黃冬林 付興 江憲長

摘 要：隨著語音識別技術的成熟發(fā)展，嵌入式功能的日漸強大，嵌入式語音控制系統(tǒng)的需求和應用也越來越廣泛?；贚D3320的非特定人識別控制系統(tǒng)，硬件模塊選型合理，程序功能設計完善，系統(tǒng)識別率高，穩(wěn)定性好，方便集成，較理想地實現(xiàn)了非特定人通過語音指令控制家電系統(tǒng)開關的功能，在工業(yè)自動控制、醫(yī)療系統(tǒng)以及智能家居等很多領域具有廣闊的市場前景。

關鍵詞：單片機；語音識別；智能家居

1.設計的背景及意義

伴隨中國城鎮(zhèn)化的加速，以及住宅產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，小區(qū)智能化系統(tǒng)在中國已經(jīng)得到廣泛應用，隨著社會經(jīng)濟水平的發(fā)展，現(xiàn)在人們的生活追求個性化、自動化，追求充滿樂趣的生活方式，生活家居要求一種人性化、智能化，電力自動化與計算機技術的應用，給人們的家居生活帶來了全新的感受，目前最為流行實用的功能子系統(tǒng)就包含智能家居系統(tǒng)，利用語音識別技術控制家電電器開關，還能起到改善環(huán)境、提高工作效率的顯著效果。整個系統(tǒng)的硬件電路主要包括核心主控制和語音識別兩個部分主控制部分為STC公司STC12LE5A60S2單片機，語音識別部分為LD3320語音識別芯片系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)方案

2.1系統(tǒng)的設計要求

利用LD3320語音芯片，設計麥克風偏置、單片機控制器、模擬電源輔助等接口電路，編寫驅(qū)動程序，設計的“語音識別模塊”，實現(xiàn)了“家電控制命令”的識別，識別率高，不必人工訓練，都可輕松使用。

2.2無線信息傳輸?shù)倪x擇

利用HC-05藍牙發(fā)射/接收模塊完成“操作指令”的發(fā)送和接收。為了實現(xiàn)對家電電器的控制，我們采用LED燈和繼電器模擬實物電燈或者家電，通過語音識別去控制家電的開關，為降低其他音源影響，提高識別率，本系統(tǒng)采用兩級指令完成對系統(tǒng)的控制。

2.3非特定人語音識別模塊設計

LD3320內(nèi)部集成了快速穩(wěn)定的優(yōu)化算法，因此不需外接Flash和RAM等存儲設備，同時LD3320也不需要用戶事先訓練和錄音來完成非特定人的語音識別， 因此LD3320的語音識別率比較穩(wěn)定，準確率也比較高。

2.4語音芯片NY3P035

此語音芯片是針對市場推出的一款具有PWM輸出的OTP語音標準芯片。共有三個IO口，外圍最低僅需要一個104電容就可以穩(wěn)定地工作，產(chǎn)品方案成本極低。此語音芯片內(nèi)置電阻，沒有外圍元件，外圍電路只需要一個104電容。管腳圖如圖所示：

該芯片的工作電壓：2.2—5.5V，使用范圍寬。輸出方式為PWM輸出，可以通過單片機最少2個IO口控制多達32段聲音任意調(diào)用和組合的語音標準芯片。

3.主電路的設計

基于51單片機的智能語音識別家居控制系統(tǒng)以STC89C51作為主控芯片。在設置時，分為三檔，輸出不同的PWM占空比對LED的電流進行控制，從而實現(xiàn)了對光度的調(diào)節(jié)。在自動控制時，通過ADC0809模擬-數(shù)字轉換芯片不斷檢驗光敏電阻的電壓來間接測量感應光度，將電壓和預設的閾值進行對比，調(diào)整PWM的占空比對LED的電流進行控制，從而實現(xiàn)了對光度的自動調(diào)節(jié)?？傮w框圖如下圖。

此論文由西北民族大學電氣工程學院“雙E”項目資助，項目編號為：20171812。