物联网智能家居实训||实验九语音识别控制实验

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物联网智能家居实训||实验九语音识别控制实验

发布者：唯众布时间：2020-09-23 14:19:43 点击量：

实验环境

软件环境：JDK1.6、SDK、ADT、Eclipse

硬件环境：DC5V2个、DC12V1个、节点板1块、ZIGBEE节点1个、ZIGBEE协调器1个、A9网关1块、语音识别1个

实验内容

节点板上显示当前语音识别模块的结果（语音命令的首字母大写，例如“开灯”，则显示“KD”），并通过ZIGBEE通讯将语音识别的结果上传给A9，A9接收到语音命令后进行相应的处理，可联动网络内其它执行模块。

实验原理

唯众语音模块采用了STC的51单片机STC11L08XE和ICROUT公司的语音识别芯片LD3320。该单片机（STC11L08XE）编程方式与51、52系列单片机编程方式一样，用户无需从新查看学习新的单片机寄存器，到手即可编程使用；预留16个单片机IO口，其中有一组8位IO扩展接口、1个定时器、1个外部中断，可做为单片机最小系统实现控制功能，无需配套其他单片机独自完成工作。

传感器使用通用2排7pin排针与节点底板连接，排针功能如图所示。

硬件接口原理

如图3.18所示，MIC2为咪头，LD3320为语音识别芯片，STC11L08XE为8位单片机，咪头采集到声音信号后，经过LD3320进行识别，识别后的信号传给STC11L08XE处理后，通过串口RXD,TXD与ZIGBEE通讯模块的单片机CC530进行通讯，CC2530根据识别的命令执行相应的控制。

图3.18

软件设计

1. CC2530语音识别流程图

2. CC2530语音识别软件

1. void GenericApp_Init( uint8 task_id )

2. {

3. GenericApp_TaskID = task_id;

4. GenericApp_NwkState = DEV_INIT;

5. GenericApp_TransID = 0;

7. GenericApp_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)Addr16Bit;//单播

8. GenericApp_DstAddr.endPoint = GENERICAPP_ENDPOINT;

9. GenericApp_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0000;//向协调器单播

10. GenericApp_epDesc.endPoint = GENERICAPP_ENDPOINT;

11. GenericApp_epDesc.task_id = &GenericApp_TaskID;

12. GenericApp_epDesc.simpleDesc

13. = (SimpleDescriptionFormat_t *)&GenericApp_SimpleDesc;

14. GenericApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs;

15. afRegister( &GenericApp_epDesc );

16.

17. init_buzzer();

18. init_key();

19. init_sensor_io();

20. SensorId = *get_sensor_id();

21.

22. //初始化oled显示屏

23. oled_initial();

24. oled_disp_string(1,1,"武汉唯众智创科技");

25. oled_disp_string(3,1,"有限公司");

26. Delay_ms(500);

27.

28. //对传感器数据口P0.0 P0.1 P0.2 P0.3进行分类初始化

29. if(SensorId == S2_YYSB){

30. halUARTCfg_t uartConfig; //定义个串口结构体

31. uartConfig.configured = TRUE; //串口配置为真

32. uartConfig.baudRate = HAL_UART_BR_9600;

33. //波特率为9600

34. uartConfig.flowControl = FALSE; //流控制为假

35. uartConfig.callBackFunc = rxCB; //当模块收数据时，会调用这个函数进行处理

36. HalUARTOpen(HAL_UART_PORT_0,&uartConfig);

37. }else switch(SensorId){

38. case S12_DZ:

39. Init_MAX7219();

40. break;

41. case S20_SYJC: //声音检测

42. P0DIR &=~0X02;

43. P0_1=0;

44. P0IEN |=0X02;

45. PICTL &=~0X01;

46. IEN1 |=0x20;

47. P0IFG &=~0X02;

48. EA=1;

49. break;

50. default: //P00获取传感器模拟值(单独初始化IO) P01获取传感器开关值

51. init_data_io(0x11);

52. break;

53. }

54. }

55.

56. void rxCB(uint8 port,uint8 event)

57. {

58. u8 len=0;

59. switch(SensorId){

60. case S2_YYSB:

61. len = HalUARTRead(0,(uchar*)RxBuf,sizeof(RxBuf));

62. memcpy(Rxdata,RxBuf,len-2);

63. oled_clear_vertical(2);

64. oled_disp_string(3,1,(char*)Rxdata);

65.

66. if(Rxdata[0]=='Y'&&Rxdata[1]=='E'&&Rxdata[2]=='S')

67. {

68. RfTx.Pack.Len = 2;

69. RfTx.Pack.Data[0] = 'Y';

70. RfTx.Pack.Data[1] = 'S';

71. }

72. else if(Rxdata[3]=='K'&&Rxdata[4]=='D')

73. {

74. RfTx.Pack.Len = 2;

75. RfTx.Pack.Data[0] = 'K';

76. RfTx.Pack.Data[1] = 'D';

77. }

78. else if(Rxdata[3]=='G'&&Rxdata[4]=='D')

79. {

80. RfTx.Pack.Len = 2;

81. RfTx.Pack.Data[0] = 'G';

82. RfTx.Pack.Data[1] = 'D';

83. }

84. else if(Rxdata[3]=='K'&&Rxdata[4]=='C'&&Rxdata[5]=='L')

85. {

86. RfTx.Pack.Len = 2;

87. RfTx.Pack.Data[0] = 'K';

88. RfTx.Pack.Data[1] = 'C';

89. }

90. else if(Rxdata[3]=='G'&&Rxdata[4]=='C'&&Rxdata[5]=='L')

91. {

92. RfTx.Pack.Len = 2;

93. RfTx.Pack.Data[0] = 'G';

94. RfTx.Pack.Data[1] = 'C';

95. }

96. else if(Rxdata[3]=='D'&&Rxdata[4]=='Q'&&Rxdata[5]=='W')

97. {

98. RfTx.Pack.Len = 2;

99. RfTx.Pack.Data[0] = 'D';

100. RfTx.Pack.Data[1] = 'W';

101. }

102. else if(Rxdata[3]=='D'&&Rxdata[4]=='Q'&&Rxdata[5]=='S')

103. {

104. RfTx.Pack.Len = 2;

105. RfTx.Pack.Data[0] = 'D';

106. RfTx.Pack.Data[1] = 'S';

107. }

108. else if(Rxdata[3]=='T'&&Rxdata[4]=='G'&&Rxdata[5]=='Y')

109. {

110. RfTx.Pack.Len = 2;

111. RfTx.Pack.Data[0] = 'T';

112. RfTx.Pack.Data[1] = 'Y';

113. }

114. else if(Rxdata[3]=='T'&&Rxdata[4]=='G'&&Rxdata[5]=='E')

115. {

116. RfTx.Pack.Len = 2;

117. RfTx.Pack.Data[0] = 'T';

118. RfTx.Pack.Data[1] = 'E';

119. }

120. else if(Rxdata[3]=='T'&&Rxdata[4]=='G'&&Rxdata[5]=='S')

121. {

122. RfTx.Pack.Len = 2;

123. RfTx.Pack.Data[0] = 'T';

124. RfTx.Pack.Data[1] = 'S';

125. }

126. else if(Rxdata[3]=='R'&&Rxdata[4]=='E')

127. {

128. RfTx.Pack.Len = 2;

129. RfTx.Pack.Data[0] = 'R';

130. RfTx.Pack.Data[1] = 'E';

131. }

132. else if(Rxdata[3]=='K'&&Rxdata[4]=='F')

133. {

134. RfTx.Pack.Len = 2;

135. RfTx.Pack.Data[0] = 'K';

136. RfTx.Pack.Data[1] = 'F';

137. }

138. else if(Rxdata[3]=='G'&&Rxdata[4]=='F')

139. {

140. RfTx.Pack.Len = 2;

141. RfTx.Pack.Data[0] = 'G';

142. RfTx.Pack.Data[1] = 'F';

143. }

144. else if(Rxdata[3]=='Z'&&Rxdata[4]=='J')

145. {

146. RfTx.Pack.Len = 2;

147. RfTx.Pack.Data[0] = 'Z';

148. RfTx.Pack.Data[1] = 'J';

149. }

150. else

151. {

152. RfTx.Pack.Len = 0;

153. }

154.

155. if(RfTx.Pack.Len == 2){

156. AF_DataRequest(

157. &GenericApp_DstAddr, &GenericApp_epDesc,

158. SensorId,

159. sizeof(RfPacket_t),

160. (byte *)&RfTx.Buf,

161. &GenericApp_TransID,

162. AF_DISCV_ROUTE,

163. AF_DEFAULT_RADIUS);

164. }

165. memset(RxBuf, 0, sizeof(RxBuf));//清空接收缓冲区

166. memset(Rxdata, 0, sizeof(Rxdata));

167. break;168. }169. }

3. Android端软件代码：

实验步骤

1）将ZIGBEE协调器插在A9网关上

2）将ZIGBEE节点插在节点底板上

3）将语音识别传感器插在节点底板上

4）用DC5V电源给A9网关供电，同时按下电源键3S开启网关

5）用DC5V电源给节点底板供电，观察节点板液晶显示的内容

6）打开语音识别传感器节点，打开相应的执行模块；

7）打开A9网关，并打开指定APP ；

8）点击来设置串口的波特率和串口号，并设置wifi服务器的端口号（默认情况下，wifi服务器自动开启）；

9）用户这是对着语音识别传感器说出指定的命令，当系统判断该命令是正确的时候，将会实现指定动作，开启相应的执行模块。

唯众物联网工程应用实训装置带你快速掌握物联网关键技术

一、产品名称：物联网工程应用实训装置
二、产品型号和技术规格
1. 产品型号：WZ-IOT-ATP
2. 外型尺寸：
桌面式操作台1个操作台底座1个
3. 电压/功率：220V
4. 配套设备
实训台：
温湿度传感器1个
人体红外监测器1个
高频RFID阅读器1个
光照强度检测器1个
可燃气体监测器1个
RGB三色灯执行器1个
LED显示屏2个
智能语音播放设备1个
继电器1个

物联网教学实训主要用于对物联网核心课程的知识点学习，能够服务于相关课程的实验和实训需求。

核心课程主要针对学科基础技术的培养，掌握物联网概论，传感器和RFID 等感知设备认知和开发，ZigBee/Wi-Fi/蓝牙等无线网络的配置、维护和开发，物联网互联接入及存储，物联网应用层软件开发，物联网产品整合等基本知识。

核心课程采用全模块化的实验箱教学产品进行实验，具备优良的教学实验特性：全模块化的设计、开放式的硬件接口、开源的实验代码、完整的教学资源、贴心的售后服务。

基于ARM Cortex-M4核心的通信网关，支持无线节点模块的双向连接及组网，与配套“可视化编辑器”和“可视化控制器”进行配置和控制。物联网关可以管理不同协议的无线节点模块，并能将多个无线节点模块视作不同设备，将无线节点模块的数据转换为TCP网络通信进行传输，网关同无线节点模块可以互通互联，轻松构建物联网络，共同构成物联应用开发平台。通过本物联网平台，可以迅速降低物联网应用的开发成本和开发时间，开发者即便不会编程，也可以在一两天之内，就迅速使用本平台开发搭建出自己的物联网应用。

通过电脑PC端可直接以“可见即可得”的方式在此工具上生成不同的设备操作界面，支持指示灯、按键、图片集合、变量视窗、图文链接等五种可视化控件。所有控件的动作都可以直接反应到实际的物联设备（即无线节点模块）上。界面生成后，可以直接导入App使用，而不需要重新编译或安装App。

通过物联网关、可视化控制器、可视化界面生成器编辑器、万纳模组、物联网传感器/执行器以及配套物联网连件连接件，师生不仅可以完成出基于物联网、远程访问、设备联动等功能的物联网实训项目，还可以迅速开发物联网商业产品\项目，如空气监测仪、电气设备在线监测器等等，并随时实现不同设备间的联动，而这些开发过程，基于本系统的可视化开发工具，可以做到零编程实现物联网应用系统。

支持家庭常用的各种无线协议（红外、射频），兼容市面绝大多数品牌的空调、电视机、灯光、安防、窗帘等等家电设备，因此可以直接当做一套完备的智能家居系统进行使用，并集成了摄像头功能，可以直接在App中使用摄像头。

平台所有设备采用模块化、集散化、工业化的设计模式，每个模块都为独立工作单元；模块均接近实际应用系统，能够容纳2-3个学生同时实训，可完成工程项目应用开发系统中硬件设备的安装、布线与调试，完成设备间的无线组网，既具有展示型又具有实操性。能够组建具有行业特色的物联网智能家居实训项目，确保学生可利用设备搭建真实工程项目。

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物联网教学实训主要用于对物联网核心课程的知识点学习，能够服务于相关课程的实验和实训需求。

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