基于STM 32的語(yǔ)音呼救器

黃亞琳，董效杰，張遠(yuǎn)念，鄭灝

（湖北民族學(xué)院，湖北恩施44500）

1 引言

眾所周知，當(dāng)人們?cè)谟龅酵话l(fā)情況時(shí)，通常向急救中心（如110、119、120）進(jìn)行報(bào)警或求助。隨著人們安全需求的提升，越來(lái)越希望在居家和旅行途中遇險(xiǎn)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)求救和記錄現(xiàn)場(chǎng)的簡(jiǎn)易設(shè)備，提高人民的安全感和盡可能降低遇險(xiǎn)時(shí)生命財(cái)產(chǎn)安全。

目前市面上報(bào)警器的種類很多，對(duì)于煙霧、燃?xì)獾葰怏w檢測(cè)的報(bào)警器較多，僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單的打電話或是發(fā)短線的功能，并不能完美的解決各類突發(fā)狀況，并且價(jià)格較高，而針對(duì)各類突發(fā)狀況的卻很少。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了這款集智能求救報(bào)警、智能家居、安全檢測(cè)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享等功能于一體的智能語(yǔ)音呼救器。

2 系統(tǒng)工作原理

該智能語(yǔ)音呼救器平時(shí)工作于待機(jī)模式，當(dāng)進(jìn)行語(yǔ)音呼救時(shí)，自動(dòng)撥打預(yù)設(shè)求救電話并將遇險(xiǎn)地點(diǎn)的位置、場(chǎng)景圖片等重要信息發(fā)送給對(duì)方，同時(shí)發(fā)出聲音警示，引起周圍人注意尋求現(xiàn)場(chǎng)幫助；另外，當(dāng)遇有有效控制命令時(shí)，能夠根據(jù)命令控制相應(yīng)的家用電器。為了守護(hù)空巢老人和留守兒童，還具有安全檢測(cè)功能，當(dāng)老人或兒童因故摔倒長(zhǎng)時(shí)不起時(shí)（時(shí)間可設(shè)定），自動(dòng)實(shí)現(xiàn)求救報(bào)警的功能。

該呼救器由STM32為核心處理，由語(yǔ)音識(shí)別模塊、攝像頭模塊、GSM模塊、GPS模塊組成，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

3 語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)

當(dāng)遇到房屋搶劫案時(shí)，受害者會(huì)被蒙住眼睛，不能大聲而清晰地說(shuō)話。因而，在困境中，經(jīng)由過(guò)程聲音追求幫助是得當(dāng)?shù)摹Ｔ撛O(shè)計(jì)根據(jù)這些情況，將語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)運(yùn)用到安防系統(tǒng)中，通過(guò)正確識(shí)別預(yù)設(shè)呼救音觸發(fā)其他外設(shè)模塊工作[2]。語(yǔ)音識(shí)別采用非特定人語(yǔ)音識(shí)別LD3320模塊，呼救關(guān)鍵詞最多可設(shè)置50條，識(shí)別成功率高達(dá)97.67%。

圖1 智能語(yǔ)音呼救器系統(tǒng)框圖

4 報(bào)警系統(tǒng)

報(bào)警系統(tǒng)分為警示音報(bào)警和自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警。警示音報(bào)警通過(guò)錄放電路實(shí)現(xiàn)，錄入的語(yǔ)音信息可長(zhǎng)期保存，錄音結(jié)束后可自動(dòng)進(jìn)入備用狀態(tài)，配合揚(yáng)聲器，便可實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的警示音報(bào)警。主動(dòng)撥號(hào)報(bào)警采取GSM通信，經(jīng)由過(guò)程單片機(jī)進(jìn)行控制。利用單片機(jī)的串口來(lái)控制GSM MODEM，GSM MODEM與單片機(jī)之間采用串口通信的模式[1]。

5 定位系統(tǒng)

考慮到事發(fā)時(shí)受害人因緊張或被蒙住眼睛等情況無(wú)法準(zhǔn)確提供事發(fā)地點(diǎn)，我們通過(guò)GPS模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位功能，并能夠?qū)⒍ㄎ恍畔⒆詣?dòng)發(fā)送到手機(jī)客戶端，方便救援方及時(shí)趕到（上述內(nèi)容可整合到引言）。定位裝置采用UBLOX NEO-6M GPS模塊，配用3M有源陶瓷天線。將GPS模塊置于室外，將天線轉(zhuǎn)接至M3開發(fā)板上，通過(guò)程序設(shè)計(jì)就能準(zhǔn)確的定位，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)事發(fā)地點(diǎn)的定位。模塊內(nèi)有可充電后備電池，可以掉電保持歷史數(shù)據(jù)。

6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在初始化系統(tǒng)后，系統(tǒng)首先初始化，包括LD3320所需的8M時(shí)鐘信號(hào)，以及STM32之后的初始化。800M的頻率提供給LD3320，初始化STM32內(nèi)部時(shí)鐘，SD卡文件系統(tǒng)，SPI相關(guān)寄存器，SDIO數(shù)字。根據(jù)初始化、中斷設(shè)置等[3]。初始化后，SD卡文件系統(tǒng)將搜索系統(tǒng)。system.ini配置文件，配置文件在SD卡。將字段拆分后，將其提取并發(fā)送到LD3320相關(guān)寄存器。然后，將關(guān)鍵字列表和長(zhǎng)度信息發(fā)送到寄存器。LD3320啟動(dòng)識(shí)別過(guò)程。當(dāng)識(shí)別成功時(shí)，串行端口將發(fā)送響應(yīng)的返回值參數(shù)，它可以參考用戶需要。我們需要解碼音頻文件，并通過(guò)LD3320輸出MP3文件。程序流程圖如圖2所示。

圖2 語(yǔ)音識(shí)別軟件流程圖

7 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)電子產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，描述了一種基于STM32的語(yǔ)音識(shí)別呼救器。通過(guò)LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片、GSM模塊、GPS模塊、攝像頭、語(yǔ)音識(shí)別裝置、聲音警示裝置。本實(shí)用新型與市場(chǎng)上的呼救器相比，語(yǔ)音識(shí)別呼救系統(tǒng)不需要特定的語(yǔ)音輸入，對(duì)每個(gè)人都可以適用，沒(méi)有權(quán)限設(shè)定；便利攜帶、小型精美、造型美觀、易于取用、操縱簡(jiǎn)潔；其較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性能夠滿足人們的需求；通過(guò)正確識(shí)別呼救音喚醒處理器后撥號(hào)求救并發(fā)出警示聲[4]，準(zhǔn)確地將事發(fā)地的位置、現(xiàn)場(chǎng)圖片等重要信息傳送給救援方實(shí)現(xiàn)及時(shí)報(bào)警；并且整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好、性價(jià)比高、低功耗；及時(shí)將多媒體呼救等各種有效信息傳給救援方。