【正文】 語音控制功能：具有語音提示 ，留言，播放留言 和識別“開門，關(guān)門 ，密碼鎖門，外出，錄音，播放 ” 等基本的語音指令和執(zhí)行相應(yīng)的操作功能 ， 進(jìn)入外出模式時，有人敲門 播放提示音和用戶的留言 ，用戶歸來可以播放來賓的留言 。目前智能家居的成本大部分在非硬件成本上，由于規(guī)模上不去，分?jǐn)偟矫總€產(chǎn)品的運(yùn)營成本以及開發(fā)成本就很高。這就造成合格的市場推廣人員比較少，不能大面積地進(jìn)行智能家居的普及和宣傳，普通老百姓不了解智能家居可以帶來諸多好處，當(dāng)然也不能成為潛在的營銷對象。目前智能家居主要的銷售渠道有和開發(fā)商合作在新建小區(qū)預(yù)裝智能家居系統(tǒng)、和裝修設(shè)計公司合作在新裝修的住宅安裝智能家居系統(tǒng) 等。也就是說，絕大多數(shù)的智能家居系統(tǒng)只能應(yīng)用在新建成以及重新裝修的住宅上。對于無線系統(tǒng)來說，也要有一定程度的施工。裝修設(shè)計人員 對智能家居大多不熟悉，智能家居方案商和裝修設(shè)計師之間溝通難度大。目前雖然很多廠家都提到即將實(shí)現(xiàn)萬元級別的智能家居系統(tǒng)，但是市面上萬元級別的、功能比較完善的智能家居系統(tǒng)還遲遲不見推出，主流的國產(chǎn)智能家居系統(tǒng)價格都在兩三萬以上，而國外品牌則大多在十萬以上。很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為智能家居市場正處于“黎明前的黑暗”時期，即將迎來爆發(fā)式增長的階段。 智能家居的概念傳入中國已有近十年的時間了，國內(nèi)的一些廠商也與 2020 年左右進(jìn)入智能家居行業(yè)，并且陸續(xù)有一些智能家居系統(tǒng)推向市場。 本系統(tǒng)在軟件和硬件上都進(jìn)行 抗干擾等優(yōu)化設(shè)計，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，具備一定的實(shí)用功能 ，詳細(xì)功能 請參閱設(shè)計要求，詳細(xì)使用方法請參閱使用手冊 。 本系統(tǒng)的特別之處在于具有 語音控制和 用戶 與 來賓之間的語音留言功能，這也是本產(chǎn)品的核心技術(shù)， 語音控制 模塊由語音傳感器和相關(guān)芯片組成，實(shí)現(xiàn)對語音 命令的識別和錄音，播放錄音， 用戶可以為來賓留言或來賓為用戶留言， 提高使用的方便性。 本系統(tǒng)將語音控制功能 ，電機(jī)驅(qū)動與傳感功能 和密碼開關(guān)功能結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的智能 自動 控制 。 鑒于目前的用戶擁有多部安卓智能機(jī)，即有多余的安卓智能機(jī)的電源適配器，為了降低成本，最大限度地使用這些資源， 決定采用安卓智能機(jī)的電源適配器為本產(chǎn)品供電 ， 而且目前多 數(shù) 用戶擁有充電寶，本系統(tǒng)在停電時可用充電寶供電， 防止 停電時候系統(tǒng)無法運(yùn)行 ，電機(jī)使用 220V 供電，并且與控制系統(tǒng)分開供電 ，提高系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性能。本文將就這些方面進(jìn)行分析，以了解智能家居市場進(jìn)展緩慢的原因。但是目前智能家居市場還是保持一種不溫不火的狀態(tài)，就算最大的智能家居廠商每年也不過幾千萬的銷售額，和業(yè)內(nèi)人士的預(yù)測和期望相距甚遠(yuǎn)。 首先是智能家居系統(tǒng)的價格門檻高。而且，安裝智能家居系統(tǒng)一般需要在裝修設(shè)計階段就考慮到如何進(jìn)行系統(tǒng)布線、如何安放智能家居系統(tǒng)設(shè)備。對于有線系統(tǒng)來說，需要復(fù)雜的布線，對已裝修完畢的用戶來說，安裝這樣的系統(tǒng)只能破壞已有的裝修。應(yīng)用這種無線家居系統(tǒng)同樣需要重新布線。 最后是對市場推廣人員的要求比較高。對于裝修設(shè)計渠道來說，同樣存在項目跟進(jìn)周期長的問題，所以主要針對的目標(biāo)市場是別墅，這樣才可能有較大的合同金額和收益。要解決價格虛高，關(guān)鍵在于產(chǎn)品的規(guī)模。到那時候，智能家 居才能迎來爆發(fā)式增長的階段。 4. 萬年歷功能：當(dāng)系統(tǒng)長時間無操作時，啟動萬年歷功能，并在 LCD 屏上顯示當(dāng)前的日期。 122 性能要求 ： 本系統(tǒng)屬于低端的智能系統(tǒng)，對其處理器的運(yùn)算能力和系統(tǒng)智能程度要求不高， 短時間內(nèi)需要處理的數(shù)據(jù)量不多， 但其應(yīng) 較快，較準(zhǔn)確地響應(yīng)用戶的指令，而且 具有良好的安全和穩(wěn)定性能。住宅智能化是我國未來智能住宅建筑的重點(diǎn)發(fā)展方向，而智能 門鎖是這方面 的技術(shù)熱點(diǎn)，雖然這方面的資料比較多，但是 功能單一，設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理，甚至只是照搬他人的設(shè)計，夸大產(chǎn)品的性能 ，并且這些 產(chǎn)品較雜亂，無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，性能差 ，即使有部分產(chǎn)品的性能較好，但是價格又比較昂貴，并且受距離和容量的限制。 方案二： 基于 AT89C51 單片機(jī)， 采用 LD3320 語音 識別 芯片 和 AT24C32 EEPROM 存儲器 ，能夠識別特定的語音命令，播放特定的語音，采用矩陣鍵盤數(shù)字密碼鎖和字符型 LCD 顯示屏，僅使用 HCSR501 紅外感應(yīng)模塊感應(yīng)門外的人 并點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈 ，開發(fā)基于 DS3231 芯片 的萬年歷，在 LCD 顯示屏上顯示當(dāng)前的日期 ，用步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行相關(guān)指令。 42 系統(tǒng)框圖如下： 語音錄放模塊 語音識別模塊 紅外感應(yīng)模塊 密碼輸入及 LCD 顯示模塊 單片機(jī)控制系統(tǒng) 電機(jī)驅(qū)動 與傳感 模塊 EEPROM 外存模塊 電源模塊 鍵盤示意圖： LCD 顯示屏 0 1 2 密碼 3 4 5 開 /關(guān) 刪除 6 7 8 下一條 日期 9 錄音 播放 確定 外出 萬年歷模塊 43 系統(tǒng)運(yùn)行過程： 本系統(tǒng)具有普通鎖門和密碼鎖門兩種方式，當(dāng)門處于開的狀態(tài)時，用戶語音輸入“關(guān)門”命令或按下鍵盤中“開關(guān)”鍵時，電機(jī)驅(qū)動門閉合和上鎖，此時門處于普通鎖狀態(tài)，只需要語音輸入“開門”命令或再次按下“開關(guān)”鍵，即可開門 。 錄音結(jié)束后，用戶或來賓可在 10 秒內(nèi)自由刪除當(dāng)前的錄音， 10 秒后需密碼才可刪除 。 五 ． 詳細(xì)設(shè)計方案 51 硬件設(shè)計方案 511 音控模塊設(shè)計 一． 語音錄放系統(tǒng)設(shè)計 管腳描述 WTVSR利用 SPIFLASH存儲語音信息，錄音時間的長短跟所掛的 SPIFLASH容量有關(guān)。 P 1 4P 1 5P 1 6NCP 1 7NC/ R E S E TA U D I O _ LS P +S P DIDOC L KG N D CSP 0 5P 0 4P 0 3P 0 2P 0 1P 0 0+ 3 . 3 VNCM I C +NCL I N E I NP 0 6P 0 7114 1528引腳 描述 功能 引腳 描述 功能 1 P14 BUSY 輸出 15 /CS SPIFLASH_CS，下載數(shù)據(jù)用 2 P15 內(nèi)部功能使用 16 P05 按鍵 3 P16 內(nèi)部功能使用 17 P04 按鍵 4 NC 空 18 P03 三線串口 DATA/按鍵 5 P17 內(nèi)部功能使用 19 P02 三線串口 CLK/按鍵 6 NC 空 20 P01 三線串口 CS/按鍵 7 /RESET 復(fù)位腳，保持低電平 10ms 有效 21 P00 按鍵 8 AUDIOL 外接功放音頻輸出正極 22 電源正 9 SP 直接驅(qū)動揚(yáng)聲器輸出負(fù)極 23 NC 空 10 SP+ 直接驅(qū)動揚(yáng)聲器輸出正極 24 MIC+ 麥克風(fēng)錄音正極接口 11 DI SPIFLASH_DI，下載數(shù)據(jù)用 25 NC 空 12 DO SPIFLASH_DO，下載數(shù)據(jù)用 26 LINE IN 外部音源線路錄音輸入端 13 CLK SPIFLASH_CLK，下載數(shù)據(jù)用 27 P06 按鍵 14 GND 地 28 P07 按鍵 WTVSR 擁有 MP3 模式、按鍵一對一模式、并口模式和三線串口模式。同一組的語音重新錄制時，會將原來的語音覆蓋。所上傳的語音文件格式為 WAV。同時軟件支持 TF 卡驅(qū)動，支持電腦直接更新 spi flash 的內(nèi)容，支持 FAT1 FAT32 文件系統(tǒng)。不計算起始、結(jié)束。 * 文件的名字不限，但上面指令說到的 【 00 01】是指第 1 個 MP3 文件 ，【 00 03】是指第 3 個 MP3 文件。本芯片 不需要外接任何的輔助芯片如 Flash、 RAM 等，直接集成在現(xiàn)有的產(chǎn)品中即可以 實(shí)現(xiàn)語音識別 /聲控 /人機(jī)對話功能。 詳細(xì)說明如下 ： 電壓要求 VDD 數(shù)字電路用電源輸入 V – V VDDIO 數(shù)字 I/O 電路用電源輸入 V – VDD VDDA 模擬電路用電源輸入 V – V 建議用戶可以用統(tǒng)一的 電壓輸入以簡化設(shè)計 。此時只使用 4 個 管腳：片選（ SCS*） 、 SPI 時鐘（ SDCK） 、 SPI 輸入 (SDI)和 SPI 輸出（ SDO） 。比如設(shè)置標(biāo)志位、 讀取狀態(tài)、向 FIFO 寫入數(shù)據(jù)等。在這期間， SCS*必須保持在有效（低 電平）。但是除了在 本文檔里介紹的寄存器，其他大部分為測試或保留功能的寄存器，請用戶參 考本文檔的用法。 DSP：本文檔中專指本芯片 DSP LD3320 內(nèi)部的專用 DSP，實(shí)現(xiàn)語音識別和語音播放的算法。 溫度補(bǔ)償 (可選擇，出廠時未設(shè) )：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至 30～ 32℃，探測距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償。 (此時間可設(shè)置在零點(diǎn)幾秒 — 幾十秒鐘 )。 三． 使用說明 : 1. 感應(yīng)模塊通電后有一分鐘左右的初始化時間，在此期間模塊會間隔地輸出 03 次，一分鐘后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。 四． 感應(yīng)范圍 及原理圖 514 DS3231 萬年歷及 EEPROM AT24C32 外存設(shè)計 一． DS3231 概述 DS3231 是低成本、高精度 I178。 DS3231 提供商用級和工業(yè)級溫度范圍，采用 16 引腳 300mil 的 SO 封裝。提供兩個可設(shè)置的日歷鬧鐘和一個可設(shè)置的方波輸出。另外， /RST 監(jiān)視引腳可以作為產(chǎn)生外部復(fù)位的手動輸入。 2ppm 176。 C 至 +70176。 3176。 AT24C 為系列號，數(shù)字部分為 K 位容量， AT24C32 為 32K。 五．原理圖 515 電源模塊設(shè)計 本系統(tǒng)的供電模塊直接采用安卓智能手機(jī)的電源適配器 516 電機(jī)驅(qū)動 模塊設(shè)計 一 ． 概述與特點(diǎn) ULN2020 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個硅 NPN 達(dá)林頓管組成。 方框圖 二． 極限值 (若無其它規(guī)定， Tamb=25℃ ) 三． 電特性（若無其它規(guī)定 , Tamb=25℃） 四． 原理圖 517 LM393 紅外接近開關(guān)模塊設(shè)計 一． 模塊描述 該傳感器模塊對環(huán)境光線適應(yīng)能力強(qiáng)，其具有一對紅外線發(fā)射與接收管，發(fā)射管發(fā)射出一定頻率的紅外線，當(dāng)檢測方向遇到障礙物（反射面）時，紅外線反射回來被接收管接收，經(jīng)過比較器電路處理之后，綠色指示燈會亮起，同時信號輸出接口輸出數(shù)字信號（一個低電平信號），可通過電位器旋鈕調(diào)節(jié)檢測距離，有效距離范圍 2～ 30cm，工作電壓為 。 傳感器主動紅外線反射探測 ,因此目標(biāo)的反射率和形狀是探測距離的關(guān)鍵。GNDGND。使我無論在理論基礎(chǔ)知識還是在實(shí)際操作能力上都有了較大的提高。從 中又學(xué)到了很多知識。 謝 老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)和 他 敏捷的思維、飽滿的工作熱情以及對我的耐心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求給我留下了深刻的印象，使我在理論和實(shí)際應(yīng)用兩方面的能力都得到了很大的提高，使我受益匪淺。 感謝全體同學(xué)，你們的關(guān)心和友愛使我很感動！ 感謝我的父母對我的養(yǎng)育之恩 ! 感謝所有幫助過我的人們 ! 最后，再次感謝 謝元成 老師對我的鼓勵、支持與關(guān)懷，這些我將永生難忘！ 十二 .附錄 附錄一 ：系統(tǒng)電路圖 附錄二 ：控制程序 附錄三 ：元件清單