声控汽车电动座椅改装设计

《声控汽车电动座椅改装设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、声控汽车电动座椅改装设计-石油矿藏论文声控汽车电动座椅改装设计王新新孔庆奎（山东电子职业技术学院济南250200）摘要语音识别技术在高档乘用车媒体系统中已有应用，但在车辆操控方面的应用还不多见。本研究旨在解决汽车电动座椅人性化设计不足问题，采用非特定语音识别和单片机控制技术，控制汽车电动座椅在特定方向上的调节。经过改装测试，在车内静音环境中，拾音距离50cm，指令识别率在90%以上，动作执行率达到100%。本系统整体工作稳定，实时性良好。关键词汽车电动座椅，语音识别（ASR），控制技术，位置调整d

2、oi:10.3969/j.issn.1674-7933.2015.04.003作者简介：王新新，男，1968年生，硕士，教授，主要从事及研究领域：电路与系统、电子电路设计，Email：[emailprotected]；孔庆奎，硕士，副教授。0引言语音识别技术在高档乘用车媒体系统中已有应用，但在车辆操控方面的应用还不多见。本设计采用非特定语音识别及单片机控制技术，实现了声控操作汽车电动座椅。投入不足二百元，即可对现有汽车电动座椅进行改装。1系统组成系统由语音识别模块、控制单元、执行机构、指示装置、电

3、源模块五部分组成。语音识别模块负责接收驾驶员发出的声音指令，并对各种指令进行识别，然后将不同指令对应的编码发送给控制单元。控制单元对接收到的编码进行判断，依据判断结果和软件程序指令确定执行的动作。执行机构负责执行具体动作。指示装置根据驾驶员发出的指令，配合执行机构，给以相应的信号指示。电源模块为各部分提供电力支持。2系统硬件设计2.1语音识别模块语音识别模块采用非特定语音识别芯片LD3320。LD3320芯片集成了语音识别处理器和外部电路，包括AD和DA转换器、麦克风、声音输出等接口，不需要外接任

4、何辅助芯片如FLASH、RAM等[1~2]，直接集成即可实现语音识别/声控/人机对话功能，其识别的关键词语列表是可以任意动态编辑的，能够满足低功耗、体积小、可通用等要求[3]。语音识别芯片LD3320首先对拾音器（MIC）输入的声音进行频谱分析，提取出语音特征，然后与关键词语列表中的关键词语进行对比匹配，找出得分最高的关键词语，再输出该关键词语识别码（ID）。关键词语以拼音字符串的形式输入LD3320，关键词语的ID值也同时一并输入。如“座椅向前”的拼音字符串为“zuoyixiangqian”，I

5、D为“01”，它们同时输入到LD3320。为提高语音识别率，模块添加了一些“垃圾关键词语”进入识别列表，用来吸收错误识别。语音识别时，只有“座椅向前”“升高”等9个关键词语是可执行的。如果识别结果是“垃圾关键词语”，则说明是其他声音导致的误识别，设备没有执行动作，将会等待并开始一次新的识别过程。比如，我们设置了“座椅向前”“升高”等9个关键词语，另外再设置10~20个发音相近的“垃圾关键词语”，如“坐姿好看”“崇高”等进入识别列表，这样可以降低误识别，进一步提高设备的可靠性和稳定性。不同的关键词语

6、可以对应同一个ID，而ID也可以是不连续的。例如：关键词语“升高”和“up”，可以设置为同一个ID，后续进行同样的处理，同样都执行座椅升高动作。把“垃圾关键词语”的ID都标记成一个值，这样编写的处理程序比较简单，避免添加进很多关键词语后，增加过多的程序分支[4]。2.2控制单元控制单元采用物美价廉的STC89C52RC，晶振采用11.0592MHz，语音识别模块与单片机之间采用串行通信方式，波特率为9600bit/s，使用方式3。LD3320的TXD端输出到单片机的串行通信接口RXD，如图2所示。

7、单片机对接收到的数据进行判断，依据判断结果和软件程序指令，确定单片机P1口各引脚的电位。单片机所有I/O口在系统上电复位时全部置1。以座椅“向前—向后”控制为例，当驾驶员发出“座椅向前”的指令时，经语音识别模块识别处理后，向单片机发出相应的编码（关键词语ID）。单片机接收该编码，由内部硬件将串行口控制寄存器的RI置1，向CPU发出中断请求。在满足中断响应条件的情况下，单片机自动中断正在执行的程序，转而跳到该中断源对应的中断入口地址处，执行中断服务程序。中断服务程序首先关闭串口中断，防止在中断处理过

8、程中出现新的中断请求，导致数据出错；其次，采用switch()多分支选择语句，针对“座椅向前”“座椅向后”“升高”“降低”“后端升高”“后端降低”“直立”“后仰”8条声音指令分别将P1.0~P1.7的8个引脚置0。若驾驶员发出“马上停止”指令，语音识别模块发出相应编码，使单片机P1口置1，控制电机停止工作，即可实现“马上停止”功能。2.3执行机构执行机构由8个继电器（K0~K7）和4个直流电动机（Ma~Md）组成，如图3所示，其中：Ma为座椅“向前~向后”电动机；Mb为“前端升高~