等領(lǐng)域已經(jīng)覆蓋了幾乎所有的應(yīng)用程序應(yīng)用市場 ,除此之外還有是技術(shù)驅(qū)動，隨著智能等相關(guān)技術(shù)蓬勃快速發(fā)展，智能自動控制行業(yè)已經(jīng)在高端技術(shù)行業(yè)中得到了飛速發(fā)展。 智能自動控制產(chǎn)品在中國和其他發(fā)展中國家 ,現(xiàn)階段市場雖小 ,在試探性的初始階段 ,但增長速度相對較快 ,有巨大的市場發(fā)展空間。 雖然現(xiàn)在的市場上存在大量的智能裝置，但真正意義上的人機(jī)智能卻為數(shù)不多，由于成本高，技術(shù)難等特點，真正走進(jìn)普通百姓生活中的智能裝置也是少之又少的 [2]。這些年來，隨著市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷的完善，以及城市規(guī)劃水平不斷提高，人民生活水平也在不斷的提高，家用電器也從原來的幾樣簡單的電風(fēng)扇、電燈到現(xiàn)在各式各樣的電氣自動化裝置。也正是因為現(xiàn)在各種家用電器的普及，也使家庭用電線路越來越復(fù)雜，這也給美好的生活時而帶來一些不便利之處。因此，人們迫切地希望有高技術(shù)，高水平的裝置來解決這些問題，語音型家用電器控制器就應(yīng)運而生了。我們都知道 , 語音在全世界、全人類 、全社會中，有著不可動搖的地位，十分重要。在近代和現(xiàn)代信息社會中 , 在日常生活的各個方面和國家地區(qū) ,甚至社會輿論 ,《世界新聞報》 以及 各種重要會議 ,都 依賴于語言 、 文本信息 、近年來 ,家庭中已經(jīng)普及了電話 、移動電話和互聯(lián)網(wǎng)。 在各種高端技術(shù)產(chǎn)品 中， 語音編碼和智能語音合成 、 語音信號處理控制 ,充分發(fā)揮 巨 大的作用 。另外 ,我們預(yù)想的口呼打字機(jī)、 語音翻譯機(jī) ,已經(jīng)不是夢想而是正在進(jìn)行中的研究工作了。人類早就發(fā)明機(jī)器能被語音指揮和控制 ,機(jī)器的執(zhí)行情況也能用語音來操控 [3]。 這些情況在許多領(lǐng)域已經(jīng)部分地逐步實現(xiàn)了。 據(jù) 調(diào)查了解，計算機(jī)芯片的運算能力以及集成度 ,每一年多就提高一倍 , 并且它的成本又在不斷降低 ,正因為這樣 ,在人們的社會生產(chǎn)和生活的各個方面，它已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。 然而 ,相比于主機(jī) ,它接收信息的外部設(shè)備 。既能說話又能聽懂人類語言的計算機(jī)暫時還不能普遍使用。換句話說，語音識別、語音合成技術(shù)和其他議題，如問題的理論問題沒有解決，需要更多的努力來繼續(xù)發(fā)展。 LD3320 芯片是一個“語音識別”高端 ASIC 技術(shù)。該芯片由語音識別處理器和一些外部電路集成，其中就包括語音插孔、音頻輸出接口、 AD\DA 轉(zhuǎn)換器 [7]。該芯 片不需要任何其他外部輔助芯片（例如：閃存）等，是直接集成在可實施的語音識別 /聲音 /交互功能的現(xiàn)有產(chǎn)品。 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 3 1 整體設(shè)計方案概述 整體設(shè)計方案 針對作品的要求，我們選用 IAP15F2K61S2 為主控芯片，通過語音模塊 LD3320 采集語音信號，主控芯片的信號是由語音系統(tǒng)傳送過來的，主控芯片作出判斷后作出相應(yīng)的輸出，控制對應(yīng)的繼電器，同時主控芯片驅(qū)動液晶，通過液晶 1602 顯示各端口的輸出的狀態(tài)，電磁繼電器的狀態(tài)也可通過按鍵改變，電源使用輸出為 220V 的開關(guān)電源，串口用引腳引出，可自行改變指令，方便日常的。工作 流程如圖 1所示。 圖 1 工作流程圖 硬件電路整體設(shè)計 電路板的設(shè)計采用最大化集成的方式，控制系統(tǒng)的體積可以很大程度上被減少，節(jié)省室內(nèi)空間。同時也減少了語音控制在調(diào)試過程中各個電路之間連線的繁瑣。這樣做也能最大化的減少整體系統(tǒng)在導(dǎo)線上的功耗 [4]。為系統(tǒng)提供了穩(wěn)定性的保障。 模塊化的設(shè)計和電路板的最大集成方式，能夠在某塊電路板上出現(xiàn)問題時快速而及時的維修或替代，在最大程度上讓語音控制系統(tǒng)適應(yīng)不同環(huán)境的操作 [19]。 本設(shè)計中把硬件的電路各功能模塊進(jìn)行 獨立設(shè)計電路板，如語音芯片 LD3320A、LCD160繼電器、電源管理電路等，這是為了便于調(diào)試、安裝，與此同時，單獨做板還可以便于電路板的更換。 整體硬件電路圖，如圖 2所示。 語音型家用電器控制系統(tǒng)設(shè)計 4 圖 2 整體硬件電路圖 該作品中主要由 主控芯片 IAP15F2K61S2；語音芯片 LD3320A； LCD1602；繼電器組成，其中主控芯片 IAP15F2K61S2 負(fù)責(zé)判斷是否收到信號，并作出相應(yīng)的響應(yīng)；語音芯片 LD3320A 負(fù)責(zé)接收語音信號； LCD1602 顯示器負(fù)責(zé)顯示對應(yīng)輸出的狀態(tài) [5]；我們用三個繼電器分別代表電燈、水 壺和電風(fēng)扇 ,同時用紅、黃、綠三種顏色的 LED 小燈的亮否分別對應(yīng)三種繼電器的閉合與斷開，例如當(dāng)輸入語音信號“開燈”時，對應(yīng)電燈的繼電器閉合，同時代表電燈的紅色小燈會亮。 2 語音控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 及軟件調(diào)試 主控模塊 該作品的核心處理器是使用 IAP15F2K61S2 單片機(jī)， IAP15F2K61S2 單片機(jī)一個芯片是一款單片機(jī)，它不需要任何外部晶振，不需要外部復(fù)位，低功耗、市場價格低，可在線編程，無需其他仿真器。外圍電路簡單方便的功能得到大家一致好評。 IAP15F2K61S2單 片機(jī)如圖 3所示。 STC15 單片機(jī)的功能模塊 （ 1） 40 針腳 STC15 系列單片機(jī)控制器芯片插座 。 （ 2） 與 8 個 8位 8 段 常見的陽極 LED 顯示模塊輸出和 LCD1602 接口。 （ 3）電源 USB 和外接 8 12V 直流電源的雙電源供電 [18]。 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 5 （ 4） USB 板載功能串行通信功能，能夠完成與 PC單片機(jī)的串行通信。單總線擴(kuò)展，可以添加其他的單總線接口設(shè)備。 I2C 總線， I2C 總線可以做實驗。 （ 5）下載板載 USB ，串口下載，無需額外的編程 。可以支持串口下載。 圖 3 IAP15F2K61S2 單片機(jī) STC15 IAP15F2K61S2 系列芯片 功能特色 （ 1） STC15 IAP15F2K61S2 系列芯片在系統(tǒng)和應(yīng)用程序中可以進(jìn)行編程，不需要一個程序員，不需要模擬器 [6]。具有很好的操作性，它可以被用來當(dāng)模擬器。 （ 2）增強(qiáng)型 8051 CPU
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