基于stm32的智能家居语音控制系统_基于stm32单片机智能家居音控系统硬件设计

智能家居语音控制系统
摘要: 随着计算机技术和电子信息技术的高速发展,特别是近年来在物联网建设的推动下,智能家居越来越受到人们的关注。本设计基于STM32单片机和ICRoute公司生产的非特定语音识别芯LD3320,采用软硬件结合实现语音控制家居。
关键词：智能家居 语音识别 ASR LD3320
一、设计方案论证分析
1.1语音识别系统的结构与功能设计
1.1.1人机交互系统的结构
语音识别系统,其实就是实现语音识别为交互手段来实现人机交互的系统；如下图1-2所示的是最为经典的交互模型-Norman模型的结构图。人机交互系统主要由系统、用户、输入、和输出四个部分组成。

用户设定目标,通过进行语音输入进行表达意愿,输入的语音信号通过处理传送给系统,系统再根据具体的描述来完成相应的任务；完成循环部分的执行阶段；系统与用户建立通信,并且将结果反馈给用户,并且对照目标进行评估,整个过程完成了、表达、执行、表现、和观察四种形态的转变；

图1-2人机交互模型
1.1.2语音交互系统的结构
语音交互系统是基于人机交互系统下的以语音作为交互通道的系统,其关键技术主要是语音识别技术和硬件处理模块。本文以嵌入式平台为基础,构思了如下图1-3所示的一个基于语音识别环境下的人机交互系统模型。

该结构中包括语音识别和处理模块,该模块主要用来处理说话人的语音信号, 并将说话内容转换为可以直接处理的数字信息：硬件辅助和执行模块,该模块主要是用来给语音识别模块提供所需要的硬件平台,根据不同的主控芯片,运算处理能力也都不一样。本文采用的是单片机作为主控芯片。该模块主要负责与识别模块进行通讯,同时也可以将识别结果和执行结果直接反馈给用户；系统执行模块,该模块与用户进行直接交互,将执行结果反馈、体现给用户。使用者根据结果反馈来判断是否满足要求或者作出调整。

图1-3语音交互系统结构图
1.2论文研究目标与内容
根据上述背景阐述的智能家居,本设计的最终研究目标是实现一个基于LD3320和STM32单片机的智能家居语音控制系统,该设计能够辅助人利用语音完成家居的开启关闭，方便家居生活。
基于以上研究目标,并且结合上述人机交互系统结构以及语音识别系统结构本论文的研究内容主要包括系统的硬件电路设计以及系统的软件设计；
1、系统的硬件电路设计
系统的硬件电路设计内容包括以下几个方面：
（1）主控制电路设计。根据设计的需求,需要选择一款性能与外设接口能够满足系统要求的微控制处理器,同时也需要考虑成本与功耗等因素,主控制电路是整个系统的核心部分。
（2）语音识别电路设计。分析比较多个嵌入式语音识别的方案,并从中选取一个满足系统要求的方案,设计出相应的语音识别硬件电路。
（3）外围电路设计。在本系统中需要用语音控制4种不同的家居，因此需要设计出一个成本相对较低又能满足系统要求的方案。
2、系统的软件设计
系统的软件设计内容包括以下几个方面：
（1）主控制电路设计。主控电路是整个电路运行的关键,要根据硬件设计部分选定的主控来完成程序设计；
（2）语音识别模块软件设计。根据选择的语音识别方案,完成语音识别模块的软件设计,为语音用户界面提供语音识别的功能函数调用接口。语音识别模块的软件设计是为构建一个友好的语音用户界面提供基础。
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