基于单片机的智能语音控制系统【字数：8419】
摘 要语音识别的应用与普及给各类家电、家具智能化开辟了新方式。本次课题是基于单片机的智能语音控制系统，采用STM32为主控芯片，通过FSMC接口外接ILI9325LCD显示屏，利用GPIOA6连接DHT11温湿度传感器。语音识别模块为庆科科技的VBS7100-STORY语音识别开发板，使用UART串口3连接STM32F103ZET6主控板。软件部分采用C语言编程，主要由各模块初始化程序、串口处理程序、LCD显示程序组成。最终完成LCD显示温湿度信息（语音识别过程中显示“正在开灯”、“正在关灯”提示信息）、语音识别控制灯光亮灭、语音识别播报温度信息等功能。实现语音控制在单片机上的应用。
目录
1. 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题研究目的及意义 2
1.3论文主要工作及结构安排 2
2. 硬件设计方案 3
2.1系统硬件设计方案 3
2.2所需芯片与元器件 3
2.2.1 STM32F103ZET6主控芯片 3
2.2.2 VBS7100STORY语音识别模块 4
2.2.3 ILI9325LCD显示屏 7
2.2.4 DHT11温湿度传感器 7
3. 软件设计方案 10
3.1智能语音控制系统整体设计 10
3.2 主程序 11
3.3 UART串口处理程序 11
3.4 STM32LED子程序 13
3.5 DHT11温度传感器子程序 13
4. 论证与调试 15
4.1调试测试过程 15
4.2所遇问题与解决方法 16
结语 18
参考文献 19
致谢 20
1. 绪论
1.1课题背景
俗话说，“懒人是推动社会进步的第一生产力”，外卖、移动支付、共享单车都是诞生于互联网“懒人”热潮下，为了更便利的生活而生。然而动动手点击依然满足不了当代“懒人”的需求。于是语音控制应运而生，人们寄希望于只需要动动嘴就可以实现对各种生活场景的控制[1]。
从第一次工业革命瓦特发明蒸汽机开始 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
，人类初步掌握如何控制各种能量转化为自己需要的能，到今日已经可以实现7nm制程工艺芯片[2]，集成电路发展飞速，电路、机械控制早已不是制约智能语音控制的瓶颈。而语音识别正真为普通大众使用是苹果在2011年发布的iphone4s上的siri，到今天也不过8年[3]。虽然近8年来语音识别已发生巨大进步，在准确度、功能性上都取得了巨大进步，但依然有很多难关仍待突破。
80年代末期，卡内基梅隆大学研制的SYPHNX系统首次实现了大词汇、无特定人的连续语音识别，语音识别从此进入一个黄金发展时期[4]。来到20世纪90年代后，IBM、苹果、AT&T（摩托罗拉）和NTT都开始斥巨资开展语音识别研究，此后一段时间取的了巨大提升。
虽然现在语音识别尚不能做到100%识别率且识别速度、使用门槛均有限制但巨头们都已忍不住抢先发布各类语音控制助手或硬件，足以看见语音控制领域未来是多么大的一块“蛋糕”[6]。据公开数据显示，到2020年语音识别的市场将可超过200亿美元，而语音识别也将应用于更多领域[7]。
国内语音识别技术起步较国外相比并不落后，我国早在1986年中国高科技计划（863计划）就将语音识别研究作为了一项重要课题。相比较美国在20世纪80年代就开展过一项DARPA战略计划，其中就有噪声下的语音识别系统。而邻国日本也在1981年,第五代计算机计划中提出过语音识别技术的相关目标[8]。历经30多年的发展各国语音识别技术都有了长足的进步，近些年来涌现的各类智能音响以及各品牌手机语音助手便是语音识别商用的典范。虽然语音控制尚存在许许多多的问题困难，但相信未来语音控制智能家居一定会成为主流。以互联网企业小米为例，其近两年来推出过多款智能音响主打语音识别、利用与小米智能家电组网实现语音控制，而其语音识别系统小爱同学，深受欢迎[9]。除小米外，百度、阿里、华为、oppo、vivo等等互联网巨头企业均推出过语音音响、语音助手等产品服务，从国内巨头纷纷布局语音识别控制领域行径，足以见得语音识别市场潜力巨大，将会是下一场互联网战争的主要战场之一。
1.2课题研究目的及意义
本次课题研究目的旨在探索如何使用单片机实现一个小型语音控制系统以及采用单片机形式构造低成本语音控制智能硬件的可靠性。同时在实现语音控制系统时，我们会遇到的一系列问题，例如语音识别模块如何配置、串口协议如何编写、传感器模块时序等等。解决这些问题恰好运用大学所学电路、数电、模电、c语言等一系列课程所学知识，也是对大学所学知识运用的一次大考验。最后我们将用STM32完成一个小型语音控制系统，实现语音识别开关灯、读取温度等功能。
现阶段语音控制主要应用于各类语音助手，装载与智能音响、智能手机中依靠互联网云数据实现语音识别。2019年将是5G元年，5G将会为我们带来更可靠更高速更大容量的网络，这意味着万物互联的时代或将到来，这会为智能家居市场带来前所未有的机遇，而语音控制作为智能化家居的主要控制方式也将会迎来春天[10]。现阶段语音控制主要存在用户体验较差，费用高昂等等问题。对此，采用STM32作为主控芯片、阿里云端语音识别实现低成本的语音控制解决方案。课题研究面对现实市场，研究高价低体验的解决方案，具有重要现实意义和价值。
1.3论文主要工作及结构安排
本文研究内容是智能语音控制系统，主要应用场景在于家庭环境，解决释放双手的智能化家居。系统主要由阿里云端语音识别库、VBS7100语音识别模块、STM32控制电路三端组成。研究嵌入式低成本设备实现语音识别控制，最终构成简易语音控制系统。本文结构安排如下：
目录
1. 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题研究目的及意义 2
1.3论文主要工作及结构安排 2
2. 硬件设计方案 3
2.1系统硬件设计方案 3
2.2所需芯片与元器件 3
2.2.1 STM32F103ZET6主控芯片 3
2.2.2 VBS7100STORY语音识别模块 4
2.2.3 ILI9325LCD显示屏 7
2.2.4 DHT11温湿度传感器 7
3. 软件设计方案 10
3.1智能语音控制系统整体设计 10
3.2 主程序 11
3.3 UART串口处理程序 11
3.4 STM32LED子程序 13
3.5 DHT11温度传感器子程序 13
4. 论证与调试 15
4.1调试测试过程 15
4.2所遇问题与解决方法 16
结语 18
参考文献 19
致谢 20
1. 绪论
1.1课题背景
俗话说，“懒人是推动社会进步的第一生产力”，外卖、移动支付、共享单车都是诞生于互联网“懒人”热潮下，为了更便利的生活而生。然而动动手点击依然满足不了当代“懒人”的需求。于是语音控制应运而生，人们寄希望于只需要动动嘴就可以实现对各种生活场景的控制[1]。
从第一次工业革命瓦特发明蒸汽机开始 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
，人类初步掌握如何控制各种能量转化为自己需要的能，到今日已经可以实现7nm制程工艺芯片[2]，集成电路发展飞速，电路、机械控制早已不是制约智能语音控制的瓶颈。而语音识别正真为普通大众使用是苹果在2011年发布的iphone4s上的siri，到今天也不过8年[3]。虽然近8年来语音识别已发生巨大进步，在准确度、功能性上都取得了巨大进步，但依然有很多难关仍待突破。
80年代末期，卡内基梅隆大学研制的SYPHNX系统首次实现了大词汇、无特定人的连续语音识别，语音识别从此进入一个黄金发展时期[4]。来到20世纪90年代后，IBM、苹果、AT&T（摩托罗拉）和NTT都开始斥巨资开展语音识别研究，此后一段时间取的了巨大提升。
虽然现在语音识别尚不能做到100%识别率且识别速度、使用门槛均有限制但巨头们都已忍不住抢先发布各类语音控制助手或硬件，足以看见语音控制领域未来是多么大的一块“蛋糕”[6]。据公开数据显示，到2020年语音识别的市场将可超过200亿美元，而语音识别也将应用于更多领域[7]。
国内语音识别技术起步较国外相比并不落后，我国早在1986年中国高科技计划（863计划）就将语音识别研究作为了一项重要课题。相比较美国在20世纪80年代就开展过一项DARPA战略计划，其中就有噪声下的语音识别系统。而邻国日本也在1981年,第五代计算机计划中提出过语音识别技术的相关目标[8]。历经30多年的发展各国语音识别技术都有了长足的进步，近些年来涌现的各类智能音响以及各品牌手机语音助手便是语音识别商用的典范。虽然语音控制尚存在许许多多的问题困难，但相信未来语音控制智能家居一定会成为主流。以互联网企业小米为例，其近两年来推出过多款智能音响主打语音识别、利用与小米智能家电组网实现语音控制，而其语音识别系统小爱同学，深受欢迎[9]。除小米外，百度、阿里、华为、oppo、vivo等等互联网巨头企业均推出过语音音响、语音助手等产品服务，从国内巨头纷纷布局语音识别控制领域行径，足以见得语音识别市场潜力巨大，将会是下一场互联网战争的主要战场之一。
1.2课题研究目的及意义
本次课题研究目的旨在探索如何使用单片机实现一个小型语音控制系统以及采用单片机形式构造低成本语音控制智能硬件的可靠性。同时在实现语音控制系统时，我们会遇到的一系列问题，例如语音识别模块如何配置、串口协议如何编写、传感器模块时序等等。解决这些问题恰好运用大学所学电路、数电、模电、c语言等一系列课程所学知识，也是对大学所学知识运用的一次大考验。最后我们将用STM32完成一个小型语音控制系统，实现语音识别开关灯、读取温度等功能。
现阶段语音控制主要应用于各类语音助手，装载与智能音响、智能手机中依靠互联网云数据实现语音识别。2019年将是5G元年，5G将会为我们带来更可靠更高速更大容量的网络，这意味着万物互联的时代或将到来，这会为智能家居市场带来前所未有的机遇，而语音控制作为智能化家居的主要控制方式也将会迎来春天[10]。现阶段语音控制主要存在用户体验较差，费用高昂等等问题。对此，采用STM32作为主控芯片、阿里云端语音识别实现低成本的语音控制解决方案。课题研究面对现实市场，研究高价低体验的解决方案，具有重要现实意义和价值。
1.3论文主要工作及结构安排
本文研究内容是智能语音控制系统，主要应用场景在于家庭环境，解决释放双手的智能化家居。系统主要由阿里云端语音识别库、VBS7100语音识别模块、STM32控制电路三端组成。研究嵌入式低成本设备实现语音识别控制，最终构成简易语音控制系统。本文结构安排如下：
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzdq/123.html
