[实用新型]一种基于语音识别的智能抽屉控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于语音识别的智能抽屉控制系统，属于智能家居领域。

背景技术

在一些特殊的情况下，一个缺少手臂的残疾人或者一名医生，不能直接用手打开一个抽屉；或当一个人出差、旅游身在外地，因忙于其它事物不能用手打开身边的抽屉；或在中药店中有盛放着各味中药的小抽屉，工作人员需通过密密麻麻的标签寻找所需的药材。这些，都会增加实际操作的困难。

众所周知，语言是人类最重要、最有效的、最常用的和最方便的通信形式，这就容易让人想到能否用自然语言代替传统的人机交流方式。一般来讲，人与机器的语言通信大致分为两种情况：第一种情况是机器讲话，人听话。这就是“人工嘴巴”，即语音的人工合成；第二种情况就是人讲话，机器听话。这就是“人工耳朵”，即语音的人工识别和理解。语音识别较语音合成而言，技术上更加复杂。

线性预测编码技术(LPC)的引入，使语音识别的特征提取产生巨大的进步，动态时间规整技术(DTW)基本成熟，提出了矢量量化(VQ)和隐马尔可夫模型(HMM)理论，实现了基于线性预测倒谱和DTW技术的特定人孤立语音识别系统，HMM模型和人工神经网络(ANN)在语音识别中的成功应用使语音识别研究进一步走向深入。语音识别技术的飞速发展和广泛应用，使得通过语音识别控制的智能家具，成为智能家具设计的重要发展方向之一。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于语音识别的智能抽屉控制系统；目的在于提供了一种基于语音识别的智能抽屉控制系统，该装置可以实现非特定人通过发出特定的语音来控制抽屉的打开和关闭。语音识别的指令和语音识别的距离可以在程序中按照需要进行设定，满足不同人在不同场合的使用习惯。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：采用意法半导体STM32作为主控芯片，语音识别模块采用ICRoute公司的LD3320语音识别芯片，编写非特定人语音识别控制程序并下载到主控芯片中，上电后，当语音识别芯片通过咪头接收到语音后，与主控MCU通过串行外设接口(SPI)进行通讯，判断接收到的语音是否与设定的指令相符合，如果符合则主控MCU产生PWM信号驱动带螺杆步进电机旋转来实现抽屉的打开或关闭。

一种基于语音识别的智能抽屉控制系统，包括电源模块、嵌入式主控制器、语音识别模块、步进电机驱动模块和动作执行系统；

所述电源模块，包括开关电源和低压差电压调节器；开关电源将家用220V交流电压转换成直流5V为步进电机驱动模块和动作执行系统供电；低压差电压调节器将5V电压通过转化成3.3V的直流电压，为嵌入式主控制器和语音识别模块供电；

所述嵌入式主控制器，其选择STM32芯片作为主控MCU，采用SWD模式下载调试程序，程序重载时使用CAT811芯片对主控MCU进行复位。主控MCU与语音识别模块通过串行外设接口(SPI)进行通讯；

所述的语音识别模块是由语音识别芯片及其外围电路构成。所述语音识别芯片采用LD3320芯片，所述LD3320芯片的外围电路包括依次相连接的麦克风接口、电压跟随器、信号放大电路和A/D转换器；所述麦克风接口将外界声音信号转化为电信号，所述电压跟随器防止采集的电压信号失真，所述信号放大电路将采集的微弱信号不失真地加以放大，以便于进一步加工和处理，所述A/D转换器将连续的模拟量(采集到的电压信号)通过取样转换成离散的数字量。

所述步进电机驱动模块采用双极性步进电机的驱动电路，所述双极性步进电机的驱动电路使用八颗晶体管来驱动两组相位，可以同时驱动四线式或六线式步进电机。

所述动作执行系统包括步进电机、滚珠螺杆和滑块，所述步进电机是两相六线步进电机，所述滚珠螺杆由螺杆、螺母和滚珠组成，其功能是将旋转运动转化成直线运动，所述滚珠螺杆与步进电机通过套筒连接为一体，所述滑块固定在滚珠螺杆的螺母上。

所述电源模块、嵌入式主控制器、语音识别模块和步进电机驱动模块集成在一块PCB线路板上，所述电源模块通过信号线为动作执行系统供电，所述步进电机驱动模块将嵌入式主控制器的I/O引脚产生的PWM信号放大后，通过信号线控制步进电机的正反转。

本实用新型的优点：

1、本实用新型在一定程度上解放了人们的双手，仅靠非特定人发出特定的语音便可实现抽屉的打开和关闭，方便了人们的生活，提高了生活的品质；

2、本实用新型通过对不同的抽屉设置不同的识别语音，可以在很多抽屉中迅速打开你所需要的抽屉而且如果不知道你所设定的的指令内容便无法直接打开抽屉，也起到保护隐私的作用；