陳楚婷

摘? 要：本設(shè)計(jì)采用了ZigBee無線通信技術(shù)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別、人體紅外感應(yīng)、電氣控制這三個(gè)功能。采用不需要連接互聯(lián)網(wǎng)的語音識(shí)別模塊，來實(shí)現(xiàn)沒有互聯(lián)網(wǎng)情況下，也能對家里電器實(shí)現(xiàn)語音控制。此外，對人體紅外模塊組合設(shè)計(jì)，能夠感應(yīng)到人是進(jìn)入房間還是出去房間，提高了智能家居的智能感知能力。通過聯(lián)調(diào)測試滿足語音識(shí)別控制燈和風(fēng)扇和人進(jìn)門燈開、人離開門燈滅這兩個(gè)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：語音識(shí)別;ZigBee;人體紅外模塊

中圖分類號(hào)：TP391.4? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）08-0099-02

Abstract： ZigBee wireless communication technology is adopted in this design. On this basis， speech recognition， human infrared induction and electrical control are realized. The voice recognition module without Internet connection is used to realize voice control for home appliances without Internet. In addition， the combination design of human body infrared module can sense whether people enter or leave the room， which improves the intelligent perception ability of smart home. Through the joint debugging test， the two results of voice recognition control lamp， fan and people's door lamp on and people's door lamp off are met.

Keywords： speech recognition; ZigBee; human body infrared module

1 概述

據(jù)了解，市面上其他語音識(shí)別產(chǎn)品幾乎都是需要連接互聯(lián)網(wǎng)才能正常工作，針對這個(gè)情況，采用了不需要連接互聯(lián)網(wǎng)的語音識(shí)別模塊，來實(shí)現(xiàn)沒有互聯(lián)網(wǎng)情況下，也能對家里電器實(shí)現(xiàn)語音控制。據(jù)調(diào)查，在智能家居中應(yīng)用的人體紅外模塊只能對感應(yīng)區(qū)域內(nèi)活動(dòng)的人體作出反應(yīng)，當(dāng)人靜止時(shí)是無法作出反應(yīng)，導(dǎo)致智能家居的智能感知能力方面不高（開了燈之后，人走出房門燈不會(huì)自動(dòng)關(guān)），針對這個(gè)情況對人體紅外模塊組合設(shè)計(jì)，能夠感應(yīng)到人是進(jìn)入房間還是出去房間，提高了智能家居的智能感知能力。通過聯(lián)調(diào)測試滿足語音識(shí)別控制燈和風(fēng)扇和人進(jìn)門燈開、人離開門燈滅這兩個(gè)結(jié)果。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要應(yīng)用場景是臥室、宿舍。

2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

語音交互智能家居系統(tǒng)中用戶對語音識(shí)別模塊發(fā)出語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊識(shí)別成功后通過串口發(fā)送到與其連接的ZigBee協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器識(shí)別接收到的串口命令后通過ZigBee自帶的無線傳輸發(fā)送到ZigBee終端，根據(jù)發(fā)送的命令相應(yīng)的終端通過繼電器控制燈或風(fēng)扇;在燈終端中通過人體紅外傳感器檢測人進(jìn)門或出門，當(dāng)人體紅外傳感器檢測到人進(jìn)入門口時(shí)，光敏傳感器檢測房間光照，當(dāng)房間光照達(dá)到閥值時(shí)，光敏傳感器向燈終端發(fā)送數(shù)字信號(hào)高電平，當(dāng)燈終端檢測到光敏傳感器發(fā)出高電平數(shù)字信號(hào)就控制繼電器使燈點(diǎn)亮，當(dāng)人體紅外傳感器檢測到人離開門口時(shí)，燈終端延時(shí)一段時(shí)間控制繼電器使燈滅。系統(tǒng)總體框圖見圖1。

3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

（1）YS-LDV5語音模塊：具有人機(jī)對話、MP3播放、USB接口讀取TF卡、8個(gè)可控IO口、串口輸出識(shí)別碼功能。

（2）CC2530 ZigBee模塊：ZigBee是成本低、功耗低無線通信技術(shù)，它的自組網(wǎng)技術(shù)可以方便的使家中的各種電器設(shè)備組成一個(gè)區(qū)域網(wǎng)，信息傳送的可靠性也極高。使用ZigBee作為智能家居內(nèi)網(wǎng)可以方便的對家里的電器進(jìn)行控制和對安防預(yù)警信息進(jìn)行采集。

（3）光敏電阻傳感器模塊：本系統(tǒng)中使用了光敏電阻傳感器模塊，此模塊可以感應(yīng)光線的強(qiáng)弱以此來輸出不同的電平信號(hào)給單片機(jī)，以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感知白天黑夜的功能。

（4）人體感應(yīng)模塊：本系統(tǒng)使用了人體紅外感應(yīng)模塊，此模塊利用紅外線熱釋電原理檢測感應(yīng)區(qū)域是否有人活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)感知是否有人在周圍。

（5）繼電器模塊：可以選擇高低電平觸發(fā)，通過上面的跳帽可以選擇方便使用者設(shè)置使用，并且輸入端的電壓和輸入信號(hào)電壓是3.3V，ZigBee模塊IO輸出高電平是3.3V，可以減少開發(fā)時(shí)間。

4系統(tǒng)工作流程

該系統(tǒng)分為兩個(gè)流程。語音控制部分和智能感知控制部分。在語音控制部分中，對協(xié)調(diào)器中的語音模塊發(fā)出語音控制命令，協(xié)調(diào)器通過ZigBee將命令發(fā)送到燈終端或風(fēng)扇終端，終端中的ZigBee接收到命令后執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。在智能感知控制部分，當(dāng)人進(jìn)門經(jīng)過燈終端，該終端上的人體紅外傳感器感應(yīng)到人進(jìn)入房間時(shí)通過光敏傳感器判斷是否達(dá)到開燈的亮度，達(dá)到則開燈，否則保持關(guān)燈狀態(tài);當(dāng)出房門時(shí)燈終端的人體紅外傳感器，感應(yīng)到人離開時(shí)，延時(shí)一定時(shí)間，使燈狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)閉。具體工作流程見圖2。

5 結(jié)束語

綜合考慮到實(shí)際應(yīng)用中的布線問題，采用ZigBee無線通信技術(shù)。因?yàn)閆igBee具有低功耗、少成本的優(yōu)點(diǎn)， 它的自組網(wǎng)技術(shù)不僅可以讓家中的各種電器設(shè)備組成一個(gè)區(qū)域網(wǎng)，而且信息傳送的可靠性也極高。由于市面上在智能家居中應(yīng)用的人體紅外模塊只能對感應(yīng)區(qū)域內(nèi)活動(dòng)的人體做出反應(yīng)，當(dāng)人靜止時(shí)是無法做出反應(yīng)，導(dǎo)致智能家居的智能感知能力方面不高（開了燈之后，人走出房門燈不會(huì)自動(dòng)關(guān)），因此，針對這個(gè)情況對人體紅外模塊組合設(shè)計(jì)，使能夠感應(yīng)到人是進(jìn)入房間還是出去房間，提高了智能家居的智能感知能力。即使我沒有做出口令，它也能夠真正的懂我，那才是真正的智能！

同時(shí)，該系統(tǒng)可以應(yīng)用在盲人這個(gè)群體，因?yàn)樗麄兛床灰?，在生活中，如果通過觸摸或遙控的方式來控制家里的電器開關(guān)，不僅麻煩，還存在著一定的危險(xiǎn)，如果他們可以通過語音方式控制，使生活更方便快捷，更加安全！

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