智能家居之“语音智能自动门”控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)

智能家居之“语音智能自动门”控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

待办事项 的日历 ，并通过语音提示 ，用步进电机执行相关的动作指令。 此方案虽然增加本系统的功能和提升各方面的性能，实现真正的智能化控制，但研发成本大幅度增加，而且技术难度高，研发周期长，因个人能力有限，故排除此方案。 方案二： 基于 AT89C51 单片机， 采用 LD3320 语音 识别 芯片 和 AT24C32 EEPROM 存储器 ，能够识别特定的语音命令，播放特定的语音，采用矩阵键盘数字密码锁和字符型 LCD 显示屏，仅使用 HCSR501 红外感应模块感应门外的人 并点亮相应的指示灯 ，开发基于 DS3231 芯片 的万年历，在 LCD 显示屏上显示当前的日期 ，用步进电机执行相关指令。 此方案虽然智能程度低，但 成本低，便于研发和推广 ，故选用此方案。 三 ． 方案选定 根据方案论证的 结果 ，选定方案二。 四 ． 总体设计方案 41 系统设计思路： 根据选定的方案，选用 AT89C51 单片机为主控制器， JQ6500 语 音录放芯片 进行录制系统固定语音 和播音 ， 使用 WTVSR 录音芯片录制用户语音， LD3320 语音识别芯片 进行语音识别 ， BISS0001红外感应模块 感应来宾 ， LCD1602 液晶显示屏 显示日期 ，时间和密码 ， DS3231 日历芯片 提供详细的日期时间 ， L298N 电机驱动芯片和步进电机 驱动门的开关和门锁的上锁 ， 解锁 ， AT24C32 EEPROM存储器 扩展存储空间 ， 用 红外 漫反射光电接近开关感应门的状态， 使用安卓智能机电源适配器供电，使用充电宝作为应急电源 等。 42 系统框图如下： 语音录放模块 语音识别模块 红外感应模块 密码输入及 LCD 显示模块 单片机控制系统 电机驱动 与传感 模块 EEPROM 外存模块 电源模块 键盘示意图： LCD 显示屏 0 1 2 密码 3 4 5 开 /关 删除 6 7 8 下一条 日期 9 录音 播放 确定 外出 万年历模块 43 系统运行过程： 本系统具有普通锁门和密码锁门两种方式，当门处于开的状态时，用户语音输入“关门”命令或按下键盘中“开关”键时，电机驱动门闭合和上锁，此时门处于普通锁状态，只需要语音输入“开门”命令或再次按下“开关”键，即可开门。 当门处于普通锁状态时，语音输入“密码”命令或按下“密码”键，门锁处于密码锁状态， 需要在键盘中输入密码才可 开锁 ，再次按下“密码”键，用户输入原有的密码进入密码修改状态 ，需要输入 8 位数字才可确定退出。 语音输入“录音”命令或 按下“录音”键，系统处于录音状态，用户语音输入“保存”或按下“确定”键结束和保存当前的录音。 录音过程中， 再次按下“录音”键，删除并退出当前的录音， 用户长时间无输入，录音时间到后系统自动删除并退出录音，语音输入“删除”或按下“删除”键，删除并退出当前的录音。 录音结束后，用户或来宾可在 10 秒内自由删除当前的录音， 10 秒后需密码才可删除。 语音输入“播音”或按下“播音”键，播放来宾的留言，播放过程中 ，按下“播放”键结束和退出当前的播放 ，按下“下一条”键，播放下一条留言。 语音输入“外出”或按下“外出”键，有人来敲门时播放提示语音和用户的留言。 当前无其他操作，按下“日期”键显示日期，再次按下“日期”键，修改日期。 五 ． 详细设计方案 51 硬件设计方案 511 音控模块设计 一． 语音录放系统设计 管脚描述 WTVSR利用 SPIFLASH存储语音信息，录音时间的长短跟所挂的 SPIFLASH容量有关。 当前 WTVSR版本只支持最大 32M SPIFLASH。 具体如下表所示，表中数据为 10KHz 采样率录音时所得。 SPIFLASH 容量（ bit） 4M 8M 16M 32M 64M 录音时间（秒） 101 206 416 836 1600 本 模块 采用的模块的 SPIFLASH 容量为 32Mbit。 P 1 4P 1 5P 1 6NCP 1 7NC/ R E S E TA U D I O _ LS P +S P DIDOC L KG N D CSP 0 5P 0 4P 0 3P 0 2P 0 1P 0 0+ 3 . 3 VNCM I C +NCL I N E I NP 0 6P 0 7114 1528引脚 描述 功能 引脚 描述 功能 1 P14 BUSY 输出 15 /CS SPIFLASH_CS，下载数据用 2 P15 内部功能使用 16 P05 按键 3 P16 内部功能使用 17 P04 按键 4 NC 空 18 P03 三线串口 DATA/按键 5 P17 内部功能使用 19 P02 三线串口 CLK/按键 6 NC 空 20 P01 三线串口 CS/按键 7 /RESET 复位脚，保持低电平 10ms 有效 21 P00 按键 8 AUDIOL 外接功放音频输出正极 22 电源正 9 SP 直接驱动扬声器输出负极 23 NC 空 10 SP+ 直接驱动扬声器输出正极 24 MIC+ 麦克风录音正极接口 11 DI SPIFLASH_DI，下载数据用 25 NC 空 12 DO SPIFLASH_DO，下载数据用 26 LINE IN 外部音源线路录音输入端 13 CLK SPIFLASH_CLK，下载数据用 27 P06 按键 14 GND 地 28 P07 按键 WTVSR 拥有 MP3 模式、按键一对一模式、并口模式和三线串口模式。 多种控制模式使 WTVSR能被应用在多种场合。 通过设置 WTVSR 底部的短接点，可以更改不同的控制模式。 控制模式 短接点 图片 M0 M1 M2 MP3 1 1 1 按键一对一 0 1 1 并口 1 0 1 三线串口 1 1 0 本系统采用的按键一对一模式 功能描述 此模式具有四组按键，分别为四个录音键，四个放音键，可录 4 段语音。 同一组的语音重新录制时，会将原来的语音覆盖。 其录放音端口跟功能如下表所示。 语音 第 1 段 第 2 段 第 3 段 第 4 段 录音端口 P00 P01 P02 P03 放音端口 P04 P05 P06 P07 以上控制端口均为负脉冲触发，按键防抖时间为 15ms。 时序图描述 录音时序图 放音时序图 、上传语音文件 和原理图 WTVSR 配合相关上位机软件，可以通过 USB 向 PC 端上传语音文件，包括录制的语音。 所上传的语音文件格式为 WAV。 PC 端也可以下载 WAV 文件到 WTVSR，供 WTVSR 播放。 所下载的语音文件名以F 开头，如 F0001 则为下载的语音，也就是固定语音。 下载、上传应用电路 原理图 R E C O R DB U SYST A T U S8 m s 1 0 m sP L AYV O I C EB U S Y1 5 m s1 0 m sR1 22R2 22R3 1 .5 KR41 0 0 K1 2 MC22 2 PC32 2 PC51 0 4C11 0 4C42 2 0 u F / 1 0 VD14 0 0 7P 1 7P 0 4P 0 1P 0 0P 0 2P 0 0P 0 2P 0 4P 1 7G N DP 0 1V D DG N DDD+ F L A S H C L KF L A S H D OF L A S H D IF L A S H C SW TV S R R E S E TG N D1234567V D D 3 3W TV S R V C CU S B123412345678910 11121314151617181920DOC L KV D DG N DDD+V D D 3 3V D D UV D D AX O U T X I NP 1 7P 1 5I O V D D 1I O V D D 0CSNCTE S TR E S E TDIW TU 0 2 2 0 S S二． 系统固定提示音模块设计 JQ6500 是一个提供串口的 MP3 芯片，完美的集成了 MP WMV 的硬解码。 同时软件支持 TF 卡驱动，支持电脑直接更新 spi flash 的内容，支持 FAT1 FAT32 文件系统。 通过简单的串口指令即可完成播放指定的音乐，以及如何播放音乐等功能，无需繁琐的底层操作，使用方便，稳定可靠是此款产品的最大特点。 另外该芯片也是深度定制的产品，专为固定语音播放领域开发的低成本解决方案。 2. 模块管脚说明 引 脚序号 引脚名称 功能描述 备注 1 K1 对应第 1段音频 对地触发播放第 1段音频 2 K2 对应第 2段音频 对地触发播放第 2段音频 3 K3 对应第 3段音频 对地触发播放第 3段音频 4 K4 对应第 4段音频 对地触发播放第 4段音频 5 K5 对应第 5段音频 对地触发播放第 5段音频 6 SGND 地 电源地 7 ADKEY AD 口 8 BUSY 播放指示灯 有音频输出时高，无音频输出高 9 RX UART 串行数据输入 10 TX UART 串行数据输出 11 GND 地 电源地 12 DC5V 模块电源输入 不可以超过 13 ADC_R 音频输出右声道 驱动耳机、功放 14 ADC_l 音频输出左声道 驱动耳机、功放 15 SPK 喇叭 + 直接驱动 1W/8R 以下喇叭 16 SPK+ 喇叭 JQ6500 模块 SPI FLASH 容量与音频时间长度对换表： (单位： S) 本模块采用的芯片 SPI FLASH 容量为 32MBits 支持异步串口通讯模式 ,通过串口接受上位机发送的命令 通讯标准 :9600 bps 数据位 :8 校验位 :none 流控制 :none 格式 ： $S VER Len CMD Feedback para1 para2 checksum $O $S 起始位 0x7E 每条命令反馈均以 $开头 ,即 0x7E Len Len 后字节个数 Len + CMD + para1 + para2 CMD 命令字 表示具体的操作 ,比如播放 /暂停等等 para1 参数 1 查询的数据高字节 (比如歌曲序号 ) para2 参数 2 查询的数据低字节 $。