arm的智能家居语音控制平台的设计
本智能家居语音控制平台以STM32为开发平台，分为主机和从机两大模块。主机模块集合了语音识别模块，显示模块和无线传输模块三大模块。语音识别模块实现对非特定人声语音命令的识别，显示模块实现家电开关状态及当前的家居环境温湿度数据的显示。从机模块集合了继电器模块，温湿度采集模块和无线传输模块三大模块。继电器设备的开关模拟了日常家电的开关状态，温湿度采集模块DHT11采集家居环境中的温湿度。主机与从机之间通过CC1101无线模块实现数据的接收与发送。实验表明，该系统可以准确地识别语音命令并实现预定的功能，且结构简单，造价低廉。关键词 智能家居，语音识别，STM32，CC1101目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
2 系统总体设计 2
2. 1 LD3320语音识别原理 2
2. 2 硬件设计方案 4
2. 3 软件设计方案 5
3 硬件电路设计 5
3. 1 核心板电路 5
3. 2 语音识别电路 7
3. 3 无线通信电路 9
3. 4 彩屏显示电路 11
3. 5 温湿度传感电路 12
3. 6 继电器电路 13
4 软件设计 14
4. 1 工作模式设置 14
4. 2 主机设计 16
4.2.1 主控模块 16
4.2.2 语音识别模块 17
4.2.3 彩屏显示模块 19
4.2.4 无线通信模块 21
4. 3 从机设计 22
4.3.1 从控模块 22
4.3.2 温湿度采集模块 23
4.3.3 无线通信模块 24
4.3.4 继电器模块 25
5 系统调试 25
5. 1 实物连接 25
5. 2 开机界面 26
5. 3 傻瓜模式 27
5. 4 正常模式 31
5. 5 智能模式 33
结 论 36
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
2 温湿度采集模块 23
4.3.3 无线通信模块 24
4.3.4 继电器模块 25
5 系统调试 25
5. 1 实物连接 25
5. 2 开机界面 26
5. 3 傻瓜模式 27
5. 4 正常模式 31
5. 5 智能模式 33
结 论 36
致 谢 37
参考文献 38
1 引言
1.1 研究背景
现今社会，原有的家居生活已经不能满足人们对生活品质的需求，而技术的不停发展，又使智能家居具有了实际的可操作性。所谓智能家居，是指通过对周围信息的采集、反馈，实现对家用电器的自动化控制，也可以通过语音控制家用电器，从而为用户提供比原有的家居生活更高效更智能的生活方式。而语音识别技术是家居生活中的重点，因为语音是人类最原始的交流方式，随着中国已经进入老龄化社会[]，老年人在社会中所占的比例越来越高，而其他交流方式对老年人来说都是不够方便的，只有语音对老年人来说是最直接简单的交流方式，那么智能家居就要把老年人作为重点考虑对象之一。语音识别的目的就是让家用电器能够听懂人们特别是老年人的话，从而根据听到的指令做出应有的反应。智能语音识别已经逐步从实验室走入人类生活，智能家居语音控制系统应运而生，该系统能够帮助老年人过上高质量的更加自给自足的生活，甚至也可以帮助部分残疾人在日常生活更加独立，具有极大的研究开发意义[]。
传统的智能家居控制主要是手动和遥控两种控制方式[]，使用极不方便，如今语言识别技术的发展为智能家居的发展带来新的契机，人们可以通过语音信号对家具设备进行更实时，方便的控制。现在嵌入式技术无所不在，嵌入控制器以其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点深入到日常生活及各个领域发展，ARM几乎成了嵌入式技术的代名词[]，通过ARM技术实现语音的识别是智能家居更人性化的一个发展方向。
1.2 国内外研究现状
由于前期研发造价昂贵，所以美国等一些经济发达的国家在智能家居研究方面一直处于领先地位。20世纪70年年代开始，国外一些国家对如何让住房同用户互动产生了好奇。国外的智能家居的研究工作起步比较早，但直到1984年才有实体的建筑出现，是由美国联合科技公司在美国哈特佛市建造的CityPlaceBuilding，它的出现是世界上真正意义的第一个“智能型建筑”，因为它将信息化、整合化都应用到了建筑之中，智能家居开始在国际上提出了日程，德国、日本、意大利等发达国家纷纷加入其中，先后提出自己的一套智能家居标准，由此全世界智能家居的建筑进入了大发展时期，各个国家都开始向智能化家居的实用性发展[3]。
目前我国智能家居还处于最原始的状态，属于摸索状态[]，都在各做各的，不管是应用还是模块都只集中在单一位置或者说是指定区域，没有形成系统的兼容性、整体性。有时候甚至存在不同单位重复研究一个课题造成了资源浪费，成本居高不下。如何统筹安排国内各单位的研发目标就成为了行业内要考虑的事情，特别是系统的兼容性，资源的共享性等等。只要解决了兼容性问题，就能够使我国的智能家居走向高速发展的道路。
作为智能化家居的重点，语音识别系统。我国在国际上还处于追赶者的身份，但也是紧跟国际水平，为此国家投入了大量的研发资金和相关人员。由中科院自动化研究所、北京大学等单位联合研发并取得了非常显著的成果,就目前而言，我国自主研发的人机语音识别系统，其识别的精度和反馈都达到了90%以上的使用效果，完全可以满足要求不高的日常需求[]。
鉴于中国人口基数和不断增长的经济实力，注定了中国是智能家居市场的一块大蛋糕，国内外厂商都在为中国市场研发符合我国国情的产品，现阶段智能家居主要的应用在防盗报警系统、视频监控系统、门锁门禁系统、智能家电控制系统、智能门窗控制系统等[]，并已经形成市场，逐步渗透进了我们的日常生活中，并对它形成了依赖性。因此全世界都在为智能家居的深入化投入更多的资源，开发更全面更好的系统，使家居智能成为我们日常生活中不可或缺的一份子。
2 系统总体设计
本设计是基于ARM的智能家居语音控制平台系统，通过语音识别模块与ARM芯片结合，设计出具有控制继电器和采集温湿度功能的基于ARM的语音识别控制平台。
2.1 LD3320语音识别原理
本次课题设计要实现语音识别和控制的功能，所选用的芯片是LD3320芯片。该芯片是一款基于非特定人声识别技术的“语音识别”专用芯片，为单芯片实现语音识别提供了一种真正的解决方案。芯片自带外部电路和语音识别处理器，不需要辅助芯片的外接，如RAM和Flash等，且内置高精度的16位A/D和D/A转换器，不需要外接AD芯片，只需要把麦克风和单声道喇叭等语音输入输出设备连接在芯片的AD引脚上，降低了系统成本。芯片支持并行和串行两种接口方式，为简化与系统主控模块的连接，该
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
2 系统总体设计 2
2. 1 LD3320语音识别原理 2
2. 2 硬件设计方案 4
2. 3 软件设计方案 5
3 硬件电路设计 5
3. 1 核心板电路 5
3. 2 语音识别电路 7
3. 3 无线通信电路 9
3. 4 彩屏显示电路 11
3. 5 温湿度传感电路 12
3. 6 继电器电路 13
4 软件设计 14
4. 1 工作模式设置 14
4. 2 主机设计 16
4.2.1 主控模块 16
4.2.2 语音识别模块 17
4.2.3 彩屏显示模块 19
4.2.4 无线通信模块 21
4. 3 从机设计 22
4.3.1 从控模块 22
4.3.2 温湿度采集模块 23
4.3.3 无线通信模块 24
4.3.4 继电器模块 25
5 系统调试 25
5. 1 实物连接 25
5. 2 开机界面 26
5. 3 傻瓜模式 27
5. 4 正常模式 31
5. 5 智能模式 33
结 论 36
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
2 温湿度采集模块 23
4.3.3 无线通信模块 24
4.3.4 继电器模块 25
5 系统调试 25
5. 1 实物连接 25
5. 2 开机界面 26
5. 3 傻瓜模式 27
5. 4 正常模式 31
5. 5 智能模式 33
结 论 36
致 谢 37
参考文献 38
1 引言
1.1 研究背景
现今社会，原有的家居生活已经不能满足人们对生活品质的需求，而技术的不停发展，又使智能家居具有了实际的可操作性。所谓智能家居，是指通过对周围信息的采集、反馈，实现对家用电器的自动化控制，也可以通过语音控制家用电器，从而为用户提供比原有的家居生活更高效更智能的生活方式。而语音识别技术是家居生活中的重点，因为语音是人类最原始的交流方式，随着中国已经进入老龄化社会[]，老年人在社会中所占的比例越来越高，而其他交流方式对老年人来说都是不够方便的，只有语音对老年人来说是最直接简单的交流方式，那么智能家居就要把老年人作为重点考虑对象之一。语音识别的目的就是让家用电器能够听懂人们特别是老年人的话，从而根据听到的指令做出应有的反应。智能语音识别已经逐步从实验室走入人类生活，智能家居语音控制系统应运而生，该系统能够帮助老年人过上高质量的更加自给自足的生活，甚至也可以帮助部分残疾人在日常生活更加独立，具有极大的研究开发意义[]。
传统的智能家居控制主要是手动和遥控两种控制方式[]，使用极不方便，如今语言识别技术的发展为智能家居的发展带来新的契机，人们可以通过语音信号对家具设备进行更实时，方便的控制。现在嵌入式技术无所不在，嵌入控制器以其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点深入到日常生活及各个领域发展，ARM几乎成了嵌入式技术的代名词[]，通过ARM技术实现语音的识别是智能家居更人性化的一个发展方向。
1.2 国内外研究现状
由于前期研发造价昂贵，所以美国等一些经济发达的国家在智能家居研究方面一直处于领先地位。20世纪70年年代开始，国外一些国家对如何让住房同用户互动产生了好奇。国外的智能家居的研究工作起步比较早，但直到1984年才有实体的建筑出现，是由美国联合科技公司在美国哈特佛市建造的CityPlaceBuilding，它的出现是世界上真正意义的第一个“智能型建筑”，因为它将信息化、整合化都应用到了建筑之中，智能家居开始在国际上提出了日程，德国、日本、意大利等发达国家纷纷加入其中，先后提出自己的一套智能家居标准，由此全世界智能家居的建筑进入了大发展时期，各个国家都开始向智能化家居的实用性发展[3]。
目前我国智能家居还处于最原始的状态，属于摸索状态[]，都在各做各的，不管是应用还是模块都只集中在单一位置或者说是指定区域，没有形成系统的兼容性、整体性。有时候甚至存在不同单位重复研究一个课题造成了资源浪费，成本居高不下。如何统筹安排国内各单位的研发目标就成为了行业内要考虑的事情，特别是系统的兼容性，资源的共享性等等。只要解决了兼容性问题，就能够使我国的智能家居走向高速发展的道路。
作为智能化家居的重点，语音识别系统。我国在国际上还处于追赶者的身份，但也是紧跟国际水平，为此国家投入了大量的研发资金和相关人员。由中科院自动化研究所、北京大学等单位联合研发并取得了非常显著的成果,就目前而言，我国自主研发的人机语音识别系统，其识别的精度和反馈都达到了90%以上的使用效果，完全可以满足要求不高的日常需求[]。
鉴于中国人口基数和不断增长的经济实力，注定了中国是智能家居市场的一块大蛋糕，国内外厂商都在为中国市场研发符合我国国情的产品，现阶段智能家居主要的应用在防盗报警系统、视频监控系统、门锁门禁系统、智能家电控制系统、智能门窗控制系统等[]，并已经形成市场，逐步渗透进了我们的日常生活中，并对它形成了依赖性。因此全世界都在为智能家居的深入化投入更多的资源，开发更全面更好的系统，使家居智能成为我们日常生活中不可或缺的一份子。
2 系统总体设计
本设计是基于ARM的智能家居语音控制平台系统，通过语音识别模块与ARM芯片结合，设计出具有控制继电器和采集温湿度功能的基于ARM的语音识别控制平台。
2.1 LD3320语音识别原理
本次课题设计要实现语音识别和控制的功能，所选用的芯片是LD3320芯片。该芯片是一款基于非特定人声识别技术的“语音识别”专用芯片，为单芯片实现语音识别提供了一种真正的解决方案。芯片自带外部电路和语音识别处理器，不需要辅助芯片的外接，如RAM和Flash等，且内置高精度的16位A/D和D/A转换器，不需要外接AD芯片，只需要把麦克风和单声道喇叭等语音输入输出设备连接在芯片的AD引脚上，降低了系统成本。芯片支持并行和串行两种接口方式，为简化与系统主控模块的连接，该
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