車載藍牙語音控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

葉濤濤

【摘要】 隨著人們的物質生活水平的不斷提高，汽車的數(shù)量也在不斷增加，對于汽車的安全性、實用性、舒適性的要求也在不斷增多。本文將針對車載藍牙的語音控制系統(tǒng)進行設計，以期待為汽車行業(yè)的發(fā)展和駕駛員的操作便捷、安全作出貢獻。

【關鍵詞】 車載藍牙 語音控制系統(tǒng) 設計

前言：汽車已經成為人們出行的代步工具，在今天的社會中是極為普遍的產品。但是近幾年駕駛安全事故頻發(fā)，車輛的出行安全已經成為人們廣泛關注的問題。因此為了提高車輛的安全性，加強駕駛員的行車注意力，避免悲劇的發(fā)生。我們將采用語音控制來取代傳統(tǒng)的手工操作的方式，進行車載藍牙語音控制系統(tǒng)的設計研究。

一、車載藍牙語音控制系統(tǒng)的硬件設計

1.1 芯片的選擇

在進行車載藍牙語音控制系統(tǒng)設計中，我們將該系統(tǒng)的功能設計目標設定為，可以通過駕駛員發(fā)出語音指令之后，系統(tǒng)可以對語音信號進行處理，最終轉化為車輛的控制信號，對車輛中的相關設備進行控制與調試。要想實現(xiàn)以上功能的設計，主要是依靠于藍牙芯片與語音處理芯片來發(fā)揮作用的，因此要進行相應的芯片的選擇[1]。藍牙語音控制系統(tǒng)由于主要是對聲音進行處理，所需的數(shù)據(jù)信息較大，計算比較復雜且對于計算的準確性要求是極高的，因此要選用DSP芯片進行語音信息的處理。我們在系統(tǒng)設計中所采用的芯片為Blue Core5。

1.2 藍牙語音控制開發(fā)方案

1.2.1 單芯片方案

Blue Core5的單芯片開發(fā)方案主要就是將該芯片作為主芯片來實現(xiàn)整個語音控制系統(tǒng)的功能。將Blue Core5芯片作為媒介以實現(xiàn)系統(tǒng)中相關軟件功能和藍牙的協(xié)議棧，從而可以實現(xiàn)通過駕駛員的外部通訊，來完成相關操作。通過該芯片進行系統(tǒng)開發(fā)可以實現(xiàn)不用外部MCU進行數(shù)據(jù)處理，進而使產品的生產成本減少，同時所開發(fā)的產品體積也會較小應用起來更加的方便。但是進行單芯片的系統(tǒng)開發(fā)，整個系統(tǒng)就會相對變得復雜，進而使生產周期變得較長。

1.2.2 模塊化方案

模塊化方案開發(fā)就是指將Blue Core5芯片設定為藍牙的基帶傳輸設備，至于其他的系統(tǒng)軟件功能以及藍牙的協(xié)議棧都交給外部處理器進行執(zhí)行。該方案的系統(tǒng)復雜性相對減弱且開發(fā)周期也得到縮短，但是相較于單芯片的開發(fā)方案來講硬件的生產成本較高，因此較適用于軟件功能相較復雜的系統(tǒng)功能開發(fā)。

1.3 硬件電路的總體設計

車載藍牙語音控制系統(tǒng)的設計中，我們所設計的系統(tǒng)功能的實現(xiàn)所需要的軟件功能相對簡單，因此選用單芯片的設計方案進行實際開發(fā)。將Blue Core5芯片作為整個系統(tǒng)的主控芯片，與其他的外圍器件如天線模塊、電源電路以及充電電路和鍵盤等部分共同構成整個硬件系統(tǒng)[2]。該藍牙模塊主要是用來與藍牙網(wǎng)關進行無線通信的，它可以將駕駛員輸入的語音信息中產生的回聲和噪音進行消除或抑制。進而使語音信號可以清晰的傳輸給控制系統(tǒng)進行控制信號的轉換，最終在以藍牙數(shù)據(jù)的形式傳送給藍牙網(wǎng)關。

二、車載藍牙語音控制系統(tǒng)的軟件設計

2.1 應用程序開發(fā)

進行車載藍牙語音控制系統(tǒng)軟件開發(fā)中，我們采用Blue Lab4.1開發(fā)軟件。該軟件是專門被用來進行藍牙單芯片應用軟件開發(fā)的工具，主要是由集成開發(fā)環(huán)境、底層協(xié)議棧以及開發(fā)工具軟件和軟件中間層庫四部分構成。此開發(fā)軟件為設計用戶提供了一款可進行下載、在線調試以及編輯和編譯操作的集成開發(fā)環(huán)境即xIDE。通過xIDE集成開發(fā)環(huán)境中的C語言和DSP編譯器進行藍牙語音控制系統(tǒng)中的應用層程序開發(fā)。在編輯好相關操作程序后，點擊編譯指令，會自動生成與函數(shù)庫連接形成的目標代碼[3]。對目標代碼進行檢測無誤后，xIDE開發(fā)環(huán)境可以將程序下載到芯片中，繼續(xù)點擊調試指令。xIDE為車載藍牙語音控制系統(tǒng)提供較為完善的調試功能，通過SPI接口不僅可以實現(xiàn)在線調試的功能，還能夠對系統(tǒng)程序的運行過程、變量內容以及存儲器內容和函數(shù)調用等程序信息進行跟蹤。

2.2 軟件詳細設計

2.2.1 主程序設計

我們將車載藍牙語音控制系統(tǒng)的軟件主程序工作流程設計為，在用戶操作系統(tǒng)時進入初始化模式，處在等待用戶操作模式。如果用戶在5分鐘之后不對系統(tǒng)進行任何操作，則就會自動進入休眠狀態(tài)。如果在此期間用戶通過按鍵進行操作，則系統(tǒng)執(zhí)行相關功能。如果程序進入休眠狀態(tài)之后，用戶想要再次啟動裝置，則要對程序進行復位觸發(fā)，觸發(fā)成功之后，系統(tǒng)程序自動進入初始化階段。如觸發(fā)沒有成功，系統(tǒng)就會繼續(xù)等待直到復位觸發(fā)成功才會進入初始化階段。

三、結語

隨著科學技術的不斷發(fā)展，車載的語音控制系統(tǒng)會越發(fā)的便于人們的使用，為人們行車的安全性帶來保障。與此同時，將各項功能進行語音的集中控制，減少了駕駛員按鍵操作的麻煩，帶來了更多的舒適與便捷。

參 考 文 獻

[1]夏峰，陸珂?zhèn)ィ悊④?語音控制的多功能車載終端系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].機電一體化，2008，08：48-51.

[2]孫保群，郭恒飛，王瓊.基于非特定人車載音響語音控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].微型機與應用，2011，05：105-108.