卧室语音智能控制系统
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摘 要：本设计采用了ZigBee无线通信技术，在此基础上实现语音识别、人体红外感应、电气控制这三个功能。采用不需要连接互联网的语音识别模块，来实现没有互联网情况下，也能对家里电器实现语音控制。此外，对人体红外模块组合设计，能够感应到人是进入房间还是出去房间，提高了智能家居的智能感知能力。通过联调测试满足语音识别控制灯和风扇和人进门灯开、人离开门灯灭这两个结果。
关键词：语音识别;ZigBee;人体红外模块
中图分类号：TP391.4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）08-0099-02
Abstract： ZigBee wireless communication technology is adopted in this design. On this basis， speech recognition， human infrared induction and electrical control are realized. The voice recognition module without Internet connection is used to realize voice control for home appliances without Internet. In addition， the combination design of human body infrared module can sense whether people enter or leave the room， which improves the intelligent perception ability of smart home. Through the joint debugging test， the two results of voice recognition control lamp， fan and people's door lamp on and people's door lamp off are met.
Keywords： speech recognition; ZigBee; human body infrared module
1 概述
据了解，市面上其他语音识别产品几乎都是需要连接互联网才能正常工作，针对这个情况，采用了不需要连接互联网的语音识别模块，来实现没有互联网情况下，也能对家里电器实现语音控制。据调查，在智能家居中應用的人体红外模块只能对感应区域内活动的人体作出反应，当人静止时是无法作出反应，导致智能家居的智能感知能力方面不高（开了灯之后，人走出房门灯不会自动关），针对这个情况对人体红外模块组合设计，能够感应到人是进入房间还是出去房间，提高了智能家居的智能感知能力。通过联调测试满足语音识别控制灯和风扇和人进门灯开、人离开门灯灭这两个结果。本系统设计主要应用场景是卧室、宿舍。
2 系统的总体设计
语音交互智能家居系统中用户对语音识别模块发出语音命令时，语音识别模块识别成功后通过串口发送到与其连接的ZigBee协调器，协调器识别接收到的串口命令后通过ZigBee自带的无线传输发送到ZigBee终端，根据发送的命令相应的终端通过继电器控制灯或风扇;在灯终端中通过人体红外传感器检测人进门或出门，当人体红外传感器检测到人进入门口时，光敏传感器检测房间光照，当房间光照达到阀值时，光敏传感器向灯终端发送数字信号高电平，当灯终端检测到光敏传感器发出高电平数字信号就控制继电器使灯点亮，当人体红外传感器检测到人离开门口时，灯终端延时一段时间控制继电器使灯灭。系统总体框图见图1。
3 系统的硬件设计
（1）YS-LDV5语音模块：具有人机对话、MP3播放、USB接口读取TF卡、8个可控IO口、串口输出识别码功能。
（2）CC2530 ZigBee模块：ZigBee是成本低、功耗低无线通信技术，它的自组网技术可以方便的使家中的各种电器设备组成一个区域网，信息传送的可靠性也极高。使用ZigBee作为智能家居内网可以方便的对家里的电器进行控制和对安防预警信息进行采集。
（3）光敏电阻传感器模块：本系统中使用了光敏电阻传感器模块，此模块可以感应光线的强弱以此来输出不同的电平信号给单片机，以此实现自动感知白天黑夜的功能。
（4）人体感应模块：本系统使用了人体红外感应模块，此模块利用红外线热释电原理检测感应区域是否有人活动，从而实现系统自动感知是否有人在周围。
（5）继电器模块：可以选择高低电平触发，通过上面的跳帽可以选择方便使用者设置使用，并且输入端的电压和输入信号电压是3.3V，ZigBee模块IO输出高电平是3.3V，可以减少开发时间。
4系统工作流程
该系统分为两个流程。语音控制部分和智能感知控制部分。在语音控制部分中，对协调器中的语音模块发出语音控制命令，协调器通过ZigBee将命令发送到灯终端或风扇终端，终端中的ZigBee接收到命令后执行相应动作。在智能感知控制部分，当人进门经过灯终端，该终端上的人体红外传感器感应到人进入房间时通过光敏传感器判断是否达到开灯的亮度，达到则开灯，否则保持关灯状态;当出房门时灯终端的人体红外传感器，感应到人离开时，延时一定时间，使灯状态转变为关闭。具体工作流程见图2。
5 结束语
综合考虑到实际应用中的布线问题，采用ZigBee无线通信技术。因为ZigBee具有低功耗、少成本的优点， 它的自组网技术不仅可以让家中的各种电器设备组成一个区域网，而且信息传送的可靠性也极高。由于市面上在智能家居中应用的人体红外模块只能对感应区域内活动的人体做出反应，当人静止时是无法做出反应，导致智能家居的智能感知能力方面不高（开了灯之后，人走出房门灯不会自动关），因此，针对这个情况对人体红外模块组合设计，使能够感应到人是进入房间还是出去房间，提高了智能家居的智能感知能力。即使我没有做出口令，它也能够真正的懂我，那才是真正的智能！
同时，该系统可以应用在盲人这个群体，因为他们看不见，在生活中，如果通过触摸或遥控的方式来控制家里的电器开关，不仅麻烦，还存在着一定的危险，如果他们可以通过语音方式控制，使生活更方便快捷，更加安全！
参考文献：
[1]程国钢，文坤，王祥仲，等.51单片机常用模块设计查询手册（第2版）[M].清华大学出版社，2015.
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[3]王辉林，李莎莎.基于ZigBee技术传感器检测系统设计与实现[J].传感器世界，2008（03）：38-41.
[4]谭浩强.C程序设计（第四版）[M].清华大学出版社，2010.
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