基于语音识别的汽车空调控制系统设计.doc

基于语音识别的汽车空调控制系统设计引言现在汽车上使用的电器越来越多，驾驶员需要手动操作的电器开关也越来越多，不但增加了驾驶员的负担，还影响了行车安全。本文以 STM32F103VET6（以下简称STM32）芯片为控制核心，采用高性能LD3320语音识别芯片，设计基于语音识别的汽车空调控制系统。该系统可以用语音有效控制汽车空调，减轻了驾驶员的操作负担，保证行车过程中的安全。1 系统硬件设计运用语音识别技术，结合各种传感器对车身内外的环境（如气温、阳光强度等）以及制冷压缩机的状态等多种参数进行实时检测，与设定参数相比较，微控制器经过运算处理做出判断，输出相应的调节和控制信号。执行机构经过实时调整和修正，实现对车厢内空气环境全方位、多功能的调节和控制。系统的执行机构主要包括温度风门电机、模式风门电机、循环风门电机、鼓风机、压缩机、除霜控制继电器等。图1为系统结构框图。11 主控制器主控制器为基于ARM CortexM3内核的32位微控制器STM32F103VET6，内置64 KB RAM、512 KBFlash，以及丰富的增强IO端口和联接到两条APB总线的外设，主要控制传感器模拟信号的采集、语音信号的收发和汽车空调控制信号的输出。12 语音识别模块语音识别芯片选用的是ICRoute公司的LD3320芯片。该芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路，包括AD转化器、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口等。本芯片在设计上注重节能与高效，不需要外接任何的辅助芯片（如Flash、RAM等），直接集成在现有的产品中即可以实现语音识别功能。识别的关键词语列表是可以任意动态编辑的。参照LD3320数据手册，语音识别控制电路采用LD3320与STM32通过SPI串行方式进行连接。语音识别模块控制电路如图2所示。首先，要将MD接高电平，芯片时钟信号CLK连接到STM32时钟信号输出引脚MCO（PA8）上。引脚MBS是麦克风偏置，接了一个RC电路，保证能输出一个浮动电压给麦克风。13 SD卡存储模块要实现具有人机交互功能的语音识别控制系统，需要存放大量的MP3音频文件。本系统中，MP3音频播放文件存放在SD卡上，语音识别关键词也存放在SD卡上，这样可以很方便地更改要识别的关键词，而不需要更改程序内容。主控STM32将 MP3数据依次从SD卡读出来，送入LD33 20芯片内部，这样就可以从芯片的相应的引脚输出声音。SD卡硬件连接如图3所示。SD卡与STM32通过SPI方式进行通信。将SD卡片选信号CS、数据输入信号DI、数据输出信号DO、时钟信号SCLK分别与STM32的PC11、PD2、PC8、PC12引脚连接。