基于STM32的智能宿舍的设计与制作-王奔

智能应用IntelligenceApplication066电子制作【文章摘要】本文是利用SMT32单片机对大学生宿舍进行智能化改造，包括手机远程控制，语音识别控制，智能起床唤醒三大功能。其中手机远程控制可以使用户通过手机就能控制宿舍内的灯光，窗帘以及热水器的开关并自由设置加热温度。语音识别功能可以通过语音控制电灯和电动窗帘。智能起床唤醒功能可以使灯光亮起，窗帘自动打开，MP3音乐自动播放。也包括万年历和起床时间自由设定。【关键词】智能家居；智能起床唤醒；远程控制；语音控制0引言学校的宿舍对于大多数同学来说，是他们要长期生活的家。然而我们观察到，几乎所有的大学宿舍都是千篇一律，只能满足学生最基本的需要：睡觉，学习，洗漱，好一点的可能配备空调。但是，这对于已经充分享受科技时代带来的诸多便利的现代大学生来说，多少有些难以接受。正是基于以上的问题，本文设计了基于SMT32的智能化宿舍解决方案，这使得大学生可以在早上起床时不用再听烦人的闹铃，而转而去听优美的音乐，并且感受灯光自动亮起，窗帘自动打开的神奇过程。也可以在打篮球中途休息时就用手机给宿舍里的热水器发消息，“告诉”它把热水加热到50度以便使得我们回去之后马上就能洗热水澡。甚至可以使用普通的日常用语就能遥控灯光或者窗帘，设想在寒冷的冬天，室友一句“关闭电灯”，宿舍里便一片漆黑，大家再也不用挨冷受冻地爬下床去熄灯。1系统方案“智能宿舍”整个系统的框图如图1所示。基于STM32的智能宿舍的设计与制作王奔罗飞许金星淮安信息职业技术学院江苏淮安223003图1系统框图智能起床唤醒功能由日历模块，灯，电动窗帘，MP3模块共同实现。日历模块是智能起床唤醒模块的“大脑”，它由12864液晶和键盘组成，通过键盘可以手动设定起床时间。手机远程控制功能是由手机，GSM模块，1602液晶，继电器，加热器，水，电子温度计，灯这几个模块共同实现。语音识别系统是以LD3320芯片为核心，通过话筒接收到人发出的声音信号，输入到芯片内部进行处理，芯片识别出不同的语音指令后将会执行不同的动作，从而控制灯光的亮灭，窗帘的开闭。2系统硬件设计2.1智能起床唤醒如图2中所示，智能起床唤醒模块包括SMT32单片机，12864液晶，日历芯片，键盘，MP3，SD卡以及扬声器共同组成。日历芯片使用的是MAXIM公司出产的DS12C887，采用并行方式与SMT32的I/O进行数据交换。液晶采用12864液晶，显示出由日历芯片读取出的日期，时间数据。液晶与SMT32之间采用并口通信。键盘有四个键子，用于设置起床时间（精确到分），起床时间也将显示在液晶屏幕上。利用外部中断检测键子的按下。电动窗帘由一部减速直流电机驱动，通过机械设计，使得电机正转窗帘拉开，反转窗帘关闭。我们使用L298N芯片制作了电机驱动板使得经由SMT32I/O口输出的PWM信号能够驱动电机并且实现调速。MP3系统围绕SMT32作为主控制器和用VS1003作音频解码器来进行搭建。系统在硬件上主要可以分为SMT32、VS1003音频解码模块、SD卡读写模块。难点在于程序的设计。图2智能唤醒功能框图2.2手机远程控制模块手机远程控制模块的整体框图如图3所示。GSM模块是整个手机远程控制的“中枢”，GSM模块通过RS232接口与SMT32单片机相连，二者可以进行数据交换。GSM模块采用西门子公司出产的TC35模块辅以外围电路和SIM卡构成。2.3语音控制模块语音控制模块的整体框图如图4所示。语音模块的核心芯片为ICROUTE公司出品的LD3320，LD3320提供的语音识别技术，是基于“关键词语列表”的识别技术：ASR(Autospeechrecognition)技术。语音识别芯片完成的工作就是：把通过MIC输入的声音进行频谱分析→提取语音特征→和关键词语列表中的关键词语进行对比匹配→找出得分最高的关键词语作为识别结果输出。3系统软件设计3.1智能起床唤醒功能的实现这一功能从难度上来说是整个系统中最简单的，算法流程图如图5所示。3.2手机远程控制功能的实现我们使用AT指令来控制GSM模块，AT指令就是GSM模块能听得懂的语言，编写特定的AT指令就能指挥GSM完成相应的功能，如接收短信，发送短信，接打电话都是由AT指令实现的。现在介绍本设计中用到的所有AT指令并标注其相关功能如下：AT//测试指令，向GSM模块输入AT，若返回OK，则说明GSM模块工作正常。AT+CNMI=1,1,2//设置读取短信息方式为从SIM卡读取，有短信时候会提醒用户。AT+CMGF=0//选择信息格式为PDU格式。AT+CMGR=N//读取GSM模块接收到的第N条短信。短信命令是预先设定好的，这样GSM拿到短信后，单片机就知道该执行怎样的动作了。短信命令如下：turnonthelight：开灯turnoffthelight：关灯openthewindow：开窗帘closethewindow：关窗帘stopheating：关闭热水器heating10-99中的任何一个数字：图3手机远程控制模块2015-05-2216:51智能应用IntelligenceApplication067电子制作【文章摘要】使载波的振幅随信号波的振幅变化的调制方法称为信号调幅，简称AM。要创建一个多业务的数字广播平台，数字调幅广播系统必不可少，这种广播系统，不仅可以完成传统的音频节目的传输，而且对于各种数据业务以及文字和图片也可以传输。调幅广播信号调制参数的数字化测试系统可对发射机的射频输出信号直接采样，在数字域范围内，可以完成所有信号的处理和参数测量算法，进而达到对调幅信号载波频率和调制度的实时测量工作。本文简要阐述了调幅广播信号的基本概况，并对其调制参数，数字化测试技术测试原理进行分析。【关键词】广播信号；信号调幅；数字化测试系统中图分类号：TN838文献标识码：A1调幅广播信号技术概述调幅是一种调制信号的方式，它通过调制信号对频射载波信号的瞬时幅度进行控制。广播系统中无论是长波，中波还是短波，它们都是采用调幅的方式进行调制，它们统称为调幅广播。传统的模拟调幅广播具有范围广，接受成本低等优点，调幅广播信号调制参数的数字化测试系统秦绪彬国家新闻出版广电总局725台山西晋中031308是大范围覆盖的信号传播技术之一。1.1调幅广播信号调制参数载波的振幅随信号波的取值而变化，当信号波大于零时，载波的振幅变大，当信号波小于零时，载波的振幅变小，若信号波的值为零，则载波的振幅不变化。包络线指的是把已调制的波的峰值连接起的线，与信号波相似，包络线包含着要传输的信号的信息，在接收机中提取出包络线，就可以得到所需要的信息。1.1.1调幅系数调幅波除了基本调幅外，还有抑制载波的双边带调幅(DSB)、单边带调幅(SSB)和残留边带调幅(VSB)等。这几种调制方式是在基本调幅基础上进行变化。因此普通调幅信号的研究是基础，假设调制信号为单频余弦信号：(t)＝cost=cos2t载波信号：(t)＝cosωt=cos2t，根据普通调幅的定义可知：已调波的振幅以载波的振幅为中心按单频余弦信号波的幅度(t)变化，其调幅波表达式如下：开启热水器并且数字代表的是预期加热温度3.3语音识别功能的软件实现语音模块的算法总流程图如图6所示。4结论本文介绍的智能宿舍通过设计制作，完成了三个功能：1）智能唤醒功能：日历显示，起床时间自由手动设定，日历掉电保护，到达起床时间时灯光自动亮起，窗帘打开，MP3自动响起优美的音乐。2）手机远程控制：可以控制宿舍内的灯光以及窗帘的开启与关闭，可以开关热水器，开启热水器时可以设定热水器的加热温度。3）语音识别：可以通过人类的语言控制灯光以及窗帘的开启与关闭。【参考文献】[1]孙慧芳，莫淳栋.基于STM32智能家具系统的设计与实现[J].电子设计工程，2014(19)[2]张玲.一种基于STM32的智能家具系统设计[J].电子技术，2014(11)[3]韩颖,张重雄.基于STM32的电动滑板车控制器设计[J].自动化与仪器仪表，2014(11)图1调幅波波形图5起床唤醒功能的算法流程图图6语音模块的算法总流程图图4语音控制模块