朱澤琳 王啟元

摘要：我們?cè)O(shè)計(jì)的貼片致力于縮小防丟貼片的體積，達(dá)到mini便攜化。通過咪頭接收語(yǔ)音信號(hào)，LD3320對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波和處理，內(nèi)部DAC驅(qū)動(dòng)功放，MCU連接外設(shè)、綜合決策是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)。通訊電路作為MCU與手機(jī)通訊的橋梁，實(shí)現(xiàn)對(duì)貼片的參數(shù)設(shè)置，客戶在手機(jī)app端可即時(shí)看到各個(gè)防丟貼片的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：防丟貼片；MSP430系列單片機(jī)； LD3320芯片；mini便攜

一、引言

當(dāng)今時(shí)代人們?cè)诩抑薪?jīng)常找不到常用物品（如遙控器、鑰匙、手機(jī)等），出門在外容易丟失錢包、文件等重要物品，老人小孩容易走失。我們從日常生活著手，設(shè)計(jì)了一款防丟貼片。該貼片通過手機(jī)端對(duì)各防盜貼片進(jìn)行備份，通過聲音信號(hào)控制迅速得知所求物品位置。當(dāng)在手機(jī)中啟動(dòng)特定某物體的備份后，若該物品與用戶距離達(dá)到一定數(shù)值后，防丟貼片即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示隨身攜帶，防止遺忘和尋找物品的不便解決了實(shí)際生活面臨的問題，受眾面廣，可廣泛用于日常生活[1]。

二、貼片系統(tǒng)硬件主設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的電路可概括為四個(gè)部分：語(yǔ)音識(shí)別及功放電路、主控電路、電源管理電路、通訊電路。

語(yǔ)音識(shí)別及功放電路：該電路的核心為L(zhǎng)D3320芯片，該芯片是一款“ 語(yǔ)音識(shí)別”專用芯片，由ICRoute公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)。該芯片集成了語(yǔ)音識(shí)別處理器和一些外部電路，包括AD、DA轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口等，搭配咪頭與功放電路即可實(shí)現(xiàn)所需功能。應(yīng)用在本項(xiàng)目中可以縮小體積，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的mini化。主控電路：為了滿足該設(shè)備在功耗、性能、體積等方面的要求，所選用的MCU需要滿足以下要求：①低成本；②高能效；③高休眠效率；④高集成度。綜合考慮后預(yù)選用MSP430系列單片機(jī)[2]。該系列單片機(jī)是TI 1996年開始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集的混合信號(hào)處理器。在便攜式設(shè)備上的到了廣泛應(yīng)用。本產(chǎn)品中選用該芯片作為控制核心，主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和對(duì)功能電路的總控制。電源管理電路：考慮目標(biāo)產(chǎn)品的功耗要求與成本因素，預(yù)選用小容量的聚合物鋰離子電池。加入電源管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)電量狀態(tài)并可通過多種方法實(shí)現(xiàn)預(yù)警。通訊電路：該部分電路作為手機(jī)與MCU溝通的橋梁，可進(jìn)行產(chǎn)品的功能配置、狀態(tài)監(jiān)視以及在線升級(jí)[3]。由NRF51822芯片及其輔助電路組成，通過串口與MCU連接，實(shí)現(xiàn)MCU與手機(jī)數(shù)據(jù)的雙向傳輸

三、貼片系統(tǒng)軟件主設(shè)計(jì)

移動(dòng)端軟件設(shè)計(jì)：該軟件的主要功能是對(duì)語(yǔ)音尋物器的設(shè)置與管理。通過調(diào)用手機(jī)的藍(lán)牙與語(yǔ)音尋物器建立連接，并接收尋物器的特征碼（每個(gè)尋物器具有唯一的特征碼），在系統(tǒng)中添加信息。之后便可在APP中設(shè)置喚醒語(yǔ)音和相關(guān)信息，設(shè)置完畢后通過藍(lán)牙將配置信息發(fā)送至下位機(jī)并寫入flash。為使功耗降至最低，MCU大部分時(shí)間應(yīng)處于休眠狀態(tài)，通過LD3320的中斷引腳喚醒；并且藍(lán)牙的工作與否應(yīng)由MCU控制。工作狀態(tài)下，Mic接收到語(yǔ)音流后，通過LD3320進(jìn)行頻譜分析、特征提取并與已寫入數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，對(duì)識(shí)別結(jié)果做出應(yīng)答，即LED閃爍并驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音或?qū)ο到y(tǒng)設(shè)置等。

四、結(jié)論

我們?cè)O(shè)計(jì)的貼片實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音識(shí)別和聲音控制。人們發(fā)出聲音信號(hào)，芯片識(shí)別后貼片即發(fā)出報(bào)警信號(hào)報(bào)告其位置所在。更加方便快捷，滿足即時(shí)所需。實(shí)現(xiàn)了雙向控制。物品丟失人們可以通過手機(jī)端在線控制，即時(shí)獲取物品地點(diǎn)，達(dá)到防丟[4]。同時(shí)貼片可以反向控制手機(jī)，如若手機(jī)丟失，按下貼片按鈕，即可控制手機(jī)并得知手機(jī)地點(diǎn)，達(dá)到防盜。

參考文獻(xiàn)

[1]有了防丟貼片，再也不怕落東西[J].現(xiàn)代班組，2015（12）：16.

[2]盧慶林.基于單片機(jī)MPS430F的無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2014，33（12）：74-77.

[3]周桂宇，黃興勇，殷夢(mèng)鑫.基于51單片機(jī)的智能家居假山音樂盆景的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（15）：259-260.

[4]李陽(yáng)，吳怡敏，龍繼權(quán)，曹可，林小妹.基于物聯(lián)網(wǎng)的生活物品防丟器的可行性分析[J].無線互聯(lián)科技，2018，15（17）：19-21+37.

作者簡(jiǎn)介：

朱澤琳（1997.09），女，錫伯族，遼寧省鐵嶺市，本科生自動(dòng)化專業(yè)

王啟元（1997.07），男，漢族，河南省駐馬店市，本科生自動(dòng)化專業(yè)