无线语音遥控智能车设计方案

无线语音遥控智能车设计方案

[摘要] 20世纪中后叶，随着大规模晶体管集成电路制造工艺的飞速发展，使计算机渗透进城市的血液，成为人类社会生活中密不可分的一部分。越来越多种类的计算机投入社会生产，如果在人们的社会生活中所接触到的计算机均使用不同的、自身特有的人机接口，就要求计算机使用者掌握多种计算机操作语言，这无疑成为人们使用计算机的一大障碍。因此人与计算机的沟通成为了摆在人类面前崭新的课题。在音频压缩处理技术以及无线远程控制技术高速发展的局面下，人们开始考虑使用人类语言作为新的方式和计算机进行无线远程对话。优化人机接口，使计算机智能化，并且能听懂远处传来的人类语言，以人类的方式思考，彻底摆脱复杂的计算机语言和繁琐的输入方式是今后发展的一大方向。台湾凌阳科技推出的16位MCU-DSP混合处理器SPCE061A可以实现上述的语音识别、数据编码等功能，若在其上外扩一nRF2041双工无线模块组成语音遥控器。用一小车模型作为接收机，处理器采用ATMEL公司的高档8位微处理器ATMEGA16L，接收依然使用nRF2401无线模组，便可以使小车接收人类语言的远程控制。在控制者发出向前、向后、向左、向右等语言命令后，遥控器上的凌阳SPCE061A处理器可以自动实现语音辨识，并且与事先训练的语音模型相比较，从而通过nRF2401输出不同的控制命令，模型小车接收到不同的指令后，做出不同的响应动作，这样便可以制作出一个基于无线语音控制的智能小车。今后，根据语音控制机器人的设计理念，可将其移植到诸如汽车，小家电等具有实际意义的产品中去。在人类与计算机的关系日益密切的今天，更为便捷、更为人性化、更为智能化的人机对话方式无疑是今后科技发展的新趋势。

[关键词] 无线语音遥控小车；凌阳SPCE061A处理器；语音辨识；

ATMEGA16L；nRF2401无线模组

Wireless voice remote control car

目录

0 前言 (1)

2 无线语音遥控智能车设计概述 (3)

2.1 设计目的 (3)

2.2 设计实现总体功能 (3)

3 系统总体方案 (4)

3.1 方案论证 (4)

3.1.1 方案一 (4)

3.1.2 方案二 (5)

3.1.3 方案三 (5)

3.2 方案分析 (5)

4 芯片的介绍 (6)

3.2.1 主控芯片及其各部分性能 (7)

3.2.2 SPCE061A用于语音遥控智能小车中的功能 (9)

3.3 无线语音遥控智能车电机驱动控制方案 (14)

5 系统设计方案 (14)

4.1系统整体设计方案 (15)

4.2 主控板设计方案 (14)

4.3 控制板设计方案 (17)

4.4 中断方案 (19)

6.声音控制智能小车软件设计 (19)

6.1 语音控制实现流程 (19)

6.2 语音识别主程序流程 (21)

6.3 语音识别子程序设计 (23)

6.3.1训练子程序： (25)

6.3.2 识别子程序 (25)

6.3.3 动作子程序 (25)

6.3.4 中断子程序 (25)

6.4 程序开发环境与代码录入 ............................................. 错误！未定义书签。

6.4.1 凌阳SPCE061A单片机指令系统与开发环境 (24)

6.4.2 语音提示的录入 (26)

6.5 部分程序代码解释 (27)

7 结论 (26)

参考文献 (28)

0 引言

随着现代科学技术的飞速发展，数字化时代的来临，计算机和网络已经将触角伸入社会各行各业，渗入了城市的血液中，并且在一定程度上取代了人类繁琐的机械的劳动。世界也正面临一场大规模的新的工业革命，又称为信息革命。数字化、智能化，已经成为这场革命的主旋律。让计算机像人类一样动作一样思考，并拥有人的记忆和人的逻辑，使人类从繁琐的键盘操作和按键输入中解脱出来是电脑智能化面对的重要课题。

在现代传感器技术、音频视频压缩解码技术的跨越式发展，使计算机实现了高度的集成化，功能也逐渐出现全能化、专门化以及智能化的分化发展方向。计算机的微处理器的功能也不仅仅局限于计算和处理数据，同时也将存储和硬件解码等外围电路也集成到其中。也正是因为如此，运用单独的处理器就可以实现智能化人机对话接口，让计算机像人类一样思考，通过人类的动作和语言向计算机输入指令，使计算机的操作方式发生根本性的变革，真正拉近人与计算机间的距离。

现代计算机的性能已经相当强大，运算能力已经不可限量，而且还在飞速发展。在日常生活的诸多领域，电脑已经取代人类，从事大量繁琐的、重复性的劳动。但是在这些领域中，大型的计算机不能充分发挥自身性能，而且在成本方面也毫无经济性可言。所以，针对不同领域不同功能的专门性计算机应运而生，其运算处理能力并不一定非常强大，而是对于特别的应用场合在其中整合特殊的功能，使其在特定的场合发挥最大的作用。嵌入式计算机应运而生，嵌人式计算机作为计算机的一个重要分支，得到了越来越广泛的应用。随着信息技术发展所带来应用需求的增多，嵌人式计算机的应用范围和需求越来越广，性能不断改进，新的架构不断出现，各种单片机和数字信号处理器相继面世。嵌人式操作系统与PC操作系统相比，嵌人式操作系统不要求全能，但必须能够依据系统设计规格，高效率地发挥硬件的运算能力，使产品达到效率价格比的优化。

本次设计是在运用成品嵌入式计算机的基础上，实现用人类的语言无线遥控单片机的运作。为了更明确的显示声音对单片机的遥控作用，使单片机控制一远处可自由运动的小车，通过小车行走方式的不同表现，体现声控单片机的运行情况。

对于无线语音遥控智能小车的设计，关键在于语音识别和无线通信方式的选取。语音处理技术是一门新兴的技术，它不仅包括语音的录制和播放，还涉及语音的压缩编码和解码，语音的识别等各种处理技术。以往做这方面的设计，一般有两个途径：一种方案是单片机扩展设计，另一种就是借助于专门的语音处理芯片。普通的单片机往往不能