声控多功能小车设计
1、引言
语音遥控技术就是利用语音识别技术来达到控制或者操作的一种技术，而语音识别技术已经有很大的进步。随着微电子技术、计算机技术、传感器技术的迅速发展，现今声控技术应用广泛，这也给严重伤残人的生活带来了极http://Www.LWlm.cOm大的方便。伤残病人用声音就可以打开门窗、窗帘、电视机、电灯等。在其他领域里，声控技术也大有用武之地。本文介绍用凌阳单片机61A设计并制作的一套基于语音识别和传感器技术的多功能小车。 2、系统设计部分 2.1 总体设计 以凌阳SPCE061A单片机为核心，完成智能控制，无人驾驶汽车模拟设计。具体实现功能: (1)语音或遥控控制小车的前进、倒车、左拐、右拐； (2)对障碍物进行自动避障行驶； (3)实现对小车所处坏境光线的采集进行补光； (4)实现检测液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等，并发出报警,并显示时间。 采用SPCE061A实现语音控制小车方案，由于SPCE061A内部具有语音识别和语音播放功能，所以只需要扩展基本的MIC和语音功放即可，该方案结构如图1所示。 系统的结构框图如图2所示。 系统组成主要包括以下部分：SPCE061A精简开发板、语音小车控制电路板以及传感器等。 2.2 系统控制和硬件设计 (1)小车的运动控制采用语音或遥控控制，通过语音触发小车动作，可以通过语音指令改变小车的运动状态。在小车行驶状态下可以通过红外壁障传感器躲避障碍物，而烟雾传感器和光敏传感器一直处于触发状态，一旦有信号发生改变，则会执行相应的功能，这都是通过凌阳单片机控制的。 (2)SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放，该芯片拥有 8 路 10 位精度的 ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。“61 板”是SPCE061A EMU BOARD的简称，是以凌阳 16 位单片机 SPCE061A为核心的精简开发－仿真－实验板。 (3)音频输入部分：MICP和MICN将随着MIC产生的波形变化，并在俩个端口处形成俩路反向信号，再经过俩级运放放大，把放大的语音信号交给ADC转换为数字量，这个时候我们就可以通过单片机编程对这些数据进行处理，比如说语音数据压缩、语音识别样本处理。 音频输出部分：采用SPY0030凌阳公司开发的专门用于语音信号放大的芯片。 (4)车体部分。语音控制小车为四轮结构，如图3所示。其中左侧两个车轮由左侧电机控制，在机械结构下左侧俩个轮子实现正反转动，右侧与左侧一样,右侧两个车轮由左侧电机驱动，为小车提供动力。以实现小车的行驶状态。 电源电路：整个小车有4个电源信号：LM298工作电源，61板工作电源，红外避障传感器电源，光敏传感器电源，气体传感器电源，无线控制器电源。系统供电由电池提供，控制板与传感器直接采用电池供电（VCC），然后经二极管D1后产生61板传感器所需电源（VCC_61），61板需通过Vio跳线产生61板的端口电源（V1）5V。无线收发控制采用独立的6V电池经过二极管供电，以免负载太多对其产生影响，二极管D1作用：降压，4节电池提供的电压VCC最大可达到6V，D1可有效地降压；保护，D1可以防止电源接反烧坏61板。 避障传感器电路：采用光电开关。选用光电开关输出为一个开关量，将光电开关的输出端经过一级光耦就可以送到单片机的一个I/O口，单片机通过该输入量判断障碍物并做出相应的动作，本设计中传感器遇到障碍物输出低电平，常态是高电平，可以调节距离来感知障碍物。 显示部分电路：采用1602液晶显示屏，可以显示报警时的年月日和时间，也可作为其它信息的显示。 (6)程序说明：本小车采用C语言进行编程，采用一个主程序和七个子程序控制方法对其进行控制。主要包括训练程序、语音识别程序、动作程序、避障传感器的程序、烟雾传感器程序、光敏传感器的程序、时间显示程序等等。 3、结语 多功能小车运用了单片机、传感器、自动控制等多种技术，再结合无线通信、语音处理等技术可以实现各种实用的功能，因此越来越受到人们的重视和喜爱，也利于对各种技术的综合应用和学习。