基于语音控制技术的智能家居控制系统设计.pdf

中国 设备 Engineering工程 hina C Plant 基于语音控制技术的智能家居控制系统设计 贾小龙 （宁夏理工学院电气信息工程学院，宁夏753000） 摘要：利用语音识别与控制技术实现对家用电器的控制是智能家居的研究热点。通过语音控制技术，能够更有效地进 行人机通讯，提高家居的便利性。本文设计了一套智能家居系统，系统采用单片机技术以及语音控制技术，并结合软件工 程结构化设计方法。在实现系统功能的同时，将低成本、低功耗与友好人机界面有机结合起来，给家居生活提供更加安全、 舒适和便利的生活环境。 关键词：智能家居；语音控制；单片机 中图分类号：TN927文献标识码：A文章编号：1671-0711（2018）10（上）-0133-02 将语音识别技术和语音合成技术构成的语音用户 界面应用到智能家居中，能够实现对家电设备的语音控 制和管理，为用户提供更为安全舒适高效便利的生活环 境。目前智能家居技术及产品已逐步广泛应用。本文主 要讨论如何构建先进的智能淋浴节水系统，以此来解决 公共浴室用水浪费严重的问题，并实现方便用户洗浴的 功能。这里所说的“先进”会体现在设备的技术水平上， 同时也会反映在用水的观念上，智能淋浴节水系统的广 泛使用是推动公共浴室节能发展的有效措施。 （2）本设计选用WaterSensor 水位传感器。水位 计也被称为“液位计”。如果水位过低，会有爆炸的危 险。为了要随时了解水位，应该装上水位计，使水位计 和锅炉构成了一个连通器。 （3） 本设计选择 DS18B20 测温。DS18B20 是一 款数字温度传感器，其封装后可用于机房测温、锅炉测 温、电缆沟测温、洁净室测温、农业大棚测温和高炉水 循环测温等各种场合。 （4）本设计选用 LCD1602 液晶屏。 2.2硬件电路设计 本设计硬件电路分为五部分：主控制电路、语音 识别电路、nRF905 模块电路、开关控制接口电路和电 源管理电路。硬件电路的总体框图如图1 所示。 1 系统功能需求分析 本文的研究目的是实现基于语音控制的智能家居 系统，用户可以通过语音指令进行家用设备的控制，如 电视、空调、灯光等，这将提高人们生活的便利性。所 以本系统的需求分析从用户角度出发进行深入分析。功 能需求如下。 （1）语音识别功能：语音识别是系统最重要的基 本功能，也是本次设计的主要功能。语音识别能有效提 高家居生活的便利性。（2）无线数据传输功能：数据 传输是系统间相互联系的基带，采用语音控制nRF905 模块的进行。（3）自动休眠功能：节约用电，降低功耗。 （4）语音唤醒功能：检测到语音输入时，自动退出休 眠模式，马上进行工作。 图 1 系统总体设计 2 系统总体方案设计 2.1主要模块选择 （1）本设计选用非接触式IC 卡。非接触式 IC 卡 又称为无触点集成电路卡、射频卡技术结合产物，因为 其与读写器之间没有机械接触， 而是借助了“空间媒介” 电磁波来进行通讯。具有操作方便、可靠性高、防伪性 好、安全性好、抗干扰能力强和一卡多用的优点。 （1）主控制电路。主控制电路选用STC 公司的 微控制处理器 STC89C52RC，该芯片是一种低功耗、 高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统编程 Flash 存储器，512 字节 RAM，使用经典的 MCS-51 内核， 做了很多改进后使得芯片具有传统51 单片机不具备的 功能。 （2）语音识别电路。语音识别电路采用LD3320 专用语音识别芯片。该芯片具有快速而稳定的语音识别 中国设备工程 2018.10（上）133