单片机实现智能家居的远程控制

方法所要求的语音特征参数，按照一定的准则和测度与参考模式库中的模型进行比较， 通过判决得出结果。

　在本应用中，语音识别技术方面采用凌阳SPCE061A作为关键器件，同时凌阳公司提供bsrv222SDL.lib 库函数支持，在使用时通过调用库函数里相关的API 函数来实现所要求的功能。

　　5 主要硬件模块设计

　　下面主要对主控制器和语音提示电路作介绍。

　　5.1 主控制器

　　系统主控制器主要由MIC 输入模块、控制模块、存储模块、功放和喇叭输出模块四部分组成，其结构如下。

　　（1） 控制单元与语音识别：由SPCE061A 单片机完成。

　　（2） MIC 输入模块：SPCE061A 的A/D 转换器有8个通道，其中有一个通道是MIC_IN 输入，专门对语音信号进行采样。选用驻极体话筒，其偏压由SPCE061A 的VMIC 脚提供。该模块电路比较简单，只需外接三个电阻和电容对电流信号进行滤波就可以了。

　　（3） 功放和喇叭输出模块：SPCE061A 提供双通道10 位的D/A 输出AUD1、AUD2,每个通道的输出能力是30mA。为了能驱动扬声器放音，我们将输出电路设计为由负载电阻和三极管8050 组成的功放电路。

　　（4） 存储模块：由于芯片内置的存储空间有限，为了运行复杂的识别程序，必须通过扩展必要的存储芯片来完成系统的功能。在本系统中我们采用SPBA01B 和W29C040 来对SPCE061A 进行Memory 扩展。

　　5.2 语音提示单元

　　本系统主要由语音识别电路和语音提示电路来完成人机交互，其中语音提示电路的电路原理图如图4 所示。

图4 语音提示电路

　　数码语音芯片选用的是单片语音录放集成电路ISD25120,它具有抗断电、音质好、使用方便、无需专用的开发系统等优点。录音时间为120s,能重复录放达10 万次。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，省去了A/D、D/A 转换器。每个采样值直接存储在片内单个存储单元中， 因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。

　　SPCE061A的IOA11~IOA15 与ISD25120 的地址线相连，用以设置语音段的起始地址。IOB11 和IOB13 用以控制录放音状态。IOB12 连接一按键，供录放音测试时使用。ANA IN 与ANA OUT 是模拟信号的输入端和输出端，它们之间连接耦合电容，通常取值为0.22~1uF。

　　语音信号由SP+ 和SP- 端经耦合器耦合到电话线或由扬声器直接播放。录音时，单片机通过口线设置语音段的起始地址，再使端PD 端和P/ R 端和CE 为低电平启动录音。结束时，单片机又让CE 端回到高电平，即完成一段语音的录制。放音时，根据需要播放的语音内容，找到相应的语音段起始地址，并通过口线送出。再将P/ R端设为高电平， PD 端设为低电平，并让CE 端产生一负脉冲启动放音，这时单片机只需等待ISD25120 的信息结束信号，即低电平EOM 的产生。结束信号为一负脉冲，在负脉冲的上升沿， 标志着该段语音播放结束。

　　6 软件设计

　　6.1 系统软件结构

　　软件的设计不仅要考虑到各个模块实现的功能，而且要对整个系统进行有效的管理和协调。在此基础之上，才能够从整个系统的角度全面完善地实现系统所需要的各项功能。本系统的软件主要包括一个主程序和四个子程序， 其总体结构如下图所示。

　　主程序主要负责对整个控制器的工作进行管理、协调和对子程序的调用以及对用户的各种服务的响应。

　　四个子程序分别是语音识别、DTMF 收发、语音录放、信号音检测四个子程序。限于篇幅，下面只对语音识别子程序的软件设计进行介绍。

　　6.2 语音识别子程序设计

　　语音识别程序设计包括三部分： 训练样本； 识别； 语音提示。

　　训练过程即提取语音样本的特征参数过程主要调用库函数BSR_Train 完成。为了防止误命令，每条语音命令训练2 遍，只有2 次命令相同时才成功，BSR_Train函数有8 种可能的返回值， 如： 0 - 训练成功； - 1 - 没有语音识别技术方面有bsrv222SDL.lib 库函数支持，在使用时通过调用库函数里相关的API 函数来实现所要求的功能。下面给出语音识别的流程图及具体代码。

图7 语音识别流程图

　　其中，BSR-GetResult 函数为启动辩识，当无命令识别出来时，返回0;识别器停止、未初始化或识别未激活返回-1 ;当识别不合格时返回-2 ;当识别出来时返回命令的序号。部分程序源代码如下：

　　7 结语

本系统主要有以下性能特点：实现了语音控制家用电器的启动和关闭；实现双向的功能：能够远距离控制家用电器，又能快速及时地传送报警信息；设计简单，系统组织灵活，控制范围可大可小，利用已有电力线和电话布置设施成本低，且不受供电范围和距离的限制；使用单片机实现语音识别控制功能，提高了系统的性价比。随着经济的发展，人们对物质文化需求的日益增长，智能家居系统必将受到人