基于单片机的语音智能家居系统【字数：11422】
如今的科技正在不断的进步，人们对于智能化生活的追求也在不断的提高，进而人们更加希望智能家居能够普遍应用于家庭生活。与此同时，语音识别技术广泛应用于智能家居、医疗卫生等方面。本文设计了一种以STM32单片机为基础，结合语音识别技术的智能家居系统。该系统由上位机和下位机两个部分组成。下位机搭载语音识别模块，控制上位机LED灯和继电器；下位机同时搭载环境监测模块，监测环境中的温湿度，烟雾和人体红外情况，通过无线传输模块，在上位机LCD显示屏上显示当前环境数据。当环境数据异常时，上位机通过GSM模块向用户发送报警短信。
目录
1、绪论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2课题研究现状及趋势 1
1.3章节概述 2
2、系统整体设计方案 4
2.1系统主要功能 4
2.2系统整体设计方案 4
2.3本章小结 5
3、系统硬件设计 6
3.1控制模块 6
3.2语音识别模块介绍 6
3.3环境监测各模块介绍 7
3.3.1温湿度模块 7
3.3.2烟雾模块 8
3.3.3人体红外模块 8
3.4无线传输模块 9
3.5 短信模块 9
3.6显示模块 10
3.7继电器模块 11
3.8本章小结 11
4、系统软件设计 12
4.1系统总体流程 12
4.2 语音识别模块程序设计 13
4.2.1模块初始化 13
4.2.2指令设置 13
4.2.3中断处理 13
4.3环境监测模块程序设计 13
4.3.1温湿度模块程序设计 13
4.3.2烟雾模块程序与报警设计 14
4.3.3人体红外模块程序与报警设计 15
4.4无线传输程序设计 16
4.5短信模块程序设计 17
4.6继电器模块程序设计 18
4.7本章小结 18
5、系统调试与结果分析 19
5.1系统测试 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
实物图 19
5.2 系统测试流程 20
5.3数据与分析 21
5.3.1 语音识别模块数据分析 21
5.3.2 温湿度检测情况分析 21
5.3.3 烟雾检测情况分析 21
5.3.4 人体红外检测情况分析 21
5.4困难及解决方法 21
6、总结 23
参考文献 24
致谢 25
附录 26
1.下位机系统原理图 26
2.上位机系统原理图 27
2.部分核心代码 28
1、绪论
1.1课题研究背景和意义
如今，科技正在进步，人们对于智能化生活的追求也在不断的提高，进而人们更加希望智能家居能够普遍应用于家庭生活。与此同时，语音识别技术在智能家居生活、医疗卫生等方面得到了广泛应用，也是人机交互的一种重要技术手段。将语音识别技术加入到家电设备中，使得对传统家电设备的控制不再依赖于人工触的发式。
现阶段，手动直接接触控制和红外线遥方式控控制是经常应用到智能家居设备中的控制方式。智能设备发展速度与规模越来越大，通过手机和电脑来远程进行相应操作的智能家居已经出现在人们的日常生活中，用户可以通过在手机、电脑等移动终端的简单操作就能对家中的家居设备实现想要完成的效果。但是，通过使用智能设备去控制家中的家居电器这一方式往往是不适用于没有自理能力的残疾人或者年迈的老人，因此本文设计了一种基于单片机的语音智能家居控制系统，家用电器的开启或者关闭可以用语音来控制，与此同时，通过单片机来监测相关的环境数据，若监测到异常情况则会给用户发送短信来进行报警，使得现代家居生活趋于更加智能化、便利化、安全化方向发展[1]。
该语音智能家居控制系统基于STM32单片机和LD3320语音识别模块，能够对语音指令进行识别，并判断识别出的指令控制家中对应电气设备的开关。通过多个环境监测传感器对环境温湿度、烟雾和人体红外情况进行监测。系统使用语音识别，使智能家居系统的操作更加具有简便性，方便特殊人群的生活。使用nrf无线通信，上下位机具有可组网性。同时环境监测的加入使得家居生活更加全面，更加安全，对于一些可被发现的危险通过多种报警方式做出了及时有效的提醒，对日常家居进行防灾 、防盗。
1.2课题研究现状及趋势
在国内，智能家居产业的起步较晚，1999年我国开始组织实施全国住宅小区智能化技术示范工程，该项目的启动，标志着中国智能家居从理论研究进入实际应用的新阶段[2]。
在近20年的发展中，尤以近10年的快速发展下，国内的智能家居产业发展势头喜人，许多的科技设备被应用在日常生活中。但是现阶段的智能家居仍然或多或少的存在一些缺陷：第一，在家居环境下的多设备驱动做的不好，大部分智能家居还停留在单一的控制，可能只能完成开灯或开空调等单一的操作指令；第二，智能家居的电气设备基数庞大，对于控制终端有一定的负荷，市面上的智能家居很少会做到很全面的覆盖；第三，智能家居的民用化虽然一直在普及，但是它比较昂贵的价格在一定程度上阻碍了它的市场宽度。智能家居系统从本质上说就是对家居生活中的电气设备进行控制，给用户提供更舒适的家居体验。考虑到近年来语音识别技术的不断发展，在设计中加入了语音识别模块，通过语音指令完成对家居电器的控制无疑会大大提高生活舒适性，同时系统的简便性也得到了很好的提升[3]。上述研究成果对比传统的电器控制系统已经有了很多优点，但是还是有问题没有得到思考与解决。
考虑到智能家居产业的目的是为了更舒适的生活，结合现阶段的发展情况，可以推测智能家居未来几年的发展趋势主要在[4]：
无线组网，改变传统的智能家居控制系统通过掩埋在墙体内直接布线的方式，通过各类无线传播方式对各家居电器控制进行组网，提高可维护性，并且降低成本。
采用集成化的微控制芯片作为主控单元，相比较于PC机可以极大的降低成本，相比较于低位单片机具有更强大的功能。简而言之，可以通过类似于遥控器的设备实现对家居电器的智能控制。
提供更加便捷的远程控制，物联网的发展经验可以被借鉴，这将使得智能家居更能符合信息时代所带来的便捷。
目录
1、绪论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2课题研究现状及趋势 1
1.3章节概述 2
2、系统整体设计方案 4
2.1系统主要功能 4
2.2系统整体设计方案 4
2.3本章小结 5
3、系统硬件设计 6
3.1控制模块 6
3.2语音识别模块介绍 6
3.3环境监测各模块介绍 7
3.3.1温湿度模块 7
3.3.2烟雾模块 8
3.3.3人体红外模块 8
3.4无线传输模块 9
3.5 短信模块 9
3.6显示模块 10
3.7继电器模块 11
3.8本章小结 11
4、系统软件设计 12
4.1系统总体流程 12
4.2 语音识别模块程序设计 13
4.2.1模块初始化 13
4.2.2指令设置 13
4.2.3中断处理 13
4.3环境监测模块程序设计 13
4.3.1温湿度模块程序设计 13
4.3.2烟雾模块程序与报警设计 14
4.3.3人体红外模块程序与报警设计 15
4.4无线传输程序设计 16
4.5短信模块程序设计 17
4.6继电器模块程序设计 18
4.7本章小结 18
5、系统调试与结果分析 19
5.1系统测试 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
实物图 19
5.2 系统测试流程 20
5.3数据与分析 21
5.3.1 语音识别模块数据分析 21
5.3.2 温湿度检测情况分析 21
5.3.3 烟雾检测情况分析 21
5.3.4 人体红外检测情况分析 21
5.4困难及解决方法 21
6、总结 23
参考文献 24
致谢 25
附录 26
1.下位机系统原理图 26
2.上位机系统原理图 27
2.部分核心代码 28
1、绪论
1.1课题研究背景和意义
如今，科技正在进步，人们对于智能化生活的追求也在不断的提高，进而人们更加希望智能家居能够普遍应用于家庭生活。与此同时，语音识别技术在智能家居生活、医疗卫生等方面得到了广泛应用，也是人机交互的一种重要技术手段。将语音识别技术加入到家电设备中，使得对传统家电设备的控制不再依赖于人工触的发式。
现阶段，手动直接接触控制和红外线遥方式控控制是经常应用到智能家居设备中的控制方式。智能设备发展速度与规模越来越大，通过手机和电脑来远程进行相应操作的智能家居已经出现在人们的日常生活中，用户可以通过在手机、电脑等移动终端的简单操作就能对家中的家居设备实现想要完成的效果。但是，通过使用智能设备去控制家中的家居电器这一方式往往是不适用于没有自理能力的残疾人或者年迈的老人，因此本文设计了一种基于单片机的语音智能家居控制系统，家用电器的开启或者关闭可以用语音来控制，与此同时，通过单片机来监测相关的环境数据，若监测到异常情况则会给用户发送短信来进行报警，使得现代家居生活趋于更加智能化、便利化、安全化方向发展[1]。
该语音智能家居控制系统基于STM32单片机和LD3320语音识别模块，能够对语音指令进行识别，并判断识别出的指令控制家中对应电气设备的开关。通过多个环境监测传感器对环境温湿度、烟雾和人体红外情况进行监测。系统使用语音识别，使智能家居系统的操作更加具有简便性，方便特殊人群的生活。使用nrf无线通信，上下位机具有可组网性。同时环境监测的加入使得家居生活更加全面，更加安全，对于一些可被发现的危险通过多种报警方式做出了及时有效的提醒，对日常家居进行防灾 、防盗。
1.2课题研究现状及趋势
在国内，智能家居产业的起步较晚，1999年我国开始组织实施全国住宅小区智能化技术示范工程，该项目的启动，标志着中国智能家居从理论研究进入实际应用的新阶段[2]。
在近20年的发展中，尤以近10年的快速发展下，国内的智能家居产业发展势头喜人，许多的科技设备被应用在日常生活中。但是现阶段的智能家居仍然或多或少的存在一些缺陷：第一，在家居环境下的多设备驱动做的不好，大部分智能家居还停留在单一的控制，可能只能完成开灯或开空调等单一的操作指令；第二，智能家居的电气设备基数庞大，对于控制终端有一定的负荷，市面上的智能家居很少会做到很全面的覆盖；第三，智能家居的民用化虽然一直在普及，但是它比较昂贵的价格在一定程度上阻碍了它的市场宽度。智能家居系统从本质上说就是对家居生活中的电气设备进行控制，给用户提供更舒适的家居体验。考虑到近年来语音识别技术的不断发展，在设计中加入了语音识别模块，通过语音指令完成对家居电器的控制无疑会大大提高生活舒适性，同时系统的简便性也得到了很好的提升[3]。上述研究成果对比传统的电器控制系统已经有了很多优点，但是还是有问题没有得到思考与解决。
考虑到智能家居产业的目的是为了更舒适的生活，结合现阶段的发展情况，可以推测智能家居未来几年的发展趋势主要在[4]：
无线组网，改变传统的智能家居控制系统通过掩埋在墙体内直接布线的方式，通过各类无线传播方式对各家居电器控制进行组网，提高可维护性，并且降低成本。
采用集成化的微控制芯片作为主控单元，相比较于PC机可以极大的降低成本，相比较于低位单片机具有更强大的功能。简而言之，可以通过类似于遥控器的设备实现对家居电器的智能控制。
提供更加便捷的远程控制，物联网的发展经验可以被借鉴，这将使得智能家居更能符合信息时代所带来的便捷。
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