基于单片机的语音控制小车的开题报告

一、选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值

随着现代生活水平的不断提高，人们对智能化产品有着巨大的需求，语音智能控制作为简单快捷方便的操作方式得到越来越广泛人们的认可，例如手机智能语音拨号功能，就是很好的例子。随着电子业的发展, 自动化已不再是一个新鲜的话题, 无人驾驶的小汽车也必将进入实用阶段, 未来驾驶汽车, 不再是只能依靠手动，语音等方式也有可能成为未来汽车的辅助驾驶途径之一。当前电子设计系统已进人了片上系统时代, 语音识别与处理技术在信息技术的人机接口中得

到了普遍关注。语音识别的音控小车作为典型应用之一，简单地诠释了人机一体化的设计思想。其设计理念缩短了人机界面的距离，增强了互动性和智能性，同时使得将信息技术和控制技术引入到车辆的操纵控制中,形成机器智能,使驾驶员的感知、决策和执行能力扩展成为可能。

二、本课题在国内外的研究现状

Bill Gates 在世界计算机博览会(COMDEX)主题演讲会上描绘IT事业的发展宏图时，率先指出：下一代操作系统和应用程序的用户界面将是语音识别。工业界应对语音识别领域的重大突破做好充分准备，因为那将是一场席卷全球的另一次热潮。

据统计部门的数据，至2006年中国汽车保有量已达3500万辆（其中轿车占80%，约2500万辆）,每年仍以30%的速度递增。我国成为了继美国之后的第二大汽车生产和消费大国。汽车行业的迅猛发展也带动了相关配套、服务业的发展。而将功能强大的智能车载信息系统——车载电脑加载到汽车上已经成为欧美、日本等地汽车市场的首选新装备。我国语音智能控汽车产业有着巨大的发展前景。车载电脑给汽车带来了一场信息化的革命，让每辆汽车构建成一个完美的车载信息与娱乐系统终端，包括车载通讯系统、导航系统、数字娱乐系统以及辅助驾驶系统。车载通讯与导航系统主要指GPRS和GPS，让你“轻车熟路”，而且轻松打电话。

三、课题研究的内容及拟采取的方法

我研究的课题题目是实现语音对小车的智能控制，按照其功能的实现可以划分如下模块：语音输入模块、主控模块（SPCE061A）、电机驱动模块、语音输出模块、电源模块。语音输入模块实现语音的输入，讲录入的语音作为数据源。主控模块实现对语音的分辨、识别、与存储单元中的指令匹配，发出控制命令。电机模块通过主控模块的控制，对电机发出控制命令。语音输出模块控制发出控制命令相对应的语音。电源模块控制电源的连通。首先对存储器初始化，之后进行录音初始化，进入录音循环中，定时器中断程序控制采样频率，并按时间间隔将采样值送入语音样本队列，录音循环从语音样本队列中获取数据并进行编码，将编码后的数据送入存储器，成为语音资源。在训练过程中，系统调用了语音播放子程序，需要进行播放初始化，进入播放循环中，从语音资源中获取数据，解码，填入播放队列中，定时器中断程序从播放队列中取出数据送到D /A 转换器中，将语音信号送到扬声器中，使得整个训练过程在语音提示下从容进行。四、课题研究中的主要难点以及解决的方法

1）如何实现对SPCE061A的无线语音接入?

SPCE061A 内置MIC 放大电路和AGC 电路, 可很方便地接上MIC 使用。但考虑到小车在运动到距离用户较远的地方时, 无法接收到用户的语音命令, 而且小车在运动过程中产生的噪音会使语音辨识的效率下降。基于这些缺点, 本系

统语音接入部分采用了无线MIC 系统。其中语音发送部分采用中心频率为80. 6 M的语音调频方案。利用KS8803 FM 调制芯片, 采用晶振锁相技术。稳定的频率保证了语音调制的良好线性, 避开了FM 广播播段, 以免干扰。语音接收部分采用中心频率为80. 6M 的语音调频解调。CXA1691BMFM 解调芯片, 利用晶振锁相技术, 使其能准确对准80. 6 M中心频率, 解调后的信号噪音低, 音质好。从FM接收器输出的语音信号经过VR1 衰减后通过C11、C13 接入到SPCE061A 的MIC 端口。调整VR1, 使语音信号的电平满足SPCE061A 对MIC 端口的电平要求。

2）小车如何对发出的语音命令进行识别？

麦克风接收语音输入，转换为电压信号，经自动增益放大控制(A G C ) 器调理, 通过ADC 转换为数字量, 在处理器中压缩编码存储到存储器中,作为语音资源; 小车通过语音识别是对使用者输人的语音命令进行记录并与存储的语音模型进行比较匹配, 以确定是输人的何种命令;

3）如何对小车的运动姿态进行控制？

小车为四轮结构, 前面两轮由前轮电机控制, 在连杆和支点作用下控制前轮左右摆动, 来调节小车的前进方向(左拐、右拐) , 后面两轮由后轮电机驱动, 为整个小车提供动力, 控制小车前进和后退。电动机的驱动电路使用典型的“H ”桥式功率驱动电路, 由单片机的I/O口输出控制信号。

五、毕业设计（论文）工作进度计划

1~2周毕业调研。

3周返校整理材料并准备开题。

4~5周开题答辩并整理材料，准备设计。

6周查找资料，完善开题内容，开始设计。

7~8周完成草稿。

9~10周修改草稿，完成初稿。

11~12周审阅初稿，并修改完善。

13周交成稿，包括图纸、外文翻译。

14~15周修改完善成稿、图纸、外文翻译。

16周准备答辩的相关事宜。

17周答辩

六、主要参考文献（或资料）

[1] 雷思孝, 单片机原理及实用技术一凌阳16 位单片机原理及应用「J〕. 西安: 电子科技大学出版社, 2 0 0 4.

[2]薛钧义.凌阳十六位单片机原理及应用〔J〕. 北京: 航天航空大学出版社.

[3] 韩东波, 肖鹏. 语音控制智能小车的研制「J」.成都理工大学,2 0 0 6.

[4] 赵世强, 荆炳礼, 赵满.凌阳16 位单片机SPCE06l A 的最小系统及开发[J〕. 新特器件应用, 2 0 06, 5 :37 一39 .

[5] 侯丽华. 基于单片机控制的自动往返电动小汽车[J〕. 微计算机信息,2 0 0 9, 2 0 (3 ) : 3 6 一3 7 .

[6] 范立南. 基于SPC E 0 6 1 A 单片机的音控智能机器人小车设计「J]仪器与仪表, 20 0 7 , 0 6