智能語音控制臺燈的設計畢業(yè)設計說明書

1、氏沙民政職業(yè)孩爪芻b長changsha social work college長沙民政職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書產(chǎn)品設計工藝設計方案設計v電子信息工程學院物聯(lián)網(wǎng)應用技術題目：智能語音控制臺燈的設計類型：學生姓名: 學 號: 學 院: 專 業(yè): 班 級:學校指導教師：企業(yè)指導教師：2016年4 月 25日m氏沙民政職業(yè)孩爪呂b長changsha social work college近年來，我國青少年近視發(fā)病率節(jié)節(jié)上升，發(fā)病人數(shù)居全球首位，達到丿力史空前水 平。近視正嚴重危害青少年的健康成長，同時影響我國高素質(zhì)人才職業(yè)的篩選，縮小特 殊職業(yè)人員的選取范圍，更是對實現(xiàn)我國二十一世紀健康目標的嚴重挑

2、戰(zhàn)?，F(xiàn)在的青少 年z所以出現(xiàn)這么嚴重的近視問題，原因在于平生生活學習中不注意坐姿，離光源太近, 久而久z就出現(xiàn)了視力下降的情況。我們設計的這種燈，它可以根據(jù)使用者需耍的亮度 進行調(diào)節(jié)，你如果覺得燈光太亮，你只要告訴它暗一點，它便會暗一點，如果覺得太暗 了，你便可對它說亮一點，它便會智能調(diào)節(jié)燈光的亮度。保護好視力防止近視的發(fā)生， 這些功能都是臺燈根據(jù)語音識別來判斷你所需的燈光亮度，更是起到省電的作用。關鍵詞：語音識別；ar du i no; led燈abstracttn recent years, the incidenee of myopia in our cotintry has been

3、rising, the nu mber of the inc ide nee of the world，s first place, to achieve the unprecedented level of history. myopia is a serious harm to the healthy growth of young people, at the same time affect the selection of professiorml persorrnel in our country, narrow the scope of the special professio

4、nal personnel, but al so to achieve the serious chailenge to the heal th of our country in twenty-f irst century. now the reas on for the emerge nee of such a serious problem of myopia, the reason l ies in the study of life in life, not pay attention to sitting, too close to the light source, over t

5、ime, there has been a decl ine in vision. we design this kind of 1 ight, it can be adjusted according to the brightness of the user's need, if you feel that the 1 ight is too bright, you just tel 1 it a little bit, it will be dark, if you feel too dark, you can say that it is bright, it will be

6、smart adjust the brightness of light. protect eyesight to prevent the occurrence of myopia, these functions are based on the table 1 amp to determine the 1 ight intensi ty of your need, but al so to play a role in power.key words: speech recognition;arduino; led desk lampm氏沙民政職業(yè)孩爪呂b長changsha social

7、work college目錄1. 緒論11.1選題目的11.2學術成呆回顧12. 產(chǎn)品功能分析12.1自定語音控制臺燈的開關及光照強度功能 13. 產(chǎn)品設計23. 1系統(tǒng)框架23. 2功能模塊選型23. 2.1屮文語音識別模塊簡介23. 2.2核心板選型33. 3設計方案53. 3.1設計思路53. 3.2外觀設計63. 3.3材料清單74結(jié)論7參考文獻8致謝8附錄程序代碼8m氏沙民政職業(yè)孩爪呂b長changsha social work college1緒論11選題目的這種語音臺燈的主要目的是智能語音控制調(diào)節(jié)燈、防止青少年近視。很多青少年在 做作業(yè)或者看帖的時候，喜歡趴著看或者湊近看，不注意

8、坐姿，離光源太近。這種壞習 慣的養(yǎng)成，和臺燈的光照強度有一定的關系。所以，語音控制開關燈，一方面可通過特 定的語音來輕松的控制臺燈的開關和光照強度，一定程度上幫助預防青少年近視；另一 方面，智能語音控制開關燈能避免摸黑開燈，防止跌倒，同時更有利于節(jié)能和環(huán)保。1.2學術成果回顧經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，如今市場上已有智能節(jié)能燈的產(chǎn)品有很多，比如最常見的樓道上裝有 聲控燈，晚上有人上樓輕輕的響聲就能觸發(fā)開燈，基于這個設計，我們想到了設計一種 在室內(nèi)用的聲控臺燈，但是樓道聲控燈的原理顯然不適用于臺燈?；谶@個樓道聲控燈 的設計原理，本人想到一種能通過識別特定詞匯來開關燈的智能臺燈，通過識別特定詞 匯來開關燈，更輕

9、松智能同時也更加節(jié)能和環(huán)保。2產(chǎn)品功能分析這次設計的智能臺燈主要采用了語音識別模塊、arduino擴展板、電源模塊和led 模塊。語音識別模塊通過識別特定的語音，輸出信號給arduino板內(nèi)部芯片接收，繼而 輸擊信號來控制燈泡的開關及光照強度。2.1自定語音控制臺燈的亮滅及光照強度功能語音識別功能主要采用語音識別模塊，當有電源提供電時，如果開關閉合，語音識 別功能開啟。當有人對著臺燈說“開燈”時，臺燈就會亮起來，此處我們編寫的程序是 "kaideng"，當語音識別模塊接收到“關燈”、“亮一點”、“暗一點”時,臺燈會相應的 關燈及產(chǎn)生亮度的變化。氏沙民政職業(yè)孩爪芻b長chan

10、gsha social work college3. 產(chǎn)品設計3.1系統(tǒng)框架圖3. 23. 2功能模塊選型3.2.1中文語音識別模塊簡介voice recognition語音識別模塊是一款只需要在主控mcu的程序中設定好耍識別 的關鍵詞語列表，并動態(tài)地把這些關鍵詞語以字符的形式傳送到芯片內(nèi)部，就可以對用 戶說出的關鍵詞語進行識別，不需耍用戶事先訓練和錄音的非特定人語音識別模塊。該 模塊可以設置50項候選識別句，每個識別句可以是單字，詞組或短句，長度為不超過 10個漢字或者79個字母的拼音串，可由一個系統(tǒng)支持多種場景。voice recognition 語音識別模塊采用疊層設計，可以直接插接到a

11、rduino控制器上，用戶使用arduino便 可以快速設計產(chǎn)品原型，例如電磁爐/微波爐/洗衣機/智能家電操作，導航儀，mp3/mp4, 數(shù)碼像框，機頂盒/彩電遙控器，智能玩具/對話玩具，pmp/游戲機，自動售貨機，地鐵 自動售票機，導游機，樓宇電視的廣告點播，照明系統(tǒng)的聲控等等。與我們開發(fā)的mp3 語音模塊配合即可制作出完美的人機對話互動作品，例如語音控制人形機器人做各種動 作或控制小車方向都不在話下。 技術規(guī)格：工作電源dc 5v,兼容arduino和arduino mega控制器，具有板載 mic（麥克風），支持單聲道輸入，具有dfruino player模塊uart/t2c接口，具有d

12、fruino player模塊uart/t2c接口切換開關（mega只能使用uart接口），占用端口：數(shù)字口 2,4,9, 11, 12, 13,僅適用于對中文識別,尺寸:長54mmx寬47mmo 原理圖（如圖3.2）：v.vo«m1 nriw 4wijvoice recognition卅1圖3.23.2.2核心板選型1）方案一 選用 arduino mega2560 r3arduino mega是一塊以atmega2560為核心的微控制器開發(fā)板，本身具有54組數(shù)字 i/o input/output端（其中14組可做pwm輸出），16組模擬比輸入端，4組uart（hardware s

13、erial ports）,使用 16 mhz crystal oscillator。由于具有 boot loader,因此能夠 通過usb宜接下載程序而不需經(jīng)過其他外部燒寫器。供電部份可選擇rtl usb宜接提供電 源，或者使用ac-to-dc adapter及電池作為外部供電。由于開放原代碼，以及使用java概念（跨平臺）的c語言開發(fā)環(huán)境，讓arduino 的周邊模塊以及應用迅速的成長。而吸引artist使用arduino的主耍原因是可以快速 使用arduino語言與flash或processing等軟件通訊，作出多媒體互動作品oarduino 開發(fā)ide介面基于開放原代碼原則，可以讓您免費

14、下載使用于專題制作、學校教學、電 機控制、互動作品等等。電源設計：arduino mega的供電系統(tǒng)有兩種選擇，usb r接供電或外部供電。電源 供應的選擇將會自動切換。外部供屯可選擇ac-to-dc adapter或者屯池，此控制板的 極限電壓范圍為6廣12v,但倘若提供的屯壓小t6v, t/0m有可能無法提供到5v的電壓，因此會出現(xiàn)不穩(wěn)定；倘若捉供的電壓大t 12v,穩(wěn)壓裝置則會冇可能發(fā)生過熱保護，更冇可能損壞arduino megao因此建議的操作供電為6512v,推薦電源為7. 5v或9v。圖3. 32）方案二選用stc89c52stc89c52是stc公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能cm

15、0s8位微控制器，具有8k在系 統(tǒng)可編程flash存儲器。stc89c52使用經(jīng)典的mcs-51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯 片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編 程flash,使得stc89c52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標準功能：8k字節(jié)flash, 512字節(jié)ram, 32位i/o 口線，看門狗定時 器，內(nèi)置4kb eeprom, max810復位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一 個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 stc89c52可降至0hz靜態(tài)邏輯操

16、作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，ram內(nèi) 容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最 高運作頻率35mhz, 6t/12tt1t選。（其原理圖及封裝圖如下）。gio c x1vt4c xivnc<10)mtcumxibrsrclxd)b74c (gd)bzoc匚 (noa)bgt blic bnc b!3c u3e»bnc (nibi-oc50出j933jn4v負34o»nxjo3ina特1q3893613a3383»jor圖3.

17、4jb50(y9> dbsjm) b53(vi0) bse<vn) vrr22 £©b-lkaofvnoi boacvnai tee bo3<vd3t dbo5(vd3> 3boj(vdjl wo(vdo> acc圖3.5經(jīng)比較,發(fā)現(xiàn)方案一中的arduino板不僅i/o 口多，而且還能接外部電源，多功能應用不僅使得電路簡單，英前景也非?？捎^，更是與屮文語音識別模塊voicerecognition兼容，正符合我們此次設計的要求，所以我們這個設計選用方案一，且語 音識別即可直接選用屮文語音識別模塊voice recognition （如圖3. 6所

18、示）。圖3. 63. 3設計方案3.3.1設計思路由丁普遍可見的手動式開關臺燈已經(jīng)趕不上社會發(fā)展的潮流了，并且對青少年來說 也不是心儀的產(chǎn)品，一個可以聲控的臺燈自然而然就吸引人得目光。此次設計，我們根 據(jù)傳統(tǒng)的臺燈進行改造，運用類似走鵬聲控燈的原理，通過特定的語音來控制臺燈的亮 滅及亮度。先整體規(guī)劃確定此次作品設計的功能，然后再按照功能的具體耍求，進行各個模塊 的設計并逐個進行調(diào)試，等整個設計的調(diào)試全部成功后再將其合到一起，進行整個設計 的調(diào)試，最終成為一個完整的作品。以下是整個思路的流程圖。|拶g開關|圖3. 7電路連接圖:圖3. 83.3.2外觀設計現(xiàn)今社會講究的就是廢物利用及環(huán)保，在平吋

19、生活中就有許多可以回收利用的東西而被浪費，因此我們這次設計的外部裝飾來源于生活。此次設計燈罩采用平吋喝水喝粥的小紙杯，燈柱及底柱采用紙盒，整體用貼紙美化。圖3. 9圖 3. 103.3.3材料清單材料型號數(shù)量金額arduin0 板arduino mega2560 r31¥35語音識別模塊中文語咅識別模塊1¥190led燈/12¥1電池3.7v/40000ma2¥5.8電池盒5 號/13682¥4.9按鍵/2¥0. 1表1材料清單表4. 結(jié)論此次設計是通過arduino mega2560 r3板結(jié)合中文語音識別模塊的系統(tǒng)，經(jīng)過測試 可以

20、實現(xiàn)臺燈的開關及光照強度，在設計的過程中，其模塊原理力求簡單，充分發(fā)揮軟 件的優(yōu)勢和編程靈活性。本次畢業(yè)設計作品對于我來說意義非凡，代表著本人在校學習 的成果。本次畢業(yè)設讓的作品，從一開始的選題到后來的資料查找、理論學習、疑問解 決，到最后的調(diào)試和測試，將所學過的理論知識和實踐結(jié)合起來，動手能力得到了進一 步的加強。這次畢業(yè)設計，是我學習專業(yè)知識和技能的好機會，我在這個過程中收獲了 許多。在程序、安裝和調(diào)試軟件、硬件過程中會遇到各種各樣的問題，這要求時刻保存冷 靜，積極努力地去思考和聯(lián)系書本理論知識，碰到一些疑難疑問解決不了的虛心請教老 師同學。最后在老師同學的幫助下，圓滿的解決了這些問題，實

21、現(xiàn)了整個作品設計與最 后調(diào)試，很好的完成了本次設計任務。參考文獻1 arduin0程序設計基礎(第二版)等2 王娟，胡來林.中小學arduino機器人特性及其實例開發(fā)j.中國教育信息化.2013(01)3 施曉紅；淺析燈具的電源連接器的技術創(chuàng)新j.照明工程學報，200&034 屮建國，王暖臣語音識別程序的開發(fā)與應用j.計算機應用研究.2000 (12)5 何瑙，孫甲松，王作英.連續(xù)語音識別系統(tǒng)中的one pass搜索方法j.計算機應用.2004(07)致謝經(jīng)過差不多一個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計圓滿完成，作為一個應屆畢業(yè)生， 由于經(jīng)驗的魘乏，難免冇許多考慮不周的地方，如呆沒冇老師的督

22、導指導，以及一起學 習的同學的支持，想要完成這次設計難度是挺大的。在這里首先要感謝我的指導老師劉 凱老師。劉凱老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料，設計 草案的確定和修改，屮期檢查，后期詳細設計，專配草圖等整個過程中都給予了我悉心 的教導。在設計過程屮，程序編寫錯誤，劉老師都會細心的糾正并且告訴我英屮的緣由。 除了劉老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神更是我學習的榜樣，并將影 響我今后的學習和工作。其次我還都要感謝和我一起做畢業(yè)的易笑同學，雖然我們做的 是不同的功能，但是她在此次設計屮給我捉供了許多冇用的資料，勤奮工作，自始自終 和我并肩作戰(zhàn)。如果沒冇她的努力，

23、此次設計的完成也將不會這么完美。最后，我向長沙民政職業(yè)技術學院電子信息工程學院的全體老師們再次表示衷心額 感謝：謝謝你們，謝謝你們?nèi)陙韺ξ业南ば脑耘喔戒洺绦虼a#inelude <voice.h>#define sum 4uint8 nasrstatus=0;char srecogsum 80 二 ，zkai deng/z, ，zguan deng，z,，?liang yi diart, yi diart;int led二8;int val=0;int key二30;int newkey;void finally (unsigned char n)switch(n)case 0:

24、seria1.println( kai deng)；seri a 1. println(" “); val=255;break;case 1:serial.println( "guan deng");val=0;break;case 2:seria 1. println( ，zliang yi dianz，); val=val+50;辻(val>255) val=255;break;case 3:seria1println( "an yi dian"); val=val-50;辻(val<0) val-0;break;default:serial. println( "error");seria 1. println(&quo