基于STM32单片机门窗语音控制系统设计

基于STM32单片机门窗语音控制系统设计
摘要：
本文基于STM32单片机设计并实现了一个门窗语音控制系统，该
系统主要由STM32F103ZE芯片、语音识别模块、音频放大模块以及继
电器等组成。

该系统通过语音识别模块实现对门窗开关的控制，并通
过音频放大模块将语音指令进行放大，最终通过继电器实现对门窗的
控制。

通过实验测试，该系统具有较高的实用性和稳定性，可以满足
日常门窗控制的需要。

关键词：STM32单片机；门窗语音控制；语音识别；音频放大；
继电器
Abstract:
In this paper, a door and window voice control system based on STM32 MCU is design and implemented. The system
mainly consists of STM32F103ZE chip, voice recognition module, audio amplifier module, and relay. The system realizes the control of door and window through the voice recognition module, amplifies the voice command through the audio
amplifier module, and finally controls the door and window through the relay. Through experiment and testing, the system has high practicality and stability, which can meet the daily door and window control needs.
Keywords: STM32 MCU; door and window voice control;
voice recognition; audio amplifier; relay
一、引言
随着科技的不断进步和社会的不断发展，人们对生活质量的要求
越来越高，门窗控制系统的需求也越来越大。

在现有的门窗控制系统中，常见的控制方式有传统的物理钥匙、密码锁等，此外还有智能门锁、人脸识别门锁等。

然而，以上控制方式都存在一定的缺点和问题，
如物理钥匙容易丢失、密码锁容易被破解；智能门锁和人脸识别门锁则价格昂贵，对于家庭用户不太实用。

因此，开发一种价格实惠、方便易用、功能稳定的门窗语音控制系统具有重要意义。

本文采用STM32单片机设计并实现一个门窗语音控制系统。

在该系统中，使用语音识别模块识别语音指令，并通过音频放大模块将语音指令放大，最终通过继电器实现对门窗的控制。

该系统具有实现简单、价格实惠、控制方便等优点。

实验结果表明，该系统具有高的实用性和稳定性。

二、系统设计
本节主要介绍门窗语音控制系统的硬件和软件设计。

2.1 硬件设计
本系统的硬件设计主要由微控制器模块、语音识别模块、音频放大模块以及继电器等组成。

微控制器模块采用STM32F103ZE芯片，具有较高的计算性能和稳定性，可以满足系统运行的需求。

语音识别模块采用结构紧凑、功耗低的JY-MCU语音识别模块，通过对单片机串口的通讯实现与语音识别模块的连接。

音频放大模块采用PAM8403型音频放大芯片，可以对语音信号进行放大处理。

继电器采用负载电压为5V的继电器，可以实现门窗的开关控制。

2.2 软件设计
本系统的软件设计主要分为两部分，分别是STM32单片机程序设计和语音识别程序设计。

STM32单片机程序设计主要包括初始化设置、串口通信以及继电器控制等方面。

如下是部分代码：
void gpioInit(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
void usartInit(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_ART_BaudRate = 9600;
USART_ART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_ART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_ART_Parity = USART_Parity_No;
USART_ART_HardwareFlowControl =
USART_HardwareFlowControl_None;
USART_ART_Mode = USART_Mode_Rx |
USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
}
void relayCtrl(int ctr)
{
if(ctr==1) {
GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
}else {
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
}
}
语音识别程序设计主要由语音识别模块的驱动程序和响应模块组
成。

具体实现可参考语音识别模块的使用说明。

三、实验结果分析
通过对门窗语音控制系统的实验测试，可以得到以下实验结果：
1.可以通过语音指令控制门窗的开关，指令响应速度较快；
2.系统控制稳定，不易出现故障或误动作；
3.系统硬件价格实惠，软件实现简单，易于维护和扩展。

四、总结
本文设计并实现了一款基于STM32单片机的门窗语音控制系统，通过语音识别模块实现控制指令的识别，通过音频放大模块实现语音信号的放大，最终通过继电器实现门窗的开关控制。

实验测试结果表明，该系统具有较高的实用性和稳定性，可以满足日常门窗控制的需求，具有实用性和推广性。