哈工程毕设开题报告.ppt

智能声控电风扇系统设计 姓名 xxx学号 xxx指导教师 xxx 报告内容 1 研究背景 意义及现状 2 主要研究内容 3 初步工作方案 4 研究进度安排 参考文献 研究背景 意义及现状 背景 随着电子制造业的不断发展 社会对生产率的要求越来越高 各行业都需要精良高效 高可靠性的设备来满足要求作为一种老式家电 电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品 但电风具有价格便宜 摆放方便 体积轻巧等特点 由于大部分家庭消费水平的限制 电风扇作为成熟的家电行业的一员 在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额 但老式电风扇功能简单 不能满足智能化的要求 为提高电风扇的市场竞争力 使之在技术含量上有所提高 且更加安全可靠 智能电风扇随之被提出 研究背景 意义及现状 意义 语音识别控制技术在家用电器方面有广泛的应用前景 家电控制与语音识别技术相结合 实现了语音控制 给特殊人群带来极大方便 如语音控制遥控器 语音控制电冰箱 语音控制机器人等 研究背景 意义及现状 现状国内 电风扇在中国仍然具有很大的市场 所以我国对电风扇的优化研究是很积极的 智能声控电风扇已经开始投入市场 目前这方面的技术已经成熟 下一阶段的研究将是使其更加人性化 更好的满足不同群体的人的需求 国外 国外在电风扇方面的研究相对我国不那么积极 但在智能化电器方面的研究却比我国更加成功 智能化电器 包括三个层次 智能化的电器元件 智能化开关柜和智能化供配电系统 主要研究内容 本课题将语音识别技术应用于电风扇控制 操作者发出语音指令 即可完成对风扇的控制 使电风扇的控制更为简单便捷 设计包括软硬件两个部分 要求实现近距离无线控制 电风扇驱动与开关控制 语音信号的预处理与压缩 语音信号现场训练与现场识别 并要求识别率具有一定的准确精度 系统结构与语音原理 1 1系统结构简述设计以凌阳单片机SPCE061A为核心控制部件 主控制板采用SPCE061A精简开发板 该开发板包括了SPCE061A单片机最小系统 音频电路 含MIC输入部分和DAC音频输出部分 电源电路 复位电路 程序下载电路 独立按键及输入输出口引脚插针等 外围控制电路通过继电器开关电路来控制电风扇的转停 系统设计总体框图 语音训练 语音训练 SPK 存储 主控制器SPCA061A MIC 语音识别 继电器开关电路 电风扇转 停 语音识别基本原理 语音识别系统本质上是一种多维模式识别系统 它包括预处理 特征提取 语音模式库 模式匹配 后处理等 预处理包括预加重和端点检测 实现语音信号的数字化 特征提取就是从原始语音信号中抽取出能够反应语音本质的特征参数 特征参数有时域参数 频域参数和其他参数 语音模拟库是用聚类分析方法经过一个讲话者或多个讲话者的多次重复语音参数的训练得到的 模式匹配是将输入语音的特征参数与通过训练得到的语音模式进行比较分析 从而得到初步识别结果 系统硬件设计 麦克录音输入及AGC电路本系统SPCE061A内部集成了一个10位ADCmic in音频输入电路 内置了传声器放大器和自动增益控制AGC功能 麦克风输入电路如图所示 DAC输出放大电路 该电路的核心器件是集成音频功率放大器SPY0030 其工作电压范围为2 4 6 0V 最大输出功率可达700mW 音频输出放大电路如图3所示 继电器驱动电路 由SPCE061A单片机I O口提供的电流太小 不能直接驱动继电器 本设计采用三极管8050来提供 开关电压 用二极管1N4007去除继电器释放线圈中产生的反向电流 以保护三极管8050 实现I O口对继电器的驱动 风扇开关驱动电路如图4所示 当IOB口输出高电平并保持时 三极管8050导通 继电器吸合 电风扇220V交流电源被接通 电风扇开始工作 当IOB口输出低电平并保持时 三极管8050截止 继电器释放 电风扇220V交流电源被断开 电风扇停止工作 系统软件设计 本设计的非特定人语音识别系统 通过语音命令就能模拟电风扇的控制 每个语音命令需要训练两次 系统开始工作后 先进行变量 I O口 RAM初始化 调用语音播放函数 播放提示音来提示训练 训练部分包括触发名称和控制指令的训练 待全部语音指令训练完毕后 就可以开始辨识语音 获取辨识结果 输出控制信号 控制电风扇的转停 系统流程图如图5所示 研究进度安排 2014年12月 十二月十八 完成文献收集与阅读 熟悉课题发展状况以及研究热点和难点准备开题 2015年二月 三月 完成单片机与语音信号相关学习 2015年三月 四月 研究智能声控电风扇结构 着手制作 2015年四月 五月 对智能声控电风扇进行调试2015年五月 六月 对智能声控电风扇进行最终完善 然后完成毕业论文 准备答辩 参考文献 1 李晶皎 嵌入式语言技术及凌阳十六位单片机应用 M 北京 北京航空航天大学出版社 2003 2 单片机原理及应用 M 哈尔滨 哈尔滨工程大学出版社 2008 3 张强 基于单片机的电动机控制技术 M 北