基于LD3320的智能家居控制

0引言智能家居[1]（SmartHome，简称SH），又叫智慧家居，是以住宅为平台，在其基础上结合了建筑设计，网络通信，信息家电，现代自动控制等技术，集合了检测、结构、管理、控制等项于一体的居住环境。近年来，随着科技的发展，生活水平的日益提高，人们对于居住环境的品质的要求也日益优化和完善。在这种时代背景下，智能家居必将逐渐成为家居产业时代发展的主流。因此，我们需要设计出一套功能完备，实用性强，控制人性化的智能家居系统。本文便是针对其中一种控制方式———语音识别控制技术而设计的智能家居控制系统。1控制系统设计及硬件平台搭建本文描述的智能家居系统内部的数据交换关系如图1所示。图1智能家居控制系统总体结构图根据图1的框图，可以看出，一方面，中央微处理器接收温度传感器传回的室内温度信息，整理后通过液晶屏显示出来供用户查看；另一方面，当用户需要控制家居时，只需对语音接收端（咪头）发出语音指令，语音识别处理模块可对语音指令进行处理和识别，并将识别结果传回至中央处理器，中央处理器根据接收到的识别结果对各家用电器（如电灯、空调、电脑、电视、热水器、洗衣机等）进行控制。根据智能家居控制系统的需求特性，我们在搭建硬件平台时选用以下几个主要设备[2]：（1）微处理器模块———MK60DN512VLQ10微处理器Freescale公司开发的Kinetis系列产品是基于ARMCortexTM-M4内核的具有超强扩展性的低功耗、混合信号微控制器。K60微控制器提供了可选择的单精度浮点单元、NAND闪存控制器和DRAM控制器。（2）语音识别模块———LD3320语音识别芯片[3][4]由ICRoute公司生产研发的LD3320是一款非特定人的语音识别芯片，不需要用户事先录音和训练识别音节，其内部集成了设计建立好的语音模型库和识别算法，可以自主的完成语音的处理和识别的工作。LD3320可以外接咪头和麦克风等设备，识别关键词列表也可以由用户个人动态编辑。由于其内部已集成了如A/D、D/A转换器等电路，因此其电路原理图简洁高效。如图2所示。图2语音识别模块电路原理图（3）温度传感器模块———18B20温度传感器DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产研发的一款单总线测温器件，其体积小，重量轻，电路简单，只需一个数据端口即可与外界通信。分辨率为9位或12位，可以由用户动态选择。（4）液晶显示模块———3.2英寸TFT真彩显示屏低功耗3.2英寸TFT彩色液晶模块，3.2V供电，由ILI9341芯片进行驱动，262K真彩显示，分辨率可高达240×320。2智能家居语音控制系统软件设计整个智能家居控制系统软件设计的程序流程图如图3所示，智能家居控制系统开启后，首先进行系统的初始化、之后打开中断开始实时检测用户的语音指令。通过18B20温度传感器检测室内温度，数据传回中央控制器显示。判断LD3320语音识别模块是否有识别结果产生，若有，便根据传回的识别结果执行相应的家电控制指令，若无，则返回循环。图3智能家居控制系统流程图基于LD3320的智能家居控制邓雅琪徐承韬宋禹辉高鹏飞韩国良高宁（沈阳化工大学信息工程学院，辽宁沈阳110142）摘要：随着现代科技的发展，智能家居逐渐代替传统家居成为家居界的时尚产业。本文所描述的是基于LD3320语音识别技术的智能家居控制系统。其中，语音识别功能由ICRoute公司生产研发的LD3320语音识别芯片实现，将用户发出的指令经识别后发送中央处理器中，Freescale公司开发的MK60DN512VLQ10微处理器作为中央处理器用于控制室内灯光，温度调节，电器控制以及房间状态参数显示等。经过实验验证，该系统工作稳定，识别率高，具有广泛应用前景。关键词：智能家居；语音识别；LD3320中图分类号:TN92文献标识码:A文章编号：1003-5168（2014）13-0078-022014.NO.07JournalofHenanScienceandTechnology机械与自动化河南科技河南科技2014.NO.07JournalofHenanScienceandTechnology机械与自动化78随着科学技术的日新月异，在当今广播电视行业，全固态电视发射机因具有效率高、运行成本低、性能稳定、停播率低、模块寿命长和维护量少等电子管发射机所不具备的优点逐渐在全国范围内得到了广泛应用。本台现有两台北广5KW全固态电视发射机，设备投入运行三年来，性能稳定，较好地完成了安全播出任务。作者在日常工作中，对设备的性能以及维护也有了自己的认识和心得，在此做一总结。1全固态电视发射机的技术特点1.1信号流程从节目源来的视频信号（V）及音频信号（A）被分别送到两个激励器的相应输入端。图像信号经过图像调制器，伴音信号经中频调制后，与图像中频合为一路送到中频校正小盒。图像，伴音功率比为10:1的复合中频信号通过激励器的上变频器变换至发射频道，再由放大器放大到1W送到附加器。另一个激励器的信号也送到附加器，由附加器来切换两个激励器的信号，附加器的12V供电由功放开关的副接点控制，当功放电源接通后附加器才有电。附加器切换的条件由激励器提供，正常值为6V，当激励器没输出时降为5V，这时附加器让另一个激励器输出。信号被分配器分别送到各个功放的输入端。各个功放分别可将信号最多放大至850W，信号送入合成器后经滤波器、定向耦合器输出至天线系统。系统框图如下。1.2模块设计全固态电视发射机是一个电路复杂、元器件众多的电子系统工程，其可靠性是一个突出问题。因此，在制定方案、电路设计、结构工艺等方面均需要把可靠性问题放在首要地位考虑。全固态电视发射机在设计上采用模块化的结构，这种设计结构具有较好的保护性能，不仅能够从电压电流方面起到很好的保护电路的功能，而且能有效地避免故障的发生，即使有故障发生，也只是其中一个模块出现了故障，不会影响到发射机的整体运行，异常情况下尽可能维持播出。降低输出功率，严重时才封锁保护，并且可在播出条件下更换功放单元或其电源模块。只需要对存在故障的模块进行更换就可以，不会发生停播，有效地减少了损失的发生。所以，利用这种模块化的结构设计，有效地增加了全固态电视发射机运行时的稳定性。功率放大器和两个功放电源置于机柜底部，底部固定，使机器的重心降低。而且在工作时，电源的设计还实现每个功放单元都配备单独的电源，这样就更加强了对功放模块使用效率的保护作用。而且全固态发射机处于低压下运行，所以不会对工作人员带来不必要的伤害。另外北广全固态电视发射机技术特点及故障处置高晓岚（河南省广播电视发射台，河南郑州450016）摘要：随着广播电视行业的快速发展，数字化、智能化的全固态电视发射机已成为目前发射台站的主流配置。本文以北广5KW全固态电视发射机为例，详解了设备的技术特点，同时对全固态电视发射机使用中常见的故障处理进行了阐述。关键词：全固态；技术特性；常见故障中图分类号:TN94文献标识码:A文章编号：1003-5168（2014）13-0079-02语音识别技术是一大重要环节。先对LD3320进行初始化工作检查，确定芯片工作正常后，建立语音识别列表，即“用户关键词”。LD3320最多支持50个“用户关键词”，每个关键词对应特定编号，每个关键词用中文普通话的汉语拼音表示。每一个中断过程中，将识别结果与关键词比对，选出相似度最高的作为识别结果传回，主控制器按照编号执行相应的控制动作。在LD3320的语音识别过程中，难免会有一定的误差。一些日常对话会干扰识别过程。因此，我们还需要进行一些其他的设置。比如触发识别模式[5]，即先设置一个不常用的词语作为一级指令，在一级指令的基础上再设置常用的二级控制指令。这样就可以避免日常对话对识别的干扰了。3总结本文所介绍的是一套基于LD3320的智能家居控制系统，包括了灯光设定，温度调节和家电控制三个子系统，以MK60DN512VLQ10微处理器为系统的中央处理器，LD3320执行系统的语音识别功能，中央处理器收集温度传感器传回的室内温度值和LD3320传回的语音指令识别结果，在液晶显示屏上显示参数，并按照语音指令对家用电器进行控制。在目前的研究实验阶段，系统的识别性强，安全性高。简单的语音指令识别功能方便人们对家居的控制，高品质的处理使人们的家居生活更舒适，并且本系统属于低功耗产品，响应了家居环境环保节能的观念。因此，该系统的最终实验成果将推进智能家居产业的发展，为其人性化控制提供一条更广阔的道路。参考文献:[1]徐婉．基于以太网和zigbee的智能家居系统设计[D]．太原：太原理工大学，2012（05）.[2]陈致远，朱叶承，周卓泉，祝磊.一种基于STM32的智能家居控制系统[J].电子技术应用2012，（06），9.[3]ICRoute.LD332X数据手册[EB／OL]，2010（07）.[4]ICRoute.LD332X语音识别芯片ICRoute[DB／OL]．2010（07）.[5]声控智能产品语音界面设计指南（LD3320）[EB／OL]．2010（07）.2014.NO.07JournalofHenanScienceandTechnology机械与自动化河南科技河南科技2014.NO.07JournalofHenanScienceandTechnology机械与自动化!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!79