智能語(yǔ)音控制臺(tái)燈的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、氏沙民政職業(yè)孩爪芻b長(zhǎng)changsha social work college長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)v電子信息工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)題目：智能語(yǔ)音控制臺(tái)燈的設(shè)計(jì)類型：學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 學(xué) 院: 專 業(yè): 班 級(jí):學(xué)校指導(dǎo)教師：企業(yè)指導(dǎo)教師：2016年4 月 25日m氏沙民政職業(yè)孩爪呂b長(zhǎng)changsha social work college近年來，我國(guó)青少年近視發(fā)病率節(jié)節(jié)上升，發(fā)病人數(shù)居全球首位，達(dá)到丿力史空前水 平。近視正嚴(yán)重危害青少年的健康成長(zhǎng)，同時(shí)影響我國(guó)高素質(zhì)人才職業(yè)的篩選，縮小特 殊職業(yè)人員的選取范圍，更是對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)二十一世紀(jì)健康目標(biāo)的嚴(yán)重挑

2、戰(zhàn)。現(xiàn)在的青少 年z所以出現(xiàn)這么嚴(yán)重的近視問題，原因在于平生生活學(xué)習(xí)中不注意坐姿，離光源太近, 久而久z就出現(xiàn)了視力下降的情況。我們?cè)O(shè)計(jì)的這種燈，它可以根據(jù)使用者需耍的亮度 進(jìn)行調(diào)節(jié)，你如果覺得燈光太亮，你只要告訴它暗一點(diǎn)，它便會(huì)暗一點(diǎn)，如果覺得太暗 了，你便可對(duì)它說亮一點(diǎn)，它便會(huì)智能調(diào)節(jié)燈光的亮度。保護(hù)好視力防止近視的發(fā)生， 這些功能都是臺(tái)燈根據(jù)語(yǔ)音識(shí)別來判斷你所需的燈光亮度，更是起到省電的作用。關(guān)鍵詞：語(yǔ)音識(shí)別；ar du i no; led燈abstracttn recent years, the incidenee of myopia in our cotintry has been

3、rising, the nu mber of the inc ide nee of the world，s first place, to achieve the unprecedented level of history. myopia is a serious harm to the healthy growth of young people, at the same time affect the selection of professiorml persorrnel in our country, narrow the scope of the special professio

4、nal personnel, but al so to achieve the serious chailenge to the heal th of our country in twenty-f irst century. now the reas on for the emerge nee of such a serious problem of myopia, the reason l ies in the study of life in life, not pay attention to sitting, too close to the light source, over t

5、ime, there has been a decl ine in vision. we design this kind of 1 ight, it can be adjusted according to the brightness of the user's need, if you feel that the 1 ight is too bright, you just tel 1 it a little bit, it will be dark, if you feel too dark, you can say that it is bright, it will be

6、smart adjust the brightness of light. protect eyesight to prevent the occurrence of myopia, these functions are based on the table 1 amp to determine the 1 ight intensi ty of your need, but al so to play a role in power.key words: speech recognition;arduino; led desk lampm氏沙民政職業(yè)孩爪呂b長(zhǎng)changsha social

7、work college目錄1. 緒論11.1選題目的11.2學(xué)術(shù)成呆回顧12. 產(chǎn)品功能分析12.1自定語(yǔ)音控制臺(tái)燈的開關(guān)及光照強(qiáng)度功能 13. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)23. 1系統(tǒng)框架23. 2功能模塊選型23. 2.1屮文語(yǔ)音識(shí)別模塊簡(jiǎn)介23. 2.2核心板選型33. 3設(shè)計(jì)方案53. 3.1設(shè)計(jì)思路53. 3.2外觀設(shè)計(jì)63. 3.3材料清單74結(jié)論7參考文獻(xiàn)8致謝8附錄程序代碼8m氏沙民政職業(yè)孩爪呂b長(zhǎng)changsha social work college1緒論11選題目的這種語(yǔ)音臺(tái)燈的主要目的是智能語(yǔ)音控制調(diào)節(jié)燈、防止青少年近視。很多青少年在 做作業(yè)或者看帖的時(shí)候，喜歡趴著看或者湊近看，不注意

8、坐姿，離光源太近。這種壞習(xí) 慣的養(yǎng)成，和臺(tái)燈的光照強(qiáng)度有一定的關(guān)系。所以，語(yǔ)音控制開關(guān)燈，一方面可通過特 定的語(yǔ)音來輕松的控制臺(tái)燈的開關(guān)和光照強(qiáng)度，一定程度上幫助預(yù)防青少年近視；另一 方面，智能語(yǔ)音控制開關(guān)燈能避免摸黑開燈，防止跌倒，同時(shí)更有利于節(jié)能和環(huán)保。1.2學(xué)術(shù)成果回顧經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，如今市場(chǎng)上已有智能節(jié)能燈的產(chǎn)品有很多，比如最常見的樓道上裝有 聲控?zé)?，晚上有人上樓輕輕的響聲就能觸發(fā)開燈，基于這個(gè)設(shè)計(jì)，我們想到了設(shè)計(jì)一種 在室內(nèi)用的聲控臺(tái)燈，但是樓道聲控?zé)舻脑盹@然不適用于臺(tái)燈?；谶@個(gè)樓道聲控?zé)?的設(shè)計(jì)原理，本人想到一種能通過識(shí)別特定詞匯來開關(guān)燈的智能臺(tái)燈，通過識(shí)別特定詞 匯來開關(guān)燈，更輕

9、松智能同時(shí)也更加節(jié)能和環(huán)保。2產(chǎn)品功能分析這次設(shè)計(jì)的智能臺(tái)燈主要采用了語(yǔ)音識(shí)別模塊、arduino擴(kuò)展板、電源模塊和led 模塊。語(yǔ)音識(shí)別模塊通過識(shí)別特定的語(yǔ)音，輸出信號(hào)給arduino板內(nèi)部芯片接收，繼而 輸擊信號(hào)來控制燈泡的開關(guān)及光照強(qiáng)度。2.1自定語(yǔ)音控制臺(tái)燈的亮滅及光照強(qiáng)度功能語(yǔ)音識(shí)別功能主要采用語(yǔ)音識(shí)別模塊，當(dāng)有電源提供電時(shí)，如果開關(guān)閉合，語(yǔ)音識(shí) 別功能開啟。當(dāng)有人對(duì)著臺(tái)燈說“開燈”時(shí)，臺(tái)燈就會(huì)亮起來，此處我們編寫的程序是 "kaideng"，當(dāng)語(yǔ)音識(shí)別模塊接收到“關(guān)燈”、“亮一點(diǎn)”、“暗一點(diǎn)”時(shí),臺(tái)燈會(huì)相應(yīng)的 關(guān)燈及產(chǎn)生亮度的變化。氏沙民政職業(yè)孩爪芻b長(zhǎng)chan

10、gsha social work college3. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)框架圖3. 23. 2功能模塊選型3.2.1中文語(yǔ)音識(shí)別模塊簡(jiǎn)介voice recognition語(yǔ)音識(shí)別模塊是一款只需要在主控mcu的程序中設(shè)定好耍識(shí)別 的關(guān)鍵詞語(yǔ)列表，并動(dòng)態(tài)地把這些關(guān)鍵詞語(yǔ)以字符的形式傳送到芯片內(nèi)部，就可以對(duì)用 戶說出的關(guān)鍵詞語(yǔ)進(jìn)行識(shí)別，不需耍用戶事先訓(xùn)練和錄音的非特定人語(yǔ)音識(shí)別模塊。該 模塊可以設(shè)置50項(xiàng)候選識(shí)別句，每個(gè)識(shí)別句可以是單字，詞組或短句，長(zhǎng)度為不超過 10個(gè)漢字或者79個(gè)字母的拼音串，可由一個(gè)系統(tǒng)支持多種場(chǎng)景。voice recognition 語(yǔ)音識(shí)別模塊采用疊層設(shè)計(jì)，可以直接插接到a

11、rduino控制器上，用戶使用arduino便 可以快速設(shè)計(jì)產(chǎn)品原型，例如電磁爐/微波爐/洗衣機(jī)/智能家電操作，導(dǎo)航儀，mp3/mp4, 數(shù)碼像框，機(jī)頂盒/彩電遙控器，智能玩具/對(duì)話玩具，pmp/游戲機(jī)，自動(dòng)售貨機(jī)，地鐵 自動(dòng)售票機(jī)，導(dǎo)游機(jī)，樓宇電視的廣告點(diǎn)播，照明系統(tǒng)的聲控等等。與我們開發(fā)的mp3 語(yǔ)音模塊配合即可制作出完美的人機(jī)對(duì)話互動(dòng)作品，例如語(yǔ)音控制人形機(jī)器人做各種動(dòng) 作或控制小車方向都不在話下。 技術(shù)規(guī)格：工作電源dc 5v,兼容arduino和arduino mega控制器，具有板載 mic（麥克風(fēng)），支持單聲道輸入，具有dfruino player模塊uart/t2c接口，具有d

12、fruino player模塊uart/t2c接口切換開關(guān)（mega只能使用uart接口），占用端口：數(shù)字口 2,4,9, 11, 12, 13,僅適用于對(duì)中文識(shí)別,尺寸:長(zhǎng)54mmx寬47mmo 原理圖（如圖3.2）：v.vo«m1 nriw 4wijvoice recognition卅1圖3.23.2.2核心板選型1）方案一 選用 arduino mega2560 r3arduino mega是一塊以atmega2560為核心的微控制器開發(fā)板，本身具有54組數(shù)字 i/o input/output端（其中14組可做pwm輸出），16組模擬比輸入端，4組uart（hardware s

13、erial ports）,使用 16 mhz crystal oscillator。由于具有 boot loader,因此能夠 通過usb宜接下載程序而不需經(jīng)過其他外部燒寫器。供電部份可選擇rtl usb宜接提供電 源，或者使用ac-to-dc adapter及電池作為外部供電。由于開放原代碼，以及使用java概念（跨平臺(tái)）的c語(yǔ)言開發(fā)環(huán)境，讓arduino 的周邊模塊以及應(yīng)用迅速的成長(zhǎng)。而吸引artist使用arduino的主耍原因是可以快速 使用arduino語(yǔ)言與flash或processing等軟件通訊，作出多媒體互動(dòng)作品oarduino 開發(fā)ide介面基于開放原代碼原則，可以讓您免費(fèi)

14、下載使用于專題制作、學(xué)校教學(xué)、電 機(jī)控制、互動(dòng)作品等等。電源設(shè)計(jì)：arduino mega的供電系統(tǒng)有兩種選擇，usb r接供電或外部供電。電源 供應(yīng)的選擇將會(huì)自動(dòng)切換。外部供屯可選擇ac-to-dc adapter或者屯池，此控制板的 極限電壓范圍為6廣12v,但倘若提供的屯壓小t6v, t/0m有可能無(wú)法提供到5v的電壓，因此會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定；倘若捉供的電壓大t 12v,穩(wěn)壓裝置則會(huì)冇可能發(fā)生過熱保護(hù)，更冇可能損壞arduino megao因此建議的操作供電為6512v,推薦電源為7. 5v或9v。圖3. 32）方案二選用stc89c52stc89c52是stc公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能cm

15、0s8位微控制器，具有8k在系 統(tǒng)可編程flash存儲(chǔ)器。stc89c52使用經(jīng)典的mcs-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯 片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編 程flash,使得stc89c52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)flash, 512字節(jié)ram, 32位i/o 口線，看門狗定時(shí) 器，內(nèi)置4kb eeprom, max810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一 個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 stc89c52可降至0hz靜態(tài)邏輯操

16、作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，ram內(nèi) 容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最 高運(yùn)作頻率35mhz, 6t/12tt1t選。（其原理圖及封裝圖如下）。gio c x1vt4c xivnc<10)mtcumxibrsrclxd)b74c (gd)bzoc匚 (noa)bgt blic bnc b!3c u3e»bnc (nibi-oc50出j933jn4v負(fù)34o»nxjo3ina特1q3893613a3383»jor圖3.

17、4jb50(y9> dbsjm) b53(vi0) bse<vn) vrr22 £©b-lkaofvnoi boacvnai tee bo3<vd3t dbo5(vd3> 3boj(vdjl wo(vdo> acc圖3.5經(jīng)比較,發(fā)現(xiàn)方案一中的arduino板不僅i/o 口多，而且還能接外部電源，多功能應(yīng)用不僅使得電路簡(jiǎn)單，英前景也非?？捎^，更是與屮文語(yǔ)音識(shí)別模塊voicerecognition兼容，正符合我們此次設(shè)計(jì)的要求，所以我們這個(gè)設(shè)計(jì)選用方案一，且語(yǔ) 音識(shí)別即可直接選用屮文語(yǔ)音識(shí)別模塊voice recognition （如圖3. 6所

18、示）。圖3. 63. 3設(shè)計(jì)方案3.3.1設(shè)計(jì)思路由丁普遍可見的手動(dòng)式開關(guān)臺(tái)燈已經(jīng)趕不上社會(huì)發(fā)展的潮流了，并且對(duì)青少年來說 也不是心儀的產(chǎn)品，一個(gè)可以聲控的臺(tái)燈自然而然就吸引人得目光。此次設(shè)計(jì)，我們根 據(jù)傳統(tǒng)的臺(tái)燈進(jìn)行改造，運(yùn)用類似走鵬聲控?zé)舻脑恚ㄟ^特定的語(yǔ)音來控制臺(tái)燈的亮 滅及亮度。先整體規(guī)劃確定此次作品設(shè)計(jì)的功能，然后再按照功能的具體耍求，進(jìn)行各個(gè)模塊 的設(shè)計(jì)并逐個(gè)進(jìn)行調(diào)試，等整個(gè)設(shè)計(jì)的調(diào)試全部成功后再將其合到一起，進(jìn)行整個(gè)設(shè)計(jì) 的調(diào)試，最終成為一個(gè)完整的作品。以下是整個(gè)思路的流程圖。|拶g開關(guān)|圖3. 7電路連接圖:圖3. 83.3.2外觀設(shè)計(jì)現(xiàn)今社會(huì)講究的就是廢物利用及環(huán)保，在平吋

19、生活中就有許多可以回收利用的東西而被浪費(fèi)，因此我們這次設(shè)計(jì)的外部裝飾來源于生活。此次設(shè)計(jì)燈罩采用平吋喝水喝粥的小紙杯，燈柱及底柱采用紙盒，整體用貼紙美化。圖3. 9圖 3. 103.3.3材料清單材料型號(hào)數(shù)量金額arduin0 板arduino mega2560 r31¥35語(yǔ)音識(shí)別模塊中文語(yǔ)咅識(shí)別模塊1¥190led燈/12¥1電池3.7v/40000ma2¥5.8電池盒5 號(hào)/13682¥4.9按鍵/2¥0. 1表1材料清單表4. 結(jié)論此次設(shè)計(jì)是通過arduino mega2560 r3板結(jié)合中文語(yǔ)音識(shí)別模塊的系統(tǒng)，經(jīng)過測(cè)試 可以

20、實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈的開關(guān)及光照強(qiáng)度，在設(shè)計(jì)的過程中，其模塊原理力求簡(jiǎn)單，充分發(fā)揮軟 件的優(yōu)勢(shì)和編程靈活性。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)作品對(duì)于我來說意義非凡，代表著本人在校學(xué)習(xí) 的成果。本次畢業(yè)設(shè)讓的作品，從一開始的選題到后來的資料查找、理論學(xué)習(xí)、疑問解 決，到最后的調(diào)試和測(cè)試，將所學(xué)過的理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來，動(dòng)手能力得到了進(jìn)一 步的加強(qiáng)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和技能的好機(jī)會(huì)，我在這個(gè)過程中收獲了 許多。在程序、安裝和調(diào)試軟件、硬件過程中會(huì)遇到各種各樣的問題，這要求時(shí)刻保存冷 靜，積極努力地去思考和聯(lián)系書本理論知識(shí)，碰到一些疑難疑問解決不了的虛心請(qǐng)教老 師同學(xué)。最后在老師同學(xué)的幫助下，圓滿的解決了這些問題，實(shí)

21、現(xiàn)了整個(gè)作品設(shè)計(jì)與最 后調(diào)試，很好的完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。參考文獻(xiàn)1 arduin0程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第二版)等2 王娟，胡來林.中小學(xué)arduino機(jī)器人特性及其實(shí)例開發(fā)j.中國(guó)教育信息化.2013(01)3 施曉紅；淺析燈具的電源連接器的技術(shù)創(chuàng)新j.照明工程學(xué)報(bào)，200&034 屮建國(guó)，王暖臣語(yǔ)音識(shí)別程序的開發(fā)與應(yīng)用j.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究.2000 (12)5 何瑙，孫甲松，王作英.連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中的one pass搜索方法j.計(jì)算機(jī)應(yīng)用.2004(07)致謝經(jīng)過差不多一個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿完成，作為一個(gè)應(yīng)屆畢業(yè)生， 由于經(jīng)驗(yàn)的魘乏，難免冇許多考慮不周的地方，如呆沒冇老師的督

22、導(dǎo)指導(dǎo)，以及一起學(xué) 習(xí)的同學(xué)的支持，想要完成這次設(shè)計(jì)難度是挺大的。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師劉 凱老師。劉凱老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì) 草案的確定和修改，屮期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，專配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心 的教導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過程屮，程序編寫錯(cuò)誤，劉老師都會(huì)細(xì)心的糾正并且告訴我英屮的緣由。 除了劉老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神更是我學(xué)習(xí)的榜樣，并將影 響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次我還都要感謝和我一起做畢業(yè)的易笑同學(xué)，雖然我們做的 是不同的功能，但是她在此次設(shè)計(jì)屮給我捉供了許多冇用的資料，勤奮工作，自始自終 和我并肩作戰(zhàn)。如果沒冇她的努力，

23、此次設(shè)計(jì)的完成也將不會(huì)這么完美。最后，我向長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院的全體老師們?cè)俅伪硎局孕念~ 感謝：謝謝你們，謝謝你們?nèi)陙韺?duì)我的悉心栽培附錄程序代碼#inelude <voice.h>#define sum 4uint8 nasrstatus=0;char srecogsum 80 二 ，zkai deng/z, ，zguan deng，z,，?liang yi diart, yi diart;int led二8;int val=0;int key二30;int newkey;void finally (unsigned char n)switch(n)case 0:

24、seria1.println( kai deng)；seri a 1. println(" “); val=255;break;case 1:serial.println( "guan deng");val=0;break;case 2:seria 1. println( ，zliang yi dianz，); val=val+50;辻(val>255) val=255;break;case 3:seria1println( "an yi dian"); val=val-50;辻(val<0) val-0;break;default:serial. println( "error");seria 1. println(&quo