語(yǔ)音播報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目：語(yǔ)音播報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：所在學(xué)院：專業(yè)班級(jí)：屆 別：指導(dǎo)教師：本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）創(chuàng)作誠(chéng)信承諾書1.本人鄭重承諾：所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），題目基于單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境檢測(cè)是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，沒有弄虛作假，沒有抄襲、剽竊別人的內(nèi)容； 2.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所使用的相關(guān)資料、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等均真實(shí)可靠，文中所有引用的他人觀點(diǎn)、材料、數(shù)據(jù)、圖表均已標(biāo)注說明來源； 3. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中無抄襲、剽竊或不正當(dāng)引用他人學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和學(xué)術(shù)成果，偽造、篡改數(shù)據(jù)的情況； 4.本人已被告知并清楚：學(xué)校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的抄襲、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成

2、績(jī)不合格，無法正常畢業(yè)、取消學(xué)士學(xué)位資格或注銷并追回已發(fā)放的畢業(yè)證書、學(xué)士學(xué)位證書等嚴(yán)重后果； 5.若在省教育廳、學(xué)校組織的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檢查、評(píng)比中，被發(fā)現(xiàn)有抄襲、剽竊、弄虛作假等違反學(xué)術(shù)規(guī)范的行為，本人愿意接受學(xué)校按有關(guān)規(guī)定給予的處理，并承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。 學(xué)生（簽名）： 日期： 年 月 日目 錄1緒論22系統(tǒng)設(shè)計(jì)32.1設(shè)計(jì)需求32.2系統(tǒng)原理33系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)43.1電源模塊43.2微控制器模塊43.3非特定人聲語(yǔ)音模塊53.4 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器73.5 ENC28J60以太網(wǎng)模塊94系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)104.1整體流程104.2以太網(wǎng)模塊軟件方案124.3語(yǔ)音模塊軟件方案135 系統(tǒng)

3、調(diào)試145.1硬件電路故障及解決方法155.2硬件調(diào)試方法 156結(jié)束語(yǔ)15參考文獻(xiàn):17皖西學(xué)院2014屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）語(yǔ)音播報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要：這篇論文主要是詳細(xì)介紹了語(yǔ)音播報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。采用高性能、低成本、低功耗的32位結(jié)構(gòu)的微控制器stm32作為核心芯片，利用溫濕度傳感器模塊，ENC28J60以太網(wǎng)模塊模塊的配合，實(shí)現(xiàn)溫度，濕度的實(shí)時(shí)測(cè)量，并網(wǎng)頁(yè)上提供了友好的用戶界面，使數(shù)據(jù)明了可觀，方便操作控制。本設(shè)計(jì)還通過非特定人聲語(yǔ)音識(shí)別模塊設(shè)計(jì)了口令識(shí)別算法，可以通過口令識(shí)別的方式判斷寢室是否有外部人員入侵。這個(gè)設(shè)計(jì)非常實(shí)用，可以讓我們可以方便

4、、快捷、準(zhǔn)確地了解當(dāng)時(shí)的溫度、濕度信息。也擁有簡(jiǎn)單實(shí)用的防盜功能。關(guān)鍵詞：語(yǔ)音播報(bào)；stm32；溫濕度傳感器；ENC28J60以太網(wǎng)模塊；非特定人聲識(shí)別模塊Voice broadcast Design of real time data Processing SystemStudent: Meng Tang(Faculty Adviser：Benyou Wang)(College of Information Engineering, West Anhui University)Abstract： This paper mainly introduces the design and impl

5、ementation of real-time voice data processing system. Using the 32 bit microcontroller STM32 structure of high performance, low cost, low power consumption as a core, using temperature and humidity sensor module, Ethernet module, ENC28J60 module to realize real-time measurement of temperature, humid

6、ity, and Webpage provides a friendly user interface, the data clearly observable, convenient operation and control. This design also by speaker independent speech recognition module design password recognition algorithm, can through the password recognition way to determine whether there are externa

7、l staff dormitory intrusion.This design is very practical, so we can be convenient, fast, and accurate understanding of the temperature, humidity information at the time of the. Also has the anti-theft function is simple and practical.1Keywords: voice broadcast;STM32; Temperature and humidity sensor

8、 ; The ENC28J60 Ethernet module;speaker independent recognition module1緒論隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展和它在生活和生產(chǎn)中的越來越廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)顯示出了其明顯的優(yōu)勢(shì)和非常廣泛的應(yīng)用前景。單片機(jī)控制系統(tǒng)取代了以前的利用模擬線路或者數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的智能化。有著微處理器所沒有具備的功能，它可以單獨(dú)完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制的功能，已成為現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域非常重要的技術(shù)之一。當(dāng)下的單片機(jī)技術(shù)較以往在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功率消耗、外部電路等級(jí)以及制造工藝上又有了非常大的進(jìn)步。同時(shí)用戶對(duì)單片機(jī)的功能需求越

9、來越多，各方面要求也越來越高。1) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進(jìn)步單片機(jī)在內(nèi)部集成數(shù)量越來越龐大的部件，這些部件包括一些常用的功能電路。2) 功耗、封裝以及電源電壓的進(jìn)步單片機(jī)的功耗日趨變小，特別是很多系列的單片機(jī)設(shè)置了功率等級(jí)化的工作方式。根據(jù)單片機(jī)的工作狀態(tài)的不同合理地分配這些工作方式可以達(dá)到很好地節(jié)能效果。3) 工藝上的進(jìn)步采用CMOS技術(shù)，特別地有一些公司，如Motorola采用了0.35mm甚至是0.25mm的光刻工藝。4) 單片機(jī)應(yīng)用的可靠性技術(shù)的發(fā)展在單片機(jī)的應(yīng)用中，可靠性是最主要的屬性。為了拓展單片機(jī)的應(yīng)用范圍的領(lǐng)域，增強(qiáng)單片機(jī)自身的可靠性是一種有效的方法。近年來，單片機(jī)的生產(chǎn)商在單片機(jī)設(shè)計(jì)上

10、采用了各種可以提高單片機(jī)可靠性的新技術(shù)，EFT（Ellectrical Fast Transient）技術(shù)和低頻時(shí)鐘技術(shù)就是其中的代表。我的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)語(yǔ)音播報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)選用了stm32。我們選擇它的原因也不僅僅是因?yàn)樗哂屑啥雀撸牡?、抗干擾性小、體積小、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，更因?yàn)檫@款單片機(jī)的功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定、應(yīng)用的前景很廣泛。單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用以及滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的趨勢(shì)下，單片機(jī)的功能會(huì)變得越來越強(qiáng)大。而單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展是控制技術(shù)發(fā)展上濃墨重彩的一筆。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)由硬件部分和軟件部分二者組成。硬件部分我們用Altium Designer 10

11、軟件繪制電路原理圖并完成焊接和調(diào)試，軟件則是編寫設(shè)計(jì)模塊工作的程序，在集成開發(fā)環(huán)境IAR下調(diào)試通過后下載到主控芯片中。最后實(shí)現(xiàn)溫度，濕度數(shù)據(jù)的采集，網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)的查詢，意外情況下口令的識(shí)別。2.1設(shè)計(jì)需求高校學(xué)生寢室是大學(xué)生休息、生活、學(xué)習(xí)的重要場(chǎng)所。對(duì)于一個(gè)在校學(xué)生來說大約有二分之一的時(shí)間在宿舍度過，學(xué)生人口密度大，貴重物品多。因此存在消防安全、財(cái)產(chǎn)安全、衛(wèi)生安全等一系列的安全隱患。這些安全問題是高校宿舍管理要解決的重要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)是高校學(xué)生寢室內(nèi)部環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，通過寢室內(nèi)部各種數(shù)據(jù)的采集、處理。實(shí)現(xiàn)對(duì)寢室的輔助智能化管理，使其更適合學(xué)生學(xué)習(xí)生活?，F(xiàn)代各種監(jiān)測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，交通，銀行，國(guó)

12、防等許多領(lǐng)域。如近年來系統(tǒng)，溫度監(jiān)測(cè)，車輛監(jiān)測(cè)，水文監(jiān)測(cè)等等。使用的儀器也是各種防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，防火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，溫度監(jiān)測(cè)，車輛監(jiān)測(cè)，水文監(jiān)測(cè)等等。但國(guó)內(nèi)外極少在宿舍或教室安裝相應(yīng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。學(xué)校正向著自動(dòng)化，集成化，系統(tǒng)化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。如之前圖書館借書通過人工操作，現(xiàn)在使用計(jì)算機(jī)圖書館系統(tǒng)。隨著這種自動(dòng)化，集成化，系統(tǒng)化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用于宿舍的一種綜合的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正需開發(fā)，也將會(huì)在不久的將來得到廣泛的應(yīng)用。2.2系統(tǒng)原理本系統(tǒng)是基于stm32寢室數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。采用高性能、低成本、低功耗的32位結(jié)構(gòu)的微控制器stm32作為核心芯片，利用溫溫濕度傳感器模塊煙霧傳感器模

13、塊及以太網(wǎng)模塊ENC28J60模塊的配合，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)測(cè)量，并對(duì)其實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)查詢，用戶界面友好可觀。溫度測(cè)量范圍0攝氏度到125攝氏度，可以通過按鍵來控制系統(tǒng)對(duì)溫度，光線，煙霧的測(cè)量與播報(bào)。通過電腦上的瀏覽器訪問我們所，可以使數(shù)據(jù)可觀，方便操作控制。本設(shè)計(jì)還通過非特定人聲設(shè)別模塊設(shè)計(jì)了口令識(shí)別算法，通過口令識(shí)別的方式判斷寢室是否有外部人員入侵。根據(jù)本系統(tǒng)的原理，系統(tǒng)有四個(gè)模塊組成，分別為單片機(jī)stm32模塊、電源模塊、溫濕度傳感器、ENC28J60以太網(wǎng)模塊、newway非特定人聲識(shí)別模塊。下圖就是本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖。以太網(wǎng)模塊ENC28J60溫濕度傳感器DHT11單片機(jī)Stm32電源

14、模塊非特定人聲識(shí)別模塊圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1電源模塊電源模塊是電子系統(tǒng)中必不可缺的一部分，它為這個(gè)系統(tǒng)提供能量。電源模塊的硬件電路如圖3-1所示。USB輸入電壓或5V電源經(jīng)過AMS1117-3.3和AMS1117-2.5產(chǎn)生3.3V和2.5V的直流電源供系統(tǒng)使用。C2可以防止電感效應(yīng)而產(chǎn)生的自激，C6的作用是減弱因?yàn)樨?fù)載上的電流瞬時(shí)變化時(shí)引起的高頻干擾，C5的作用是進(jìn)一步減小輸出電壓的波動(dòng)，使電源輸出更加穩(wěn)定。D1是電源工作的指示燈。圖3-1 電源模塊電路3.2微控制器模塊本設(shè)計(jì)中的微控制器選用的是意法半導(dǎo)體公司推出的STM32F103RBT64主控芯片，這款芯片基于ARM

15、Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計(jì)，片上集成有豐富的資源，可達(dá)到最高72 MHz的工作頻率，是一款功能強(qiáng)大性價(jià)比又很高的ARM處理器，是低成本ARM嵌入式開發(fā)的很好的選擇。引腳分布如圖2-3所示。圖3-2 STM32F103RBT6引腳圖3.3非特定人聲語(yǔ)音模塊3.3.1模塊特性本模塊的使用基于非特定人聲語(yǔ)音設(shè)別技術(shù)。模塊對(duì)語(yǔ)音的識(shí)別度很高，可以識(shí)別普通話、方言、外語(yǔ)等各種形式的語(yǔ)音。它的抗噪性能也非常優(yōu)秀，在低分貝的聲音環(huán)境下基本上可以完全識(shí)別，在較高分貝的聲音情況下也可識(shí)別大部分，而且可以最多識(shí)別1600條語(yǔ)句。模塊對(duì)于識(shí)別詞條的編程是通過漢語(yǔ)拼音的方式導(dǎo)入，以普通話為標(biāo)準(zhǔn)，方言或其他語(yǔ)言需要經(jīng)過

16、拼音模擬。板上資源非常豐富，板載有flash存儲(chǔ)器、io口、繼電器等器件。通過flash我們可以任意增加或者修改提示音。模塊對(duì)語(yǔ)言識(shí)別后的結(jié)果或者其他信息可以通過io口來傳達(dá)給單片機(jī)，可以讓單片機(jī)據(jù)此作出相應(yīng)的動(dòng)作。板上的繼電器也可以外接外部大功率的器件，這樣模塊就可以通過繼電器操縱外部大功率器件。模塊的實(shí)時(shí)性非常好，在我們輸入語(yǔ)音信號(hào)結(jié)束后0.5秒內(nèi)即可得到結(jié)果。并且可以設(shè)置識(shí)別超時(shí)，對(duì)未識(shí)別的狀態(tài)做出很好地對(duì)應(yīng)，可以避免模塊的工作進(jìn)入阻塞狀態(tài)。3.3.2接口說明圖3-3 語(yǔ)音模塊接口說明圖1）電源接口 ： 模塊供電口，接 DC 4-16V 電壓。2）RS232 通訊接口 ： 標(biāo)準(zhǔn) DB9

17、頭,可進(jìn)行 RS232 通訊。板載繼電器接口： 左邊為常開、中間為公共端，右邊為常閉。3）外接 IO 接口 ：可編程 IO 口，可以由語(yǔ)音識(shí)別結(jié)果觸發(fā) IO 口動(dòng)作，可以設(shè)置為普通輸出和推挽輸出。設(shè)置成推挽輸出時(shí)可以提供更大的驅(qū)動(dòng)電流，但是需要接 1K 以上限流電阻. IO（n） ：第 n 個(gè) IO 輸出接口，VCC：電源正極（此處沒有電源反接保護(hù)，無法作為電源輸入，只能做輸出使用）GND：電源負(fù)極。4）功能按鈕：在啟動(dòng)時(shí)，如果按下功能按鈕模塊將啟動(dòng)下載模式，此時(shí)可以用于設(shè)置和語(yǔ)音向模塊內(nèi)下載。在使用過程中，如果把模塊設(shè)置為單次識(shí)別觸發(fā)，按下該按鍵時(shí)將啟動(dòng)一次識(shí)別過程。5）TTL 串口：TTL

18、 串行接口，可以直接接到單片機(jī)。VCCOUT:模塊電源輸入（輸入范圍 DC 4-16 V)，如果電源接口已經(jīng)電源，此接口不能接任何電源，以免產(chǎn)生沖突，損壞器RX：模塊 TTL 串行口接收端。TX：模塊 TTL 串行口發(fā)送端GND：模塊地（電源負(fù)極）。3.3.3模塊應(yīng)用圖解圖3-4 語(yǔ)音模塊應(yīng)用圖3.4 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器3.4.1 DHT11產(chǎn)品概述DHT11數(shù)字溫濕度傳感器的輸出信號(hào)都是被修正校驗(yàn)過的信號(hào)，這是一款感應(yīng)溫度和濕度的綜合傳感器。該產(chǎn)品中加入了溫濕度傳感技術(shù)和模塊化得采集技術(shù)，保證了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。傳感器中加入了一塊電阻式得感濕原件和NTC感溫原件。所以本產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)

19、有以下幾點(diǎn)：1產(chǎn)品質(zhì)量好響應(yīng)速度快2抗干擾能力較強(qiáng)3價(jià)格便宜性價(jià)比高。每個(gè)產(chǎn)品都在溫濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行過精確的校驗(yàn)后才會(huì)出廠。校準(zhǔn)的系數(shù)會(huì)以程序得形式放在內(nèi)存中，當(dāng)傳感器工作時(shí)就會(huì)調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)已達(dá)到處理信號(hào)的目的。數(shù)據(jù)線是一根串行線這樣的系統(tǒng)簡(jiǎn)易快捷。也導(dǎo)致了產(chǎn)品體積小、功耗低、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。本產(chǎn)品的封裝為4針單排引腳得封裝。連接更為方便。 3.4.2 DHT11 功能特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)DHT11的功能特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)如下：DHT11的主要功能就是檢測(cè)改芯片周圍的環(huán)境的溫度和濕度，他的溫度測(cè)量范圍是0度-50度；濕度的測(cè)量范圍為20%-95%并且濕度的誤差僅僅為+-5%，由此可見款芯片的精度比

20、較高。它的工作電壓為3.3v-5v,輸出的信號(hào)已經(jīng)由內(nèi)部系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，這對(duì)使用者而言是極大的便利。它還設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝。它的尺寸：3.2cm * 1.4cm每套重量約為8g，還配有紅色指示燈。3.4.3 DHT11 引腳說明表3-2 DHT11引腳說明PING名稱注釋1VCC供電3.5-5V2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，請(qǐng)懸空4GND接地，電源負(fù)極3.4.4 DHT11 的工作原理DHT11數(shù)字濕溫度傳感器的數(shù)據(jù)線是由一根單一的串行總線進(jìn)行傳輸，這樣單個(gè)一根數(shù)據(jù)線就可以傳輸數(shù)據(jù)。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包有5BYTE即40bit。高位先出。這40bit的數(shù)據(jù)分為5小段分別是：1、8比特

21、濕度整數(shù)數(shù)據(jù)2、8比特濕度小數(shù)數(shù)據(jù)3、8比特溫度整數(shù)數(shù)據(jù)4、8比特溫度小數(shù)數(shù)據(jù)5、校驗(yàn)和。因?yàn)閭鞲衅鱾鬏數(shù)臄?shù)據(jù)是未進(jìn)行編制過的數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)之間應(yīng)該分開處理。例如，下面為單片機(jī)從DHT11接收到的的數(shù)據(jù)如圖示： 圖3-5 DHT11的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)圖我們可以從上面的數(shù)據(jù)得到溫度和濕度得數(shù)值，計(jì)算方法：濕度= byte4 . byte3=45.0 (RH)溫度= byte2 . byte1=28.0 ( )校驗(yàn)= byte4+ byte3+ byte2+ byte1=73(=濕度+溫度)(校驗(yàn)正確)每次傳感器和單片機(jī)的通信時(shí)間是3毫秒左右，所以主機(jī)對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)讀取時(shí)間應(yīng)該盡量大于100毫秒。DHT

22、11的數(shù)據(jù)發(fā)送得時(shí)序流程如下圖所示：圖3-6 DHT11的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)序圖DHT11輸出數(shù)字1的時(shí)序如下圖所示：圖3-7 DHT11傳輸1時(shí)的時(shí)序圖3.4.5 DHT11電路原理圖 圖3-8 DHT11的電路原理圖3.5 ENC28J60以太網(wǎng)模塊3.5.1模塊簡(jiǎn)介傳感器ENC28J60是攜帶著行內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)串行外部設(shè)備接口SPI的獨(dú)立的以太網(wǎng)控制器。他可以為任何可以擁有SPI接口的控制器提供以太網(wǎng)接口。圖3-10是該模塊硬件原理圖。圖3-9 ENC28J60硬件原理圖3.5.2接口說明ENC28J60以太網(wǎng)模塊與我們的主控器stm32之間通過SPI進(jìn)行通信，它擁有6個(gè)外接的引腳，它們的連接方式如下：

23、1）PB13 ENC28J60-INT2）PA6-SPI1-MISO ENC28J60-SO3）PA7-SPI1-MOSI ENC28J60-SI4）PA5-SPI1-SCK ENC28J60-SCK5）PA4-SPI1-NSS ENC28J60-CS6）PE1 ENC28J60-RST3.5.3模塊功能組成1）SPI接口：為stm32和ENC28J60以太網(wǎng)模塊之間提供通信通道。2）控制寄存器：ENC28J60的控制盒監(jiān)視。3）RAM緩沖器：用于數(shù)據(jù)包的接受和發(fā)送。4）判優(yōu)器：控制當(dāng)DMA或其他數(shù)據(jù)發(fā)送和接收模塊發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)對(duì)RAM緩沖器的訪問。5）總線接口：對(duì)通過SPI所接受的信息進(jìn)行解

24、析。6）MAC模塊：實(shí)現(xiàn)MAC邏輯。7）物理層模塊：編譯雙絞線上的模擬數(shù)據(jù)。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整個(gè)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和書寫，我們是在IAR編譯環(huán)境下進(jìn)行的。IAR是IAR systems公司開發(fā)的一個(gè)高性能的ARM處理器集成開發(fā)環(huán)境。對(duì)比于其他的ARM開發(fā)環(huán)境，它有入門快捷，使用簡(jiǎn)單，代碼書寫方式緊湊的特點(diǎn)。所以在這里我們選用了ARM來對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行軟件開發(fā)。在軟件的書寫過程中我們采用模塊化的編程方式并嚴(yán)格地遵守編程的書寫規(guī)范，這樣有利于程序的移植同樣也有利于我們?cè)诰幾g調(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn)問題然后快速地提出解決方案。最后在IAR環(huán)境下把軟件寫好后，可以通過J-link將我們的軟件下載到主控板上運(yùn)行調(diào)試。觀

25、察軟件所實(shí)現(xiàn)的功能能否達(dá)到我們的要求。4.1整體流程從下面的軟件整體流程圖來看我們的整個(gè)系統(tǒng)，啟動(dòng)開始后，先初始化各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)，緊接著進(jìn)行溫濕度數(shù)數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過均值濾波得到一個(gè)穩(wěn)定有效的數(shù)據(jù)，然后再通過網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸?shù)骄W(wǎng)上，提供給我們通過瀏覽器來查詢。同時(shí)系統(tǒng)會(huì)對(duì)我們的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常驗(yàn)證，若有異常則進(jìn)入警報(bào)模式，若正常者進(jìn)入下一次的數(shù)據(jù)采集。提取數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查發(fā)送數(shù)據(jù)握手完畢發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)控制命令將濕度數(shù)據(jù)濾波將溫度數(shù)據(jù)濾波數(shù)組是否已滿延時(shí)一個(gè)短時(shí)間將溫度數(shù)據(jù)存入溫度數(shù)組發(fā)送結(jié)束命令讀取測(cè)量結(jié)果采集完畢？初始化時(shí)鐘初始化傳感器模塊初始化以太網(wǎng)模塊模塊取有效溫度數(shù)據(jù)均值發(fā)送測(cè)量開始指令取有效濕度度

26、數(shù)據(jù)均值發(fā)送開始命令NYNYN將濕度數(shù)據(jù)存入濕度數(shù)組溫濕度異常YN進(jìn)入警報(bào)模式Y(jié)結(jié)束進(jìn)入下一次4.2以太網(wǎng)模塊軟件方案4.2.1流程框圖開始結(jié)束顯示結(jié)果發(fā)送數(shù)據(jù)信息發(fā)送界面信息發(fā)送服務(wù)指令初始化ENC28J60圖4-1 以太網(wǎng)模塊流程圖4.2.2軟件實(shí)現(xiàn)方法因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的軟件要實(shí)現(xiàn)模塊化的編程，我們將與以太網(wǎng)模塊有關(guān)的程序封裝到spi_enc28j60.c、enc28j60.c、ip_arp_udp_tcp.c、web_server.c這幾個(gè)c文件中。Spi_enc28j60.c中主要提供的是以太網(wǎng)模塊SPI通信的功能函數(shù)，包括一些SPI的初始化函數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸函數(shù)。enc28j60.c里面則是

27、一些模塊的接口驅(qū)動(dòng)函數(shù)，函數(shù)enc28j60Init(mymac)就是其中之一。ip_arp_udp_tcp.c里面提供的是網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的服務(wù)函數(shù)比如init_ip_arp_udp_tcp(mymac, myip,mywwwport)。最后web_server.c則是web服務(wù)的應(yīng)用函數(shù)庫(kù)。4.2.3功能的實(shí)現(xiàn)操作這個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在瀏覽器上創(chuàng)建了一個(gè)web服務(wù)器，我們可以通過web中的命令來獲得我們想要的溫濕度信息。用戶需要一定的操作來實(shí)現(xiàn)功能，首先我們要在PC機(jī)的DOS界面輸入一個(gè)ping命令：ping 0(這個(gè)ip是我們?cè)诔绦蛑性O(shè)定的)，看能不能ping的通

28、。如果能ping通的話就打開PC機(jī)上的瀏覽器，輸入 0，這樣就會(huì)彈出一個(gè)網(wǎng)頁(yè)，上面會(huì)提示需要一個(gè)password，再接著輸入我們事先設(shè)定的密碼123456.這樣我們就能在該網(wǎng)頁(yè)中看到溫濕度傳感器所獲取的溫濕度信息。4.3語(yǔ)音模塊軟件方案發(fā)現(xiàn)有入侵現(xiàn)象 語(yǔ)音識(shí)別模塊識(shí)別口令 口令正確 口令錯(cuò)誤 進(jìn)入正常模式進(jìn)入警報(bào)模式圖3-9 語(yǔ)音模塊軟件流程圖非特定人聲語(yǔ)音模塊的軟件編寫依賴于一個(gè)特定軟件編譯環(huán)境NewWay Speech Recognition Studio Winter。在這個(gè)環(huán)境下可以通過編寫程序讓模塊可以完成設(shè)計(jì)語(yǔ)音播報(bào)上的要求。我們?cè)谕ㄟ^這個(gè)環(huán)境建立

29、一個(gè)新的工程以后，根據(jù)軟件上相應(yīng)的提示對(duì)模塊的硬件參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，使得模塊在當(dāng)前的外部環(huán)境下達(dá)到一個(gè)很好地工作狀態(tài)。接著要將需要播放的MP3文件加載到工程中，以供后面的編程使用。這個(gè)環(huán)境下的編程方法是基于模態(tài)來工作的。程序的編寫需要我們建立各種不同的模態(tài)作為基礎(chǔ)，建立模態(tài)之后需要根據(jù)模態(tài)的功能需求要對(duì)模態(tài)的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。然后再在模態(tài)上面加載各種不同的指令。下面簡(jiǎn)單列舉幾個(gè)常用的指令：MP3語(yǔ)音播報(bào)指令，該指令會(huì)使模塊將指令要求的MP3進(jìn)行播放。語(yǔ)音識(shí)別指令，該指令會(huì)使模塊對(duì)外界的聲音進(jìn)行識(shí)別，檢測(cè)是否是程序中所要求的識(shí)別的聲音，以作出不同的應(yīng)對(duì)。定時(shí)器加載指令，該指令會(huì)在語(yǔ)音模塊的工作中加載

30、一個(gè)定時(shí)功能，用來應(yīng)對(duì)語(yǔ)音識(shí)別過程中超時(shí)的情況。模態(tài)跳轉(zhuǎn)指令，該指令會(huì)使語(yǔ)音模塊的工作在不同模態(tài)下跳轉(zhuǎn)。IO設(shè)置指令，該指令可以將板載的IO口、繼電器接口的電平進(jìn)行設(shè)置。可以外接單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，也可以接外部的大功率器件進(jìn)行控制。在該環(huán)境的程序編寫中的指令加載有下面三種方式：追加方式：在程序指令列表的結(jié)尾添加一條指令；前插方式：在被選中的指令前面添加一條指令；后插方式：在被選中的指令后面添加一條指令。圖4-2 語(yǔ)音模塊編程環(huán)境指令添加界面在每個(gè)模態(tài)的工作過程中，都會(huì)有進(jìn)入動(dòng)作(進(jìn)入模態(tài)后會(huì)首先執(zhí)行的指令集)、離開動(dòng)作（離開模態(tài)前執(zhí)行的指令集）、未識(shí)別動(dòng)作（語(yǔ)音未識(shí)別狀態(tài)的指令集）和識(shí)別詞條

31、（語(yǔ)音識(shí)別的詞條集）。整個(gè)工程的開始會(huì)首先進(jìn)入初始模態(tài)，之后會(huì)經(jīng)過多種指令的運(yùn)行和模態(tài)的跳轉(zhuǎn)后結(jié)束所有動(dòng)作，結(jié)束工程。5 系統(tǒng)調(diào)試首先我們必須對(duì)單片機(jī)的可用性進(jìn)行檢測(cè)，具體做法是下載一個(gè)廠商提供的簡(jiǎn)單的測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試，若能出現(xiàn)預(yù)期效果，則單片機(jī)正?？捎?，能夠進(jìn)行下面的操作。然后再在單片機(jī)中下載溫濕度傳感器DTH11的測(cè)試程序，檢測(cè)模塊是否可用。然后使用同樣的方法對(duì)以太網(wǎng)模塊ENC28J60進(jìn)行測(cè)試，若以上模塊出現(xiàn)問題的話我們需要找出根源再提出解決方案排除掉已出現(xiàn)的問題。在單片機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)都組裝完成后，進(jìn)行整體的模塊的聯(lián)調(diào)。調(diào)試的目的是為了排除一些系統(tǒng)的故障，從而從故障中找出原因解決掉故障，完

32、善整個(gè)系統(tǒng)。如：程序排錯(cuò)和優(yōu)化整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)能夠達(dá)到我們預(yù)先的功能，進(jìn)而使其產(chǎn)品化，價(jià)值化。我們?cè)谶M(jìn)行單片機(jī)的調(diào)試的時(shí)候，是軟硬件同時(shí)交替進(jìn)行的?？梢韵扰懦恍┹^為明顯的硬件故障，如電源故障。然后再進(jìn)行軟件在線進(jìn)行調(diào)試。5.1硬件電路故障及解決方法 1) 由于在最開始的設(shè)計(jì)上面出現(xiàn)的失誤，可能導(dǎo)致短路和開路這種錯(cuò)誤。 解決方法：在畫好的原理圖當(dāng)中仔細(xì)尋找出其中的故障點(diǎn)，并進(jìn)行修改和矯正。2) 元器件損壞：由于對(duì)元器件的生疏而導(dǎo)致使用不當(dāng)，從而損壞元器件。解決方法：我們?cè)谠O(shè)計(jì)規(guī)劃電路當(dāng)中要明確知道各個(gè)元器件的作用及使用條件，避免發(fā)生各種故障核損壞其他元器件影響整個(gè)電路的工作。3) 電源故

33、障：在設(shè)計(jì)電路過程中電源故障可能會(huì)對(duì)元器件造成永久性的損壞。如電源電壓不符合要求，電源和接地接反了導(dǎo)致短路燒毀芯片等等。解決方法：電源電路必須單獨(dú)出來調(diào)試好，等測(cè)試過后再加入電路中5.2硬件調(diào)試方法  在本設(shè)計(jì)產(chǎn)品上電之前，要先使用萬(wàn)能表對(duì)照原理圖對(duì)各個(gè)線路和元器件進(jìn)行線路準(zhǔn)確性的驗(yàn)證，對(duì)元器件檢查，看看是否有不符合規(guī)格和要求的元器件，要重點(diǎn)觀察電源部分的走線，防止短路、短路這種故障的發(fā)生。第二步則是對(duì)各個(gè)元器件引腳上的電位進(jìn)行檢測(cè)看看各個(gè)引腳得點(diǎn)位是否正常，防止對(duì)仿真器的損壞。第三步是去除單片機(jī)然后把各個(gè)元器件接上，并且將單片機(jī)的接口和仿真器的接口相互連上，為后面的測(cè)試做好準(zhǔn)備工作。 6結(jié)束語(yǔ)我自從2010年9月進(jìn)入學(xué)皖西學(xué)院開始學(xué)習(xí)以來已經(jīng)有3年多了，這3年里我在大學(xué)的課堂上學(xué)習(xí)了很多理論知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)室里也進(jìn)行了很多的實(shí)驗(yàn)練習(xí)。即便如此，我仍然覺得在我所學(xué)的專業(yè)面前我依舊是個(gè)門外漢。值此時(shí)節(jié)，即將畢業(yè)的我知道我即將面臨的社會(huì)里蘊(yùn)含著巨大挑戰(zhàn)和機(jī)遇，然而，如果不能經(jīng)受住挑戰(zhàn)如何能抓住機(jī)遇，現(xiàn)在我們?nèi)匀恢赡鄣牟豢耙粨?。如此，我們需要?dú)立去完成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)，去完善和補(bǔ)充我們?cè)谕瓿稍O(shè)計(jì)的過程中所出現(xiàn)的不足。所以這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們離開