一种语音交互下的智能家居无线控制系统技术方案

本发明专利技术涉及智能家居技术，具体涉及一种语音交互下的智能家居无线控制系统，采用LD3320芯片语音模块对语音信号进行采集，将所采集语音信号进行处理生成ID并与语音库进行匹配，匹配所得到的语音信号ID通过LPC11C14芯片实现外围器件的驱动；通过第三方终端图形化界面利用Wi‑Fi模块将控制指令传输到ZigBee终端网络；进行Wi‑Fi数据格式到ZigBee数据格式的解析并通过异步串口通信协议发送给ZigBee协调器；ZigBee协调器将控制信号传送至ZigBee终端节点完成硬件的控制。该系统具有语音交互和无线通信控制功能的智能家居控制系统，能使人机交互更加简单方便、且价格低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种语音交互下的智能家居无线控制系统
本专利技术属于智能家居
，尤其涉及一种语音交互下的智能家居无线控制系统。
技术介绍
智能家居控制系统主要应用于人们的居住环境当中，它主要是把控制、结构、服务、管理集中在一个平台上，同时把现代化的无线通信技术、嵌入式技术、软件工程技术和单片机技术等融合到家用电器之中，通过智能化终端平台对家用电器进行集中化的控制管理。在我国二三线城市或者在更偏僻地方当中的空气和水源的污染已经严重危害到了当地居民身体健康。而智能家居控制系统在一定程度可以对用户家庭中的空气、温度、湿度进行适当处理，比如智能家居控制系统可以对家庭中的温度或者是湿度进行检测与处理。目前，智能家居系统还存在着许多的问题，其系统应用的人群不够广泛、人机交互单一化、成本较高、通信距离较短、通信信号被干扰等问题。语音交互控制模块在整个智能家居控制系统中虽然只是一种简单的硬件控制方式，但是它使整个控制系统表现出更加智能化的视觉感，同时，由于语音交互控制的特性使用户对家用电器的操作更加简单而又方便，而且对于身体有缺陷的用户来说该语音交互控制方式是一种最优的电器操作方案。无线通信技术在智能家居控制系统中也有着重大作用，虽然上述两种技术都对智能家电的控制，但是无线通信技术适用于远距离的家电设备控制，还要借助客户终端(APP)，让身处千里之外的用户通过客户终端监控家里的情况，既可以让人们更加深刻体验到智能化的方便、又达到了生活便捷高效节能的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种语音交互下的智能家居无线控制系统。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种语音交互下的智能家居无线控制系统，包括无线传输模块、语音信号处理模块以及外围器件；语音信号处理模块包括LD3320和LPC11C14芯片；采用LD3320芯片语音模块对语音信号进行采集，将所采集语音信号进行处理生成ID并与语音库进行匹配，匹配所得到的语音信号ID通过LPC11C14芯片实现外围器件的驱动；无线传输模块包括ZigBee和Wi-Fi模块无线传输网络、CC2530控制器；通过第三方终端图形化界面利用Wi-Fi模块将控制指令传输到ZigBee终端网络；进行Wi-Fi数据格式到ZigBee数据格式的解析并通过异步串口通信协议发送给ZigBee协调器；ZigBee协调器将控制信号传送至ZigBee终端节点完成硬件的控制。在上述的语音交互下的智能家居无线控制系统中，Wi-Fi模块采用AP工作模式下进行远距离数据传输；连接设备采用固化的TCP服务程序，系统启动时进行初始化；ZigBee终端节点采用串口UART与Wi-Fi模块通信，同时ZigBee对终端节点进行实时的监测并将对应的节点加入到网络中。在上述的语音交互下的智能家居无线控制系统中，采用ID匹配的方式对所采集的语音信号进行判断具体包括：在语音信号输入后通过对寄存器BA、C5进行读取，将语音库中获取到ID与BA、C5获取到的语音信号进行对比，计较的数值最高的ID作为最后正确的结果进行输出；对比得到的ID作为LPC11C14芯片的输入。本专利技术的有益效果：(1)采用LD3320和LPC11C14芯片硬件构成的语音信号的处理模块可以很高效的进行语音处理，由于可以将获得的语音信息进行控制命令的的输出，有效的避免了目前市场上的相关产品的设计的繁琐问题、操作的复杂问题。(2)Wi-Fi模块和ZigBee模块构成的无线通信模块的使用可以很好的有效解决了用户的远程硬件的控制问题，又可以很好的解决了区域网络的信息传输控制问题。同时因为ZigBee内部还包含有一个微控制器CC2530，可以直接将收到的Wi-Fi控制信号进行硬件的驱动。有效的避免了目前市场上同类产品在实现相同的功能上的硬件设计的繁复，使得设计的硬件产品体积更小。(3)用分块的软件设计方法进行程序的设计。可以有效的解决设计大型的程序时的复杂程度，使得程序设计的思路更加的简便，方便进行程序设计的更改。(4)在Wi-Fi的程序设计上，采用AP的工作模式可以很方便的进行新的网络节点的接入，有效的进行多点的数据传输。(5)语音控制与无线传输控制相结合可以在有效的解决目前用户远程控制问题的同时解决用户的室内的语音控制问题，从而提升用户的使用体验和舒适度。(6)简便的硬件的选择，解决了硬件设计的繁复，降低了硬件的价格，用户操作更简单方便。附图说明图1为本专利技术一个实施例提出的语音交互下的智能家居无线控制系统硬件设计的示意图；图2为本专利技术一个实施例提出的语音交互下的智能家居无线控制系统软件程序设计的示意图；图3为本专利技术一个实施例提出的ZigBee协调器流程图；图4为本专利技术一个实施例ZigBee终端节点流程图示意图；图5为本专利技术一个实施例语音交互的主程序流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细描述。语音交互下的智能家居无线控制系统包括硬件部分和软件部分，硬件部分又分为了语音控制部分和无线控制部分。硬件部分的组成：无线控制部分：ZigBee和Wi-Fi模块构成的无线传输网络、采用CC2530控制器构成的无线传输控制硬件。Wi-Fi模块用于进行用户远距离的控制信号的传输。采用ZigBee的组网功能并利用ZigBee内部的控制器CC2530芯片完成硬件的控制。语音信号处理模块：LD3320作为语音的采集和语音信息输出的模块，采用LPC11C14作为语音信号处理模块的执行模块。电机、温湿度传感器等作为外围器件。硬件电路设计的电路图PCB板及电路设计的原理图。软件部分包括无线传输控制信号的程序设计、语音信号处理模块的程序设计、硬件驱动模块相应的程序设计。1、语音模块的程序设计：采用对采集和语音信息输出的模块LD3320进行编写，对采集到的语音信号与语音库中的ID进行，同时为了保险起见还采用了语音的唤醒功能，在用户没用进行语音的唤醒的情况下语音控制模块是无法使用的。2、无线传输控制信号的程序设计：用户图形界面的设计，使用户更加方便的进行控制信号的发送及信息的接收。Wi-Fi模块无线通信软件驱动的程序设计。ZigBee模块的信号接收和控制信号的发送程序编写。硬件驱动的程序设计包括电机驱动的程序设计、温湿度传感器的程序设计等需要驱动的硬件模块的程序设计。3、语音交互下的智能家居无线控制系统，包括两大类：语音的控制和无线控制。(1)语音控制包括：1、首先采用LD3320芯片语音模块对语音唤醒及指令信号进行采集；2、对采集到的语音指令信号进行处理生成ID并与语音库进行对比；3、根据得到的语音指令的ID采用LPC11C14芯片构成的硬件控制器实现驱动。(2)无线控制包括：1、通过第三方终端(APP、电脑)图形化界面利用Wi-Fi模块把具体的控制指令传输到ZigBee终端网络；2、进行Wi-Fi数据格式到ZigBee数据格式的解析并通过异步串口通信协议发送给ZigBee协调器；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种语音交互下的智能家居无线控制系统，其特征是，包括无线传输模块、语音信号处理模块以及外围器件；/n语音信号处理模块包括LD3320和LPC11C14芯片；采用LD3320芯片语音模块对语音信号进行采集，将所采集语音信号进行处理生成ID并与语音库进行匹配，匹配所得到的语音信号ID通过LPC11C14芯片实现外围器件的驱动；/n无线传输模块包括ZigBee和Wi-Fi模块无线传输网络、CC2530控制器；通过第三方终端图形化界面利用Wi-Fi模块将控制指令传输到ZigBee终端网络；进行Wi-Fi数据格式到ZigBee数据格式的解析并通过异步串口通信协议发送给ZigBee协调器；ZigBee协调器将控制信号传送至ZigBee终端节点完成硬件的控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种语音交互下的智能家居无线控制系统，其特征是，包括无线传输模块、语音信号处理模块以及外围器件；
语音信号处理模块包括LD3320和LPC11C14芯片；采用LD3320芯片语音模块对语音信号进行采集，将所采集语音信号进行处理生成ID并与语音库进行匹配，匹配所得到的语音信号ID通过LPC11C14芯片实现外围器件的驱动；
无线传输模块包括ZigBee和Wi-Fi模块无线传输网络、CC2530控制器；通过第三方终端图形化界面利用Wi-Fi模块将控制指令传输到ZigBee终端网络；进行Wi-Fi数据格式到ZigBee数据格式的解析并通过异步串口通信协议发送给ZigBee协调器；ZigBee协调器将控制信号传送至ZigBee终端节点完成硬件的控制。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娟，袁旭亮，周亮宝，刘聪，胡胜，柯聪，何宇，丁畅，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42