基于单片机的语音控制型空调遥控的设计

邵雄

摘 要：单片机的语音控制型空调遥控，以语音方式加以控制，操作更为便捷。文章以此为中心，首先分析了语音控制型空调遥控组成，其次介绍了语音控制型空调遥控软件设计，目的在于优化控制型空调遥控设计，为空调智能化发展创造更多机会。

关键词：单片机；语音控制；空调遥控；传感器

智能家具的普及，语音系统为人们提供了很多方便。电子产品中基本都包含语音控制功能，不仅系统控制边界，同时也拉近了人们与电子产品之间的距离。语音命令的方式控制系统运行，为人们的双手提供更多空间，并且也是智能化发展的重要代表。基于单片机的语音控制型空调遥控设计，通过语音方式操控空调，完成对空调温度调整、开关机的指令。

1.基于单片机的语音控制型空调遥控组成模块

基于单片机的语音控制型空调遥控组成，主要包括单片机控制、传感器、MP3模块以及语音识别模块，通过对声音信号的检索采集语音信息，并且以处理电路为载体将语音信息及时处理，随后上传到语音识别模块，语音处理结束将其再次通过端口传输至单片机，单片机根据指令分析，控制空調中的设备实施运行，及时启动空调或者调整温度。当然单片机还可以发出操作指令，驱动MP3模块播放设定好的语音。语音控制系统工作中，会及时检测空调运行情况，同时还会结合室内环境参数与烟雾等设定空调运行预定值，一旦预定值与实际运行值不符，则语音控制系统会及时通过MP3给出指令，播出报警信息[1]。

1.1单片机控制模块

语音控制系统中，单片机控制模块主要为STC90LK52RC，该设备运行功耗低，运行速度快，同时具有超强抗干扰能力，与单片机之间能够完全兼容。供电需求为3.3V，区别于语音识别模块，为语音控制系统对内部数据处理提供了更多空间，并且赋予了可靠性、兼容性的优势。

1.2语音识别模块

语音识别模块主要以LD3320为主，其中包括LD3320芯片以及各种语音电路，其作用是及时将语音信号进行采集与识别，同时以特定方式连接单片机。语音信号的采集主要通过麦克风，是被采集到的信号之后，会随后发出中断信号，并且将处理之后的语音信号返还到单片机再次进行处理。但是这种语音识别模块存在一定局限性，智能存储语音识别语句为50条，在空调语音系统运行中明显不足。对此系统增设语音存储控制命令，以MP3模块电路存储语音流信息，为语音控制系统运行提供更多便利。

1.3传感器模块

为了准确识别空调运行状态与收集周围环境变化，语音控制系统中设置传感器模块，包括火焰传感器、烟雾传感器、温湿度传感器。结合室内温度变化、烟雾变化以及空气变化，将收集到的信息传输至单片机，一旦室内发生火灾或者其他情况，语音控制系统会根据单片机传输出的火灾报警信号，通过MP3播报提示信息。当然这期间空调的指示灯会频繁闪动予以提示。设备驱动控制主要以电气为主，由其中一个端口将信息输入，在另一个端口将信息输出并且传输至单片机[2]。光电耦合器作用下，控制电路与动力电路，加强语音系统对电气设备的控制性，并且利用电流输出得到方式阻止设备运行期间高频脉冲的干扰。

1.4遥控发射模块

语音控制系统通过空调遥控器的方式得以运行，将语音指令转变为对空调的操控运行指令，这便是遥控发射模块。根据空调指令变化，转换系统将遥控代码进行调整，同时利用遥控发射红外发射的方式将信息传递出去，操作非常便捷，并且模块运行十分简单可靠。

2.语音控制型空调遥控软件设计

语音控制型空调遥控器充电之后，系统会将电路参数初始化，通过初始化处理，准确判断语音模板是否已经得到训练，随后进入到已经初始化的语音模板，调整到语音识别状态。如果发现存在语音未训练情况，则将运行模式转换到语音训练状态。语音识别状态调整完毕，随即将系统代入语音训练中。按下返回键，回到系统识别模式。识别模式中，如果发现某些语音指令达不到系统识别标准，再次按下训练键，对语音系统进行重新训练，重新训练的语音资料会直接将原来的语音资料覆盖，节省语音系统存储空间。

语音系统中语音识别、语音训练属于不同的模式，根据具体的语音指令进行识别与训练，首先需要在语音模板上加入语音芯片，区别芯片中的语音内容，正常进行语音识别系统检测，确保语音系统能够立即进入工作状态。语音识别控制型遥控器，初次使用一定会先进入到语音模板训练模式，单片机将语音模板模式进行调整，随后遥控器进入正常工作状态，能够准确识别使用者发出的语音信息，并且根据语音信息对空调发出指令。在正式进入语音识别之前，必须提前对语音控制系统中的语音信息加以处理，主要通过单片机、语音识别系统为主。选择10kHz采样频率，将系统传输的语音模拟信号进行处理，采集方式必须是数字化模式，随后对语音模拟信号以识别算法处理的方式，收集语音命令特征码。对特征码匹配计算之后，转换成最终的语音结果。整个过程运行程序十分复杂，并且数据计算量非常大，正因为如此，必须进行语音命令长度限制，控制语音接受命令表述语速为每秒4-6各汉字。发出语音后，在单片机以及各个系统对语音识别过程中，信息进入到内部处理状态，处理时间一般为0.5s，得到处理结果之后系统马上下达语音指令，这期间的等待时间为0.5s，对于家用空调的语音智能标准来讲非常理想[3]。尤其是语音控制系统运行过程中，还能够随时监测环境变化与室内烟雾情况，综合干湿度变化等，一旦检测出危险信号立即发出安全预警，为家庭空调的使用提供提高安全性。

结束语

综上所述，基于单片机的语音控制型空调遥控的设计，充分利用单片机以及语音识别模块，引导空调逐渐朝着智能家居方向发展。利用对语音信息的收集与识别，对空调及时发出控制指令，并且检测室内环境变化，及时提出语音提示，为现在的家具空调使用提供了极大的方便，并且具备系统运行稳定、系统结构完整、系统运行效率高等优势。

参考文献：

[1] 蒋红梅，刘沛.基于SYN7318的语音控制家居系统设计[J].科技视界，2018，No.233（11）：112-113.

[2] 李勇，蔡利强，谭国炎.基于STM32单片机的家居设备语音控制系统设计[J].科技与创新，2018.

[3] 陈盛，胡维平，张佑贤.基于嵌入式的语音控制系统的设计与实现[J].电子设计工程，2018，6（19）：63-67.