基于語音識別的新型智能防丟貼片

朱澤琳 王啟元

摘要：我們設(shè)計的貼片致力于縮小防丟貼片的體積，達到mini便攜化。通過咪頭接收語音信號，LD3320對語音信號進行濾波和處理，內(nèi)部DAC驅(qū)動功放，MCU連接外設(shè)、綜合決策是否發(fā)出報警信號。通訊電路作為MCU與手機通訊的橋梁，實現(xiàn)對貼片的參數(shù)設(shè)置，客戶在手機app端可即時看到各個防丟貼片的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：防丟貼片；MSP430系列單片機； LD3320芯片；mini便攜

一、引言

當今時代人們在家中經(jīng)常找不到常用物品（如遙控器、鑰匙、手機等），出門在外容易丟失錢包、文件等重要物品，老人小孩容易走失。我們從日常生活著手，設(shè)計了一款防丟貼片。該貼片通過手機端對各防盜貼片進行備份，通過聲音信號控制迅速得知所求物品位置。當在手機中啟動特定某物體的備份后，若該物品與用戶距離達到一定數(shù)值后，防丟貼片即發(fā)出報警信號，提示隨身攜帶，防止遺忘和尋找物品的不便解決了實際生活面臨的問題，受眾面廣，可廣泛用于日常生活[1]。

二、貼片系統(tǒng)硬件主設(shè)計

該系統(tǒng)的電路可概括為四個部分：語音識別及功放電路、主控電路、電源管理電路、通訊電路。

語音識別及功放電路：該電路的核心為LD3320芯片，該芯片是一款“ 語音識別”專用芯片，由ICRoute公司設(shè)計生產(chǎn)。該芯片集成了語音識別處理器和一些外部電路，包括AD、DA轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口等，搭配咪頭與功放電路即可實現(xiàn)所需功能。應(yīng)用在本項目中可以縮小體積，實現(xiàn)產(chǎn)品的mini化。主控電路：為了滿足該設(shè)備在功耗、性能、體積等方面的要求，所選用的MCU需要滿足以下要求：①低成本；②高能效；③高休眠效率；④高集成度。綜合考慮后預(yù)選用MSP430系列單片機[2]。該系列單片機是TI 1996年開始推向市場的一種16位超低功耗、具有精簡指令集的混合信號處理器。在便攜式設(shè)備上的到了廣泛應(yīng)用。本產(chǎn)品中選用該芯片作為控制核心，主要是進行數(shù)據(jù)處理和對功能電路的總控制。電源管理電路：考慮目標產(chǎn)品的功耗要求與成本因素，預(yù)選用小容量的聚合物鋰離子電池。加入電源管理系統(tǒng)，實時檢測電量狀態(tài)并可通過多種方法實現(xiàn)預(yù)警。通訊電路：該部分電路作為手機與MCU溝通的橋梁，可進行產(chǎn)品的功能配置、狀態(tài)監(jiān)視以及在線升級[3]。由NRF51822芯片及其輔助電路組成，通過串口與MCU連接，實現(xiàn)MCU與手機數(shù)據(jù)的雙向傳輸

三、貼片系統(tǒng)軟件主設(shè)計

移動端軟件設(shè)計：該軟件的主要功能是對語音尋物器的設(shè)置與管理。通過調(diào)用手機的藍牙與語音尋物器建立連接，并接收尋物器的特征碼（每個尋物器具有唯一的特征碼），在系統(tǒng)中添加信息。之后便可在APP中設(shè)置喚醒語音和相關(guān)信息，設(shè)置完畢后通過藍牙將配置信息發(fā)送至下位機并寫入flash。為使功耗降至最低，MCU大部分時間應(yīng)處于休眠狀態(tài)，通過LD3320的中斷引腳喚醒；并且藍牙的工作與否應(yīng)由MCU控制。工作狀態(tài)下，Mic接收到語音流后，通過LD3320進行頻譜分析、特征提取并與已寫入數(shù)據(jù)進行匹配，對識別結(jié)果做出應(yīng)答，即LED閃爍并驅(qū)動揚聲器發(fā)出聲音或?qū)ο到y(tǒng)設(shè)置等。

四、結(jié)論

我們設(shè)計的貼片實現(xiàn)了語音識別和聲音控制。人們發(fā)出聲音信號，芯片識別后貼片即發(fā)出報警信號報告其位置所在。更加方便快捷，滿足即時所需。實現(xiàn)了雙向控制。物品丟失人們可以通過手機端在線控制，即時獲取物品地點，達到防丟[4]。同時貼片可以反向控制手機，如若手機丟失，按下貼片按鈕，即可控制手機并得知手機地點，達到防盜。

參考文獻

[1]有了防丟貼片，再也不怕落東西[J].現(xiàn)代班組，2015（12）：16.

[2]盧慶林.基于單片機MPS430F的無線通信系統(tǒng)設(shè)計[J].國外電子測量技術(shù)，2014，33（12）：74-77.

[3]周桂宇，黃興勇，殷夢鑫.基于51單片機的智能家居假山音樂盆景的設(shè)計[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（15）：259-260.

[4]李陽，吳怡敏，龍繼權(quán)，曹可，林小妹.基于物聯(lián)網(wǎng)的生活物品防丟器的可行性分析[J].無線互聯(lián)科技，2018，15（17）：19-21+37.

作者簡介：

朱澤琳（1997.09），女，錫伯族，遼寧省鐵嶺市，本科生自動化專業(yè)

王啟元（1997.07），男，漢族，河南省駐馬店市，本科生自動化專業(yè)