智能家电控制系统硬件设计
自然语音作为人机交互具有广泛的应用前景。介绍了基于非特定人语音芯片LD3320的语音遥控器结构和实现方法。该语音遥控器利用CST89C52单片机作为主控器，控制LD3320对语音识别与处理，然后根据语音指令产生相应红外脉冲序列，替代按键式红外遥控器，实现对电器的语音遥控。本文采用ICRpute公司的高性能LD3320语音识别芯片和相关控制电路，设计实现一款语音控制系统，该系统可以通过语音控制操作，实现无键盘语音控制家用电器工作的功能。关键词 LD3320，语音识别，单片机，家电智能控制目 录
1 绪论 1
1.1 论文研究背景及意义 1
1.2 国内外的现状及发展趋势 2
1.3 语音识别的应用 5
2 方案设计 7
2.1 系统设计要求 7
2.2 器件选型 7
3 硬件设计 9
3.1 电源电路设计 9
3.2 主控电路设计 10
3.3 语音识别电路设计 12
3.4 指示灯电路 14
4 绘制原理图和PCB板 15
5 焊接 17
6 硬件调试 17
6.1 第一轮调试（对单条语音指令测试） 18
6.2 第二轮调试（对多条语音指令测试） 20
结论 22
附录A：完整电路图 25
Ld3320模块图 25
一 绪论
1.1论文研究背景及意义
1.1.1智能家居控制系统概述
发明蒸汽机是人类历史的伟大进步，是人类向着工业化迈下了稳定的步伐，互联网的出现是人类文明的大跨越信息化成为当下的主题。电子信息化技术，随着社会信息化的迅速加快，控制技术的飞速提升，促进人们的生活、工作、学习以及通讯的关系紧密相连，信息时代不单改变了人们生活习惯和工作方式，在各方面都有了新的追求，家居方面，传统住宅已经落伍，智能家居成为新的潮流。环顾四周，我们已经发现，人们对家居的要求已经不再仅仅对简单的物质空间的大小，更为重要的是一个非常安全、特别舒适以及美观安逸的居住环境，高效的通信设施，先进的信息终端，家电用器的智能控制，资源管理和方面的网络购 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
加快，控制技术的飞速提升，促进人们的生活、工作、学习以及通讯的关系紧密相连，信息时代不单改变了人们生活习惯和工作方式，在各方面都有了新的追求，家居方面，传统住宅已经落伍，智能家居成为新的潮流。环顾四周，我们已经发现，人们对家居的要求已经不再仅仅对简单的物质空间的大小，更为重要的是一个非常安全、特别舒适以及美观安逸的居住环境，高效的通信设施，先进的信息终端，家电用器的智能控制，资源管理和方面的网络购物等等。让人们在家里就可以完成各种各样的事。如今社会人们对家居智能化的需求越来越高，这使得家居智能化成为一种大趋势。
1.1.2智能家居的简介
家居智能化系统这个概念在20世纪70年代的美国首先提出的，然后，蔓延到英国、德国、日本等国同时得到了长足的发展。虽然在我国智能家居这个概念来的很晚，知道90世纪末，国内市场才出现智能化家居系统，但令人惊叹的是，发展速度犹如雨后春笋，至今为止为数不少的智能化小区和住宅已经出现在个大城市中。
人们所说的智能家居就是用自动检测控制技术、现代化电子信息收集传播技术以及通信技术相结合的系统。它可以自动控制和管理家里的各种不同家用电器，无时无刻不对对住宅环境的安全进行全程监控出现异常就会报警，可以为给人们提供一个安逸舒适、非常便利的学习生活以及工作的环境。家居智能化系统会用有线或无线网的方式把房屋中各种与电子信息相关的通信设备、家用电器以及防盗安全装置连接到一起，并对收集到的信息进行统一的监控和管理，保持家庭住宅环境的舒适、协调。对比普通的住宅，智能家居不单拥有普通的居住功能，同时提供了更为舒适温暖，高效安全的优雅生活环境，把一个一成不变的居住环境提升为一个可以自动调节自动改善环境的生活管家，对人们的生活质量有了更进一步的提高[5]。
很多的智能家居方案被不同国家定义，例如，在以前的新加坡就提出了这样的一个智能化家居系统的模式，其中包括了：安全报警、交互对讲、多表抄送信息、远程监控、电器智能控制、便捷布线、高速网络接入等等。可是现在的智能化家居系统要求更高更复杂。例如，针对人们越来越大的需要设计开发了网购，网上就医，网上求职紧急求助等新功能。随着信息化的不断推广智能家居系统将会拥有更多全新的功能。
1.2国内外的现状及发展趋势
1.2.1智能家居的发展分为三个阶段：
第一个是家庭电子化阶段，这时候主要是针对单个的家用电器，对其进行控制。家用电器之间没有任何联系，没有交互，没有形成信息网络。
然后是住宅自动化阶段，这时候是针对功能开发的时期，开发出一些新的功能。很少 的家电器之间形成了对应关系，主要是为了达到一个 特定的功能，来给生活带来便利。例如单一的自动报警功能。
最后是家居智能网络化阶段，这时候是针对系统设计的时期，设计新的系统把住宅里各种家用电器、通信设备、报警装置联系到一起形成网络对信息统一的监控处理，控制家电营造更为协调的环境和，提供生活、工作、学习以及娱乐的各种优质服务，营造一种温馨舒适的家庭氛围[2]。
智能家居控制系统中的监控报警设施保障了人们的生命财产安全，其中家用电器网络保证了家居环境的安逸舒适健康；统一处理收集到的信息改善环境，例如对温度、湿度、风速的数据来控制空调，提高空气质量。调节音响，通过对噪音的监控来调节各种娱乐设施的音量大小，使人心情愉悦；高效的使用太阳能作为主要的能源，太阳能清洁无污染，减少了其他资源的消耗；保护了环境。提供现代化的通信、信息服务。
1.2.2国外的发展现状
20世纪90年代，在美国康涅狄格州建成了第一座智能化建筑，这栋建筑虽然只是对旧大楼的改造，但它具有非凡的意义。它利用计算机网络把电梯、空调、照明设备联系到一起，进行智能控制，而且提供了部分信息服务包括语音通信，电子邮件等等。21世纪初，大概有40个社区的7000多用户安装了家居智能化新系统，但是在美国用户已经超过了5万，随后2年，智能家居的市场份额已经达到了四千五百亿美元。超过三千七百亿元是智能家电硬件的份额，其他的是软件网络的价值。如今，在欧美国家智能家居系统已经普及了。到今年，几乎都百分之五十的住宅都有智能家电系统。由于的社会发展，技术更新，改进，智能家居标准趋于一致，花费也将大量的减少。
欧美国家一直是智能家居系统开发领域的领头羊。最近几年，智能家居研发领域涌入了很多以微软和摩托罗拉为首的大品牌公司。例如:微软、摩托罗拉、Ibm分别开发的具有代表意义的“梦幻家居”、“上帝之门”、“掌控家居”的开发技术都标准化了，快速的占领市场。另外，在日韩等国家，有一批拥有强大实力的公司对智能家居进行研发，试图在家居市场占有一席之地。
如今占领家居市场的智能控制系统有如下几种：
（1）X-10系统（美国），该系统是利用电力线作为网络平台，采用集中控制方式实现。X10系统很强大，对比其他家居控制系统，它的接收能控更为强大，而且嵌入的方法更简单有效。因为实现同样的功能，这套系统智能化控制的原理是用220伏交流电通过发射器发射X10信号，接收器接收信号后对家电进行智能化控制，所以x10系统的最大的优势就
1 绪论 1
1.1 论文研究背景及意义 1
1.2 国内外的现状及发展趋势 2
1.3 语音识别的应用 5
2 方案设计 7
2.1 系统设计要求 7
2.2 器件选型 7
3 硬件设计 9
3.1 电源电路设计 9
3.2 主控电路设计 10
3.3 语音识别电路设计 12
3.4 指示灯电路 14
4 绘制原理图和PCB板 15
5 焊接 17
6 硬件调试 17
6.1 第一轮调试（对单条语音指令测试） 18
6.2 第二轮调试（对多条语音指令测试） 20
结论 22
附录A：完整电路图 25
Ld3320模块图 25
一 绪论
1.1论文研究背景及意义
1.1.1智能家居控制系统概述
发明蒸汽机是人类历史的伟大进步，是人类向着工业化迈下了稳定的步伐，互联网的出现是人类文明的大跨越信息化成为当下的主题。电子信息化技术，随着社会信息化的迅速加快，控制技术的飞速提升，促进人们的生活、工作、学习以及通讯的关系紧密相连，信息时代不单改变了人们生活习惯和工作方式，在各方面都有了新的追求，家居方面，传统住宅已经落伍，智能家居成为新的潮流。环顾四周，我们已经发现，人们对家居的要求已经不再仅仅对简单的物质空间的大小，更为重要的是一个非常安全、特别舒适以及美观安逸的居住环境，高效的通信设施，先进的信息终端，家电用器的智能控制，资源管理和方面的网络购 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
加快，控制技术的飞速提升，促进人们的生活、工作、学习以及通讯的关系紧密相连，信息时代不单改变了人们生活习惯和工作方式，在各方面都有了新的追求，家居方面，传统住宅已经落伍，智能家居成为新的潮流。环顾四周，我们已经发现，人们对家居的要求已经不再仅仅对简单的物质空间的大小，更为重要的是一个非常安全、特别舒适以及美观安逸的居住环境，高效的通信设施，先进的信息终端，家电用器的智能控制，资源管理和方面的网络购物等等。让人们在家里就可以完成各种各样的事。如今社会人们对家居智能化的需求越来越高，这使得家居智能化成为一种大趋势。
1.1.2智能家居的简介
家居智能化系统这个概念在20世纪70年代的美国首先提出的，然后，蔓延到英国、德国、日本等国同时得到了长足的发展。虽然在我国智能家居这个概念来的很晚，知道90世纪末，国内市场才出现智能化家居系统，但令人惊叹的是，发展速度犹如雨后春笋，至今为止为数不少的智能化小区和住宅已经出现在个大城市中。
人们所说的智能家居就是用自动检测控制技术、现代化电子信息收集传播技术以及通信技术相结合的系统。它可以自动控制和管理家里的各种不同家用电器，无时无刻不对对住宅环境的安全进行全程监控出现异常就会报警，可以为给人们提供一个安逸舒适、非常便利的学习生活以及工作的环境。家居智能化系统会用有线或无线网的方式把房屋中各种与电子信息相关的通信设备、家用电器以及防盗安全装置连接到一起，并对收集到的信息进行统一的监控和管理，保持家庭住宅环境的舒适、协调。对比普通的住宅，智能家居不单拥有普通的居住功能，同时提供了更为舒适温暖，高效安全的优雅生活环境，把一个一成不变的居住环境提升为一个可以自动调节自动改善环境的生活管家，对人们的生活质量有了更进一步的提高[5]。
很多的智能家居方案被不同国家定义，例如，在以前的新加坡就提出了这样的一个智能化家居系统的模式，其中包括了：安全报警、交互对讲、多表抄送信息、远程监控、电器智能控制、便捷布线、高速网络接入等等。可是现在的智能化家居系统要求更高更复杂。例如，针对人们越来越大的需要设计开发了网购，网上就医，网上求职紧急求助等新功能。随着信息化的不断推广智能家居系统将会拥有更多全新的功能。
1.2国内外的现状及发展趋势
1.2.1智能家居的发展分为三个阶段：
第一个是家庭电子化阶段，这时候主要是针对单个的家用电器，对其进行控制。家用电器之间没有任何联系，没有交互，没有形成信息网络。
然后是住宅自动化阶段，这时候是针对功能开发的时期，开发出一些新的功能。很少 的家电器之间形成了对应关系，主要是为了达到一个 特定的功能，来给生活带来便利。例如单一的自动报警功能。
最后是家居智能网络化阶段，这时候是针对系统设计的时期，设计新的系统把住宅里各种家用电器、通信设备、报警装置联系到一起形成网络对信息统一的监控处理，控制家电营造更为协调的环境和，提供生活、工作、学习以及娱乐的各种优质服务，营造一种温馨舒适的家庭氛围[2]。
智能家居控制系统中的监控报警设施保障了人们的生命财产安全，其中家用电器网络保证了家居环境的安逸舒适健康；统一处理收集到的信息改善环境，例如对温度、湿度、风速的数据来控制空调，提高空气质量。调节音响，通过对噪音的监控来调节各种娱乐设施的音量大小，使人心情愉悦；高效的使用太阳能作为主要的能源，太阳能清洁无污染，减少了其他资源的消耗；保护了环境。提供现代化的通信、信息服务。
1.2.2国外的发展现状
20世纪90年代，在美国康涅狄格州建成了第一座智能化建筑，这栋建筑虽然只是对旧大楼的改造，但它具有非凡的意义。它利用计算机网络把电梯、空调、照明设备联系到一起，进行智能控制，而且提供了部分信息服务包括语音通信，电子邮件等等。21世纪初，大概有40个社区的7000多用户安装了家居智能化新系统，但是在美国用户已经超过了5万，随后2年，智能家居的市场份额已经达到了四千五百亿美元。超过三千七百亿元是智能家电硬件的份额，其他的是软件网络的价值。如今，在欧美国家智能家居系统已经普及了。到今年，几乎都百分之五十的住宅都有智能家电系统。由于的社会发展，技术更新，改进，智能家居标准趋于一致，花费也将大量的减少。
欧美国家一直是智能家居系统开发领域的领头羊。最近几年，智能家居研发领域涌入了很多以微软和摩托罗拉为首的大品牌公司。例如:微软、摩托罗拉、Ibm分别开发的具有代表意义的“梦幻家居”、“上帝之门”、“掌控家居”的开发技术都标准化了，快速的占领市场。另外，在日韩等国家，有一批拥有强大实力的公司对智能家居进行研发，试图在家居市场占有一席之地。
如今占领家居市场的智能控制系统有如下几种：
（1）X-10系统（美国），该系统是利用电力线作为网络平台，采用集中控制方式实现。X10系统很强大，对比其他家居控制系统，它的接收能控更为强大，而且嵌入的方法更简单有效。因为实现同样的功能，这套系统智能化控制的原理是用220伏交流电通过发射器发射X10信号，接收器接收信号后对家电进行智能化控制，所以x10系统的最大的优势就
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