【《基于STM单片机的智能轮椅的语音控制系统设计》9200字】

基于STM单片机的智能轮椅的语音控制系统设计目录TOC\o"1-3"\h\u143311引言 3119261.1课题设计的背景 3234561.2课题设计的目的和意义 372641.3课题设计的预期成果 4213072主要器件和方案选择 444242.1单片机的选择 513942.1.1语音无线控制模块单片机的选择 5234102.1.2轮椅接收模块单片机的选择 6188572.2语音识别模块的选择 7223532.3无线通信模块的选择 8272912.4L298N电机驱动模块的选择 9277552.5红外线避障模块的选择 988713硬件电路设计 11166073.1硬件电路系统总框图 1119573.2硬件各模块电路 11252083.2.1语音识别模块电路 11190063.2.2无线传输模块电路 11228133.2.3STC11L08XE单片机模块电路 1233533.2.4按键模块电路 13301593.2.5电机驱动模块电路 13313233.2.6STM32单片机电路 1427183.2.7红外线避障模块电路 14128804软件设计 16233524.1总程序设计 16174644.2无线遥控模块程序设计 17212474.2.1STC单片机初始化 17108864.2.2LD3320芯片程序设计 17135164.2.3STC串口程序设计 18199924.2.4RNF24L01模块程序设计 19229844.2.5无线遥控模块主函数设计 20287204.3智能轮椅模块程序设计 21327654.3.1各个GPIO口初始化程序 2164554.3.2串口程序设计 21283084.3.3PWM调速程序设计 21231834.3.4通用定时器3初始化程序设计 2294314.3.5NRF24L01程序设计 23256014.3.6轮椅运动程序设计 24129144.3.7智能轮椅主函数程序设计 24126785系统调试与功能分析 2526945.1无线语音遥控模块硬件电路检测 25318745.2无线语音遥控模块串口测试 25288105.3智能轮椅模块硬件电路检测 26132255.4智能轮椅模块串口测试 27217836结束语 28摘要本设计是一种基于STM32F103C8T6单片机的智能声控避障轮椅，主要完成通过LD3320语音识别模块接收用户的语音命令或用户直接通过按键输入命令，然后通过NRF24L01无线模块实现遥控器与智能轮椅之间的无线通信。轮椅收到遥控器传来的指令，通过单片机控制轮椅底部的L298N电机来实现前进、后退、左转、右转、加速、减速等操作。智能轮椅在执行指令时，根据3个E18-D80NK红外光电传感器实现智能避障功能。文中对智能轮椅的硬件和软件设计进行了详细介绍，硬件方面主要包括轮椅运动部分和语音识别遥控部分两个模块设计。软件方面则是采用C语言进行编程，采取模块化设计，方便修改。结果表明，智能轮椅系统的设计方法科学，具有性能稳定、速度快、灵活、安全可靠的特点。关键词：STM32；智能轮椅；语音控制；红外避障引言课题设计的背景残疾不仅仅被认为是一种限制和抑制个体缺陷、限制和参加的精神和身心状况,它也是一种复杂的实践现象,反映出一种个体的精神和身心特征和其所处的社会性质之间的交织和影响。因此，任何类型的行动障碍的个体都只能完全依赖轮椅来移动他们自己。据研究人员称，对于一个正常人来说，在家庭环境中驾驶轮椅是一项非常困难的任务，因为轮椅是通过转动轮子来手动控制的，对于残疾人来说更是如此。四肢瘫痪者、截肢者和瘫痪患者不能使用传统的带有操纵杆控制的电动轮椅。因此，他们在日常活动和活动中需要他人的帮助。现如今，由于事故受害者和老年人人数的增加，约15%左右的世界人口患有残疾，1.1亿至1.9亿成年人患有严重残疾ADDINNE.Ref.{DE4ACD23-252E-4A4C-A967-7418D367101C}[1]。截止2020年2月,中国累计残障人士数量为8500万人，约为中国人口总量的6.21%。对于成年人来说，独立行动是自尊的一个重要方面，在“自然老化”中起着关键作用ADDINNE.Ref.{E04DF5B4-386D-4E72-A858-18AA5170ACA1}[2]。例如，如果老年人发现走路或推着自己上厕所越来越困难，他们可能会减少这样做的次数，或者他们可能会减少饮水以减少排尿频率。如果他们不能走路或推着自己走到便盆前，而在家中又不能经常得到帮助，那么就有必要搬到一个更有利的环境(如辅助生活)。行动受限是成年人功能受限的主要原因，据估计，18至44岁的患病率为40/1000,85岁及以上的患病率为188/1000ADDINNE.Ref.{AEB69AF6-5406-417C-9FF4-242D5DECB4C4}[3]。课题设计的目的和意义随着我国人口老龄化以及残障人数的急剧上升,对于智能轮椅的市场需求也将继续扩大。开发一种功能多样、操作方便、价格相对合理适中的多用途智能型轮椅,不但可以给更多的老年人提供一种性能优异、安全可靠的交通工具,还能够提高他们的生活水平。这项研究的目标之一是帮助这些不能用手控制电动轮椅。我们可以使用语音、面部方向、眼睛注视、颈部、手臂肌肉肌电图信号、面部肌肉肌电图信号或者无线舌颚接触压力传感器等方法，这样对一个身体残疾的人来说，操纵轮椅就会变得十分容易ADDINNE.Ref.{81865639-E7F9-4DEB-A451-87C04D941615}[4]。虽然对于一个人来说，移动他的脸和眼睛的方向十分便捷容易，但是有的时候脸和眼睛的不自然会导致轮椅控制失误或者误判。通过肌电图、眼电图或脑电信号进行操作需要一定的技巧，而使用接触式传感器来测量这些信号又给用户带来了很大的心理负担。另一方面，语音是一种自然的通信形式，因此语音是最简单的接口之一。这个项目采用了一个语音识别模块LD3320，可以识别用户的语音命令，从而驱动轮椅，解放了轮椅用户的双手。对于力弱的老年人和残障人士来说，该智能轮椅可以通过语音来控制，可以做到独立行动，减少对家人的依赖，可以很好的维护自己的尊严，使得用户对生活充满希望以及对未来的展望。对于只是下肢残疾的人来说，该智能轮椅也支持按键控制方式，按键控制方式相比起语音控制方式来说会更加灵敏快速。由于轮椅的用户多是行动不便的人，该智能轮椅还具有红外智能避障以及缓加速与换减速的功能，大大的提升了该智能轮椅的安全性与稳定性。课题设计的预期成果本文所设计的主要分为两个部分：语音无线遥控部分和智能轮椅部分。语音无线遥控部分使用的是STC11L08XE型号单片机，通过LD3320芯片自动识别用户语音，将识别到的指令通过NRF24L01模块发送到智能轮椅部分。轮椅接收模块的STM32单片机通过无线模块接收到遥控模块发送的指令，并根据接收到的指令驱动电机，轮椅运动方式包括前进、后退、左转、右转、停止、加速、减速等运动。在行驶过程中，实现了速度控制和智能避障。

2主要器件和方案选择本章主要介绍语音控制智能轮椅的各个硬件与方案选择。单片机的选择该设计的语音无线遥控模块采用的是STC11L08XE型号的单片机，轮椅接收模块采用的是STM32F103C8T6单片机。2.1.1语音无线控制模块单片机的选择语音无线遥控模块的单片机并不需要太多的IO口，只需要将LD3320识别的语音的命令通过无线发送模块发送至轮椅接收端即可，因为连接LD3320与NRF24L01所需的并不多，再加上7个按键，采用STC11L08XE单片机足以满足所需。该单片机引脚分布如图2-1所示。STC单片机可以作为快速语音无线电话遥控通信模块的一个重要主控器和控制芯片，工作电压在它可以直接控制到的范围大约为3.6-2.4V，有8K的工作程序存储器，它的指令代码完美兼容了旧式的51单片机，可广泛应用于快速语音无线通信等多种不同应用技术场面，具有功耗低、速度快、超廉价、具有极度高可靠性以及抗干扰能力强等优势性能特点。其具有Flash闪存、1280B静态随机存取存储器、2个定时器、串口、高速A/D转换器、I/O口、看门狗、SPI接口，片内高精度R/C振荡时钟及高可靠复位等ADDINNE.Ref.{012BCA9D-C3B1-4725-9DD7-CD843ADC3006}[5]。图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s11STC11L08X单片机引脚图

2.1.2轮椅接收模块单片机的选择轮椅接收模块的单片机需要较多的IO口，因为它不仅同时需要额外连接一个NRF24L01模块和一个L298N的电机控制模块,还同时需要额外连接3个红外避障系统模块。因而采用STM32F103C8T6型号的单片机作为本模块的主控芯片。该单片机引脚结构如图2-1所示。STM32F103C8T6其程序存储器FLASH容量是64KB，RAM容量是20KB，有37个通用I/O口（PA0-PA15、PB0-PB15、PC13-PC15、PD0-PD1），4个16bit定时器（TIM1、TIM2、TIM3、TIM4），2个IIC，2个SPI，3个USART，1个CAN，工作电压2V~3.6V，系统时钟最高可到72MHzADDINNE.Ref.{FDE64AAB-384B-4BDD-962E-75B175C12E42}[6]。特别是其适合于对高稳定、低负载功耗、实时性好的大型嵌入式操作系统进行设计。图STYLEREF1\s22STM32F103C8T6单片机引脚图语音识别模块的选择语音自动识别控制模块的主要功能之一是通过自动识别轮椅用户语音信号对电动轮椅行驶进行自动控制。由于轮椅的运动方式较少，所以该模块要求能够识别的指令并不需要很多，因此该系统采用的是LD3320语音识别模块。语音识别（ASR）技术是基于“关键词列表”的识别技术，它主要是由于语言学家们分析大量的原语和语音特征数据,对这些原语和语音特征数据都进行了分析,构成一个个数学模型,经过多次反复的训练,统计得出每个原语的特点和语音数据,然后再经过算法和语音特征模型转换到硬件芯片上ADDINNE.Ref.{F27CFCF3-9A2F-4AB5-9C65-5901A73E9109}[7]。实际上,每种ASR技术的语音识别处理过程都主要是通过信号频谱将每位用户的语音内容转化为成语音特性,然后将信号转换后的语音特性与"关键词列表"中的关键词相匹配，最相似的列表将被视为识别结果ADDINNE.Ref.{E2DA8764-2B20-4774-A8C5-7876433D7328}[8]。LD3320引脚如图2-3所示。语音识别芯片LD3320几个特征如下：（1）非特定人识别，无需事前的技术训练及录音,识别后的精度可以轻松达到95%。（2）实际操作时无须考虑使用任何外部的辅助芯片。（3）每个芯片最多可以设置50个候选标识句，关键词的内容也可以动态编辑和修改，因此系统可以支持多种应用场景ADDINNE.Ref.{CDC40924-4D77-4BE2-8164-F6F2A312ED0B}[9]。正是因为LD3320芯片具有以上几个特征，因而该系统采用LD3320作为语音识别模块是十分合适的选择。图STYLEREF1\s23LD3320引脚图无线通信模块的选择由于语音识别模块需要安装在较为靠近用户嘴巴的地方，这样语音识别更为准确。因此语音识别模块与轮椅接收模块就要通过无线通信进行连接。该系统采用NRF24L01芯片进行语音识别遥控部分与智能轮椅部分的无线连接，芯片的引脚如图2-4所示。NRF24L01是北欧公司近来精心研发和自主生产的一款采用FSK调制方式的无线通信芯片，集成了自己的一种增强型短中长时间无线突发通信协议，能够直接自动实现点对点或1对6无线通信ADDINNE.Ref.{08DEDE67-A730-436E-99A7-23212A3F3235}[10]。只要给单片机系统内部预留5个IO口和1个中断输入引脚，就可以方便地使用这个模块来实现无线通信功能，非常适合用来构建单片机之间的无线通信功能ADDINNE.Ref.{6E228EDD-9772-44B9-AF1A-1B0CA740FAEB}[10]。因为NRF24L01无线模块一般的传输距离为5m，满足了该系统无线近距离数据传输的要求，并且NRF24L01无线模块能够实现自动响应以及内置CRC检错，确保了数据可靠传输，具有低功耗等特点，所以该系统采用NRF24L01模块进行无线通信。图STYLEREF1\s23NRF24L01引脚图2.4L298N电机驱动模块的选择本文所设计的智能轮椅是由一个L298N芯片电机驱动的，因为一个L298N就可以同时控制两个直流驱动电机。可直接通过IO口向电机提供信号，PWM调速操作方便，电路简单，性能稳定，易于使能ADDINNE.Ref.{DF7CEA92-ECC6-41EC-8A10-8205D4D62860}[11]。本系统所设计的输出电流为2A，输出电压为5V。该电路可与外部检测电路连接，将其变化反馈到单片机。有四种直流电机控制的方式:正向/反向/制动/停止，可以用PWM来调节直流电机速度ADDINNE.Ref.{255CE5E2-826E-41C6-9A71-8C159360F85C}[12]。市场上大部分轮椅都是依靠两个轮子来承担用户身体重量，该智能轮椅也是采用了两个轮子为主，前小轮子为辅的设计。这样可以减小轮椅体积，满足用户在狭小房间内活动的需求。本设计主要是控制轮椅两个主轮子进行移动。L298N功能模块如表2-1所示。如果想要前进，那么只要通过IO口对L298N的两个引脚进行PWM调速即可。通过控制两个轮子的转速差即可轻松实现轮椅的转向。表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s11L298N功能表ENIN1IN2运转状态0××停止110正转101反转111刹停100停止2.5红外线避障模块的选择安全性与稳定性对于轮椅用户可以说是最为关键的要素，因此本设计增加了自动避障模块。在本文总体设计中，实现自动避障功能主要采用的是E18-D80NK型的光电传感器，它是一种集发射和接收于一体的光电传感器，将这个传感器连接到单片机IO口，如果前方有障碍，则返回低电平至单片机ADDINNE.Ref.{7C3CCFEC-8221-4829-AC29-DE9324E434BD}[13]。该光电传感器探测距离可根据需要调整，调整范围为3cm~80cm，该传感器同时具备检测距离远、价格低廉、所受可见光干扰小、安装便捷、使用方便等优点ADDINNE.Ref.{263FB74A-7C3D-438C-A0D3-B33D3E6A209B}[13]。正是因为该传感器具有以上几个优点，所以装载在轮椅下方可以大大提高该设计的安全性。在许多设计产品中，大多数产品为了降低成本，只是在产品前方装载了红外线避障。而本设计装载了3个红外线传感器，分别装载在轮椅前方及侧翻。这样子的设计就避免了用户在遇到障碍时通过转向来判断左右两边是否有障碍的场景，极大增强了该智能轮椅的安全性与稳定性。硬件电路设计硬件电路系统总框图本文所设计的智能轮椅主要包括无线语音遥控模块和轮椅接收驱动模块两个部分，系统总框图如图3-1所示。主要功能就是把通过语音识别或者按键产生的命令发送至智能轮椅模块，智能轮椅根据命令执行相应的操作。图3SEQ图\*ARABIC\s11系统电路结构总框图硬件各模块电路语音识别模块电路图32LD3320芯片原理图无线传输模块电路NRF24L01的基本编程工作控制原理图如图3-3所示，从使用角度来看，只需要关注六个控制和数据信号就能轻松使用该芯片，分别为CE、SCK、CSN、MISO、MOSI、IRQADDINNE.Ref.{86FAB9C0-5D1B-4C5B-B641-158B169EA5E0}[10]。本设计将这六个控制引脚连接到STC单片机上，从而将识别到的命令传输给轮椅。在运行过程中，在初始化时要预先设置好无线模块的状态，NRF24L01主要有以下几种状态：RxMode：接收模式TxMode：发射模式Standby-1Mode：待机1模式Standby-2Mode：待机2模式PowerDownMode：掉电模式图33遥控模块NRF24L01原理图3.2.3STC11L08XE单片机模块电路STC11L08XE单片机部分IO口与无线传输模块相连，部分引脚连接按键模块，是语音遥控模块的主控芯片。其原理图如图3-4所示。图34STC单片机原理图3.2.4按键模块电路对于并未完全丧失简单手动控制能力的轮椅用户来说,在较为嘈杂或者是不方便地使用自动化的语音操作来控制轮椅的情况下,用户通常都是采用一个按键控制的方法来对轮椅进行手动控制。采取按键自动控制的操作模式可能更加迅速和安全。按键模块电路如图3-5所示。图35按键模块原理图3.2.5电机驱动模块电路本设计中，L298N电机的IN1~IN4分别与STM32单片机的PB5~PB8相连，采用PWM输出方式进行调速。本设计是用通用定时器2来产生PWM，定时器3、4通道对应的引脚为PA2和PA3，将这两个引脚连接至电机的ENA与ENB。其原理图如图3-6所示图36L298N电机驱动原理图3.2.6STM32单片机电路STM32单片机原理图如图3-7所示。图37STM32原理图3.2.7红外线避障模块电路三个红外模块分别连接至STM32的PB9、PB12、PB13引脚，可以非常方便的通过读取这三个IO的值来判断三个方向是否有障碍，从而智能轮椅做出应对措施。该模块原理图如图3-8所示。图38红外避障原理图软件设计语音控制智能轮椅的设计可以分为两个部分：一是无线语音遥控部分，二是智能轮椅部分。无线语音遥控部分是通过Keil4C51软件使用C语言进行软件程序设计、编写、下载和调试，实现对LD3320芯片、按键模块、NRF24L01无线传输模块进行配置及初始化。智能轮椅部分是通过Keil5软件使用C语言编程，实现对STM32单片机、L298N电机、NRF24L01无线传输模块、红外线避障模块进行初始化及配置。总程序设计主程序工作流程框图如图4-1所示。图4-1主程序流程图本设计先是对两个部分进行相关初始化，然后两部分都进入等待阶段。当LD3320识别出用户语音指令或者用户按下按键时，将通过RNF24L01将识别到的命令发送至轮椅接收部分。轮椅接收部分接收到命令，将根据命令对电机进行驱动。于此同时，STM32通过中断方式实现轮椅缓加速与缓减速，采用查询的三个红外线IO口的方式实现智能避障功能。无线遥控模块程序设计STC单片机初始化因为该单片机有些引脚是准双向口，因此初始化时将所有引脚赋值为1，方便后后续读写这些IO口。将读写模式设为并行模式读写，接着开启外部中断1，通过中断来响应LD3320识别到语音命令。程序如图4-2所示。图4-2单片机初始化程序LD3320芯片程序设计LD3320复位程序如图4-3所示。图4-3LD3320芯片复位程序避免ASR识别过程出现异常，编写了ASR识别流程函数。为了有效率地防止LD3320芯片由于软硬件的各种原因而导致一些工作异常,所以本设计尝试了芯片启动ASR信号识别的整个工作过程5次，大大增强了语音识别的稳定性。其程序如图4-4所示。图4-4ASR识别函数LD3320芯片能够录入50条关键指令，本设计为了迎合用户平常习惯，将命令口语化，将多条语音关键词对应一个执行命令，使得语音识别更加精确，有利于产品在市场上快速推广。用户也可以根据自己的习惯将自身较为常用的习惯关键词输入到该列表中，大大增强用户的满意程度。其关键词与识别指令对应关系如表4-1所示。表4SEQ表\*ARABIC\s11语音识别关键词列表语音输入识别指令发送信息轮椅动作加速/快一点/加快速度CODE_KFBYZ0xdf加速减速/慢一点/降低速度CODE_DMCS0xbf减速前进/向前进/往前走CODE_KD0xfe前进后退/向后退/往后走CODE_GD0xfd后退左转/向左转/往左走CODE_BJ0xfb左转右转/向右转/往右走CODE_SH0xf7右转停止/停下/刹车CODE_GZ0xef停止STC串口程序设计初始化串口函数主要是为了调试代码，因为在设计过程中，通过计算机与无线遥控模块之间的串口通信，可以清楚的知道无线发送模块发送的命令是什么，其初始化程序如图4-5所示。图4-5STC串口初始化程序识别出指令后，在调试阶段可以通过串口将指令发送到计算机上，便于代码的调试。发送一个字节的指令代码如图4-6所示。图4-6串口发送程序RNF24L01模块程序设计初始化RNF24L01模块,将所有的收发地址都设置成相同值,允许自动进行应答,设定所有的接收地址数据的长度分别为32个字节，清楚FIFO寄存器的值，其初始化程序如图4-7所示。图4-7NRF24L01初始化程序当识别出指令后，将采用RNF24L01模块将指令发送至轮椅接收模块，其发送子函数如图4-8所示。图4-8无线发送指令程序4.2.5无线遥控模块主函数设计nAsrStatus这个变量是用来表示语音识别程序正常运行的状态，其值的特性如表4-2所示。表42nAsrStatus状态表nAsrStatusLD3320运转状态LD_ASR_NONE没有在作ASR识别LD_ASR_RUNING正在作ASR识别LD_ASR_FOUNDOK一次识别后，有一个结果LD_ASR_FOUNDZERO一次识别后，没有任何一个结果LD_ASR_ERROR识别错误状态主函数通过判断nAsrStatus的值来执行相应的命令。当处于正在识别或者识别错误或者是没有识别结果状态时，不做任何操作；当处于空闲状态时，启动ASR识别流程，并判断是否识别正确；当识别出结果时，获取识别结果命令，进入到User_handle子函数，通过无线传输模块将该命令传输至轮椅接收端，发送完成后将状态改为空闲状态。其主程序如图4-9所示。图4-9主函数程序当识别出结果时，获取识别结果命令，进入到User_handle子函数中，执行相应的子函数操作。User_handle子函数中执行加速、减速指令的代码如图4-10所示。图4-10User_handle程序当识别出结果时，获取识别结果命令，进入到User_handle子函数中，执行相应的子函数操作。User_handle子函数中执行加速、减速指令的代码如图4-10所示。除了语言控制方式，本设计还增加了按键控制方式，将5个按键直接通过并联的方式连接至STC单片机，如果有按键被按下，就会将该按键所对应的指令发送至轮椅接收端。按键模块识别程序如附录一所示。4.3智能轮椅模块程序设计4.3.1各个GPIO口初始化程序STM32单片机在使用GPIO口前都需要对IO口进行初始化，本设计的IO口初始化函数如图4-11所示。图4-11GPIO初始化程序4.3.2串口程序设计在轮椅接收端使用串口同样是用于调试，将通过NRF24L01模块接收到的指令通过串口发送至计算机，使得程序运行过程十分清楚明了。串口初始化程序如附录二所示。4.3.3PWM调速程序设计本设计采用通用定时器2的两个通道实现输出两个PWM调速信号，分别用于控制轮椅左右两个电机的转速，在主函数里只需要使用TIM_SetCompare3(TIM2,speed)和TIM_SetCompare4(TIM2,speed)这两个函数就可以很方便的控制电机的转速。PWM初始化如图4-12所示。图4-12PWM初始化程序4.3.4通用定时器3初始化程序设计轮椅运动模块采用通用定时器3设置一个500ms的中断，在该中断中用简易的代码即可实现缓加速与缓减速的功能，大大的提高了轮椅运动的安全性。定时器3的初始化如图4-13所示，其中断函数如图4-14所示。图4-13定时器3初始化程序图4-14定时器3中断函数4.3.5NRF24L01程序设计在轮椅接收模块，NRF24L01芯片主要设置为接受模式，接受来自无线语音遥控模块发来的命令。NRF24L01采用的是SPI通信，所以要先对SPI初始化，代码如图4-15所示。接着再对NRF24L01进行初始化，代码如附录三所示。图4-15SPI初始化程序为了检测NRF24L01是否正常工作，因此通过写入和读出5个字节的值来判断其是否正常工作。检查代码如图4-16所示。图4-16NRF24L01检测程序轮椅接收端的NRF24L01模块应该设置为接收模式，其代码如图4-17所示。图4-17NRF24L01接收模式设置程序NRF24L01接收一次数据的代码如图4-18所示，其中rxbuf为接收首地址。图4-18NRF24L01接收数据程序4.3.6轮椅运动程序设计轮椅接收到指令后将根据指令进行运动，前进的子函数如图4-21所示。图4-21前进命令子函数4.3.7智能轮椅主函数程序设计在主函数中，先对各模块进行初始化，然后根据NRF24L01所接收的内容对轮椅进行驱动，然后运用简单的判断函数来实现智能避障，其主函数如附录四所示。系统调试与功能分析无线语音遥控模块硬件电路检测根据原理图，连接好各个模块，如图5-1所示。接通电源LD3320与NRF24L01芯片小灯都亮起，说明芯片正常工作。图5-1无线语音遥控模块实物无线语音遥控模块串口测试将无线语音遥控模块通过串口线连接至计算机的COM7端口，物理连接图如图5-2所示。图5-2无线语音遥控模块串口调试连接通过语音方式和按键方式都能执行发送运动指令的程序，其发送的运动指令结果如图5-3所示。图5-3无线语音遥控模块串口测试结果5.3智能轮椅模块硬件电路检测根据原理图，连接好智能轮椅的各个模块，如图5-4所示。接通电源STM32、NRF24L01芯片以及L298N电机的小灯都亮起，说明三个模块都正常工作。图5-4智能轮椅模块实物5.4智能轮椅模块串口测试将智能轮椅模块通过串口线连接至计算机的COM7端口，物理连接图如图5-4所示。图5-4智能轮椅模块串口调试连接首先开启智能轮椅电源，智能轮椅会先发送0x01至计算机，表示程序正常运行。而没有发送0x88，说明NRF24L01模块正常运行。接着通过无线语音模块发送各个运动命令，该智能轮椅将接收到的命令通过串口发送至计算机，结果如图5-5所示。图5-5智能轮椅模块串口调试结果结束语本文完成了语音控制智能轮椅的设计。实现了无线语音和按键控制轮椅运动功能。本文从总体方案设计、硬件模块设计和软件系统设计三个方面分析了智能轮椅控制系统的体系结构、关键硬件模块和主要软件系统，并详细介绍了整个系统的详细测试过程ADDINNE.Ref.{38626F7E-0084-4558-B06D-9DF44883BE23}[14]。设计中最重要的是语音模块的开发和运用，这是其他的语音系统无法比拟的，它可以随意修改识别列表，结构简单，它可以被各种简单的单片机驱动，移植十分方便，适用性强，它简直可以满足几乎所有语音电子产品的需求ADDINNE.Ref.{AF0D02A1-992B-4AC2-9B74-3D92DED938D1}[8]。其次就是无线传输模块的开发，使得遥控设备与轮椅运动设备之间的控制更加灵活。只需将命令发送到声控遥控器，轮椅就会执行命令。该软件系统不仅其安全性高,而且其成本低,扩展功能强,并且具有很大的市场推广价值和发展潜力ADDINNE.Ref.{5B0A38C2-0FE8-484C-8A6E-E148938871AA}[15]。本设计内容虽然达到预期效果，但在测试过程中也发现了一些问题：（1）电池续航问题有待解决，本设计采用的是电源是通过1.5V的小电池串联而成，电源更换起来非常繁琐，应该更换为充电式的电源会更加符合该产品的特点。（2）对轮椅控制的精确度不高。该轮椅行走精度可能没有那么准确，转弯角度控制也没那么精确。针对这个问题，下一步计划优化智能小车的控制算法来提高小车控制的精度ADDINNE.Ref.{1D0EC7FC-4D25-4A11-9E1C-2322A0D8243B}[16]。本设计具有很大的推行应用价值和潜力。该系统只能控制轮椅做简单前进后退等功能，但是如果在现有模块上，再加入室内定位系统，直接语音输入另一个房间，那么智能轮椅就会规划行进路线，实现室内自动行驶功能，大大的降低了用户使用难度，极大的提升了该系统的便捷性。其次，该智能轮椅用户多数是针对没有自我行动能力的人群，因此可以加入健康监测、远程看护以及远程通信等功能，这样也可以减轻看护人的压力，可以实现远程实时监控患者。ADDINNE.RepADDINNE.Bib参考文献[1] NikNurZuliyanaMohdRajdiNJ.IntelligentWheelchairControlPrototypeUsingVoiceRecognitionSystemforDisabledPatients[J].InternationalJourn