臥室語音智能控制系統

陳楚婷

摘? 要：本設計采用了ZigBee無線通信技術，在此基礎上實現語音識別、人體紅外感應、電氣控制這三個功能。采用不需要連接互聯網的語音識別模塊，來實現沒有互聯網情況下，也能對家里電器實現語音控制。此外，對人體紅外模塊組合設計，能夠感應到人是進入房間還是出去房間，提高了智能家居的智能感知能力。通過聯調測試滿足語音識別控制燈和風扇和人進門燈開、人離開門燈滅這兩個結果。

關鍵詞：語音識別;ZigBee;人體紅外模塊

中圖分類號：TP391.4? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：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

據了解，市面上其他語音識別產品幾乎都是需要連接互聯網才能正常工作，針對這個情況，采用了不需要連接互聯網的語音識別模塊，來實現沒有互聯網情況下，也能對家里電器實現語音控制。據調查，在智能家居中應用的人體紅外模塊只能對感應區域內活動的人體作出反應，當人靜止時是無法作出反應，導致智能家居的智能感知能力方面不高（開了燈之后，人走出房門燈不會自動關），針對這個情況對人體紅外模塊組合設計，能夠感應到人是進入房間還是出去房間，提高了智能家居的智能感知能力。通過聯調測試滿足語音識別控制燈和風扇和人進門燈開、人離開門燈滅這兩個結果。本系統設計主要應用場景是臥室、宿舍。

2 系統的總體設計

語音交互智能家居系統中用戶對語音識別模塊發出語音命令時，語音識別模塊識別成功后通過串口發送到與其連接的ZigBee協調器，協調器識別接收到的串口命令后通過ZigBee自帶的無線傳輸發送到ZigBee終端，根據發送的命令相應的終端通過繼電器控制燈或風扇;在燈終端中通過人體紅外傳感器檢測人進門或出門，當人體紅外傳感器檢測到人進入門口時，光敏傳感器檢測房間光照，當房間光照達到閥值時，光敏傳感器向燈終端發送數字信號高電平，當燈終端檢測到光敏傳感器發出高電平數字信號就控制繼電器使燈點亮，當人體紅外傳感器檢測到人離開門口時，燈終端延時一段時間控制繼電器使燈滅。系統總體框圖見圖1。

3 系統的硬件設計

（1）YS-LDV5語音模塊：具有人機對話、MP3播放、USB接口讀取TF卡、8個可控IO口、串口輸出識別碼功能。

（2）CC2530 ZigBee模塊：ZigBee是成本低、功耗低無線通信技術，它的自組網技術可以方便的使家中的各種電器設備組成一個區域網，信息傳送的可靠性也極高。使用ZigBee作為智能家居內網可以方便的對家里的電器進行控制和對安防預警信息進行采集。

（3）光敏電阻傳感器模塊：本系統中使用了光敏電阻傳感器模塊，此模塊可以感應光線的強弱以此來輸出不同的電平信號給單片機，以此實現自動感知白天黑夜的功能。

（4）人體感應模塊：本系統使用了人體紅外感應模塊，此模塊利用紅外線熱釋電原理檢測感應區域是否有人活動，從而實現系統自動感知是否有人在周圍。

（5）繼電器模塊：可以選擇高低電平觸發，通過上面的跳帽可以選擇方便使用者設置使用，并且輸入端的電壓和輸入信號電壓是3.3V，ZigBee模塊IO輸出高電平是3.3V，可以減少開發時間。

4系統工作流程

該系統分為兩個流程。語音控制部分和智能感知控制部分。在語音控制部分中，對協調器中的語音模塊發出語音控制命令，協調器通過ZigBee將命令發送到燈終端或風扇終端，終端中的ZigBee接收到命令后執行相應動作。在智能感知控制部分，當人進門經過燈終端，該終端上的人體紅外傳感器感應到人進入房間時通過光敏傳感器判斷是否達到開燈的亮度，達到則開燈，否則保持關燈狀態;當出房門時燈終端的人體紅外傳感器，感應到人離開時，延時一定時間，使燈狀態轉變為關閉。具體工作流程見圖2。

5 結束語

綜合考慮到實際應用中的布線問題，采用ZigBee無線通信技術。因為ZigBee具有低功耗、少成本的優點， 它的自組網技術不僅可以讓家中的各種電器設備組成一個區域網，而且信息傳送的可靠性也極高。由于市面上在智能家居中應用的人體紅外模塊只能對感應區域內活動的人體做出反應，當人靜止時是無法做出反應，導致智能家居的智能感知能力方面不高（開了燈之后，人走出房門燈不會自動關），因此，針對這個情況對人體紅外模塊組合設計，使能夠感應到人是進入房間還是出去房間，提高了智能家居的智能感知能力。即使我沒有做出口令，它也能夠真正的懂我，那才是真正的智能！

同時，該系統可以應用在盲人這個群體，因為他們看不見，在生活中，如果通過觸摸或遙控的方式來控制家里的電器開關，不僅麻煩，還存在著一定的危險，如果他們可以通過語音方式控制，使生活更方便快捷，更加安全！

參考文獻：

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