基于語音和體感技術(shù)的智能音箱系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及現(xiàn)代家居的智能控制領(lǐng)域，具體涉及一種手勢(shì)、語音識(shí)別技術(shù)和單片機(jī)的智能音箱系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生活中普遍使用的音箱是通過將音箱和電腦、電視等終端相連，必須通過手指和按鍵的接觸才能對(duì)音箱進(jìn)行控制。雖然給我們帶來了美妙的音樂，但也給日常的使用帶來了諸多不便，比如剛用手拿過食物就不適合再接觸電腦的按鍵、只要一離開電腦就無法再打開或關(guān)閉音箱以及對(duì)音箱播放中的音樂進(jìn)行切換。致力于改變這一現(xiàn)狀，我們通過語音識(shí)別的技術(shù)對(duì)音箱進(jìn)行控制，使人們?cè)谑帜_已被占用時(shí)或面對(duì)一些特殊的用戶(如殘疾人)時(shí)，也能隨心所欲地享受音樂的樂趣，提高我們生活的質(zhì)量。另外，考慮到在聲音比較嘈雜的公共場(chǎng)合，諸如ktv，酒吧之類，語音識(shí)別的難度較大，智能音箱還兼容了手勢(shì)識(shí)別技術(shù)，通過簡單手勢(shì)對(duì)歌曲進(jìn)行切換、暫停和播放，使智能音箱的交互方式更加靈活，人性化。
[0003]單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，可以嵌入到各種產(chǎn)品和設(shè)備當(dāng)中，再結(jié)合各種類型的傳感器，可以使一個(gè)普通物品具有一定的智能，極大方便人們的生產(chǎn)生活。在信息時(shí)代的今天，人們?cè)絹碓阶非笞詣?dòng)化、智能化，而單片機(jī)是其不可或缺的實(shí)現(xiàn)手段。
[0004]隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們逐漸開始追求智能化、便捷化的家居生活環(huán)境，因此智能家居得到迅猛崛起，并且成為一種現(xiàn)代生活消費(fèi)需求，語音識(shí)別和手勢(shì)識(shí)別技術(shù)是智能家居控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為提高人民生活水平需求，本發(fā)明提供一種智能、簡單、人性化的基于語音和體感技術(shù)的智能音箱系統(tǒng)及其控制方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):其特征是利用語音與手勢(shì)識(shí)別技術(shù)控制音箱系統(tǒng)。其組成包括:單片機(jī)系統(tǒng)，電源系統(tǒng)，繼電器系統(tǒng)，音頻解碼系統(tǒng)，歌曲存儲(chǔ)系統(tǒng)，語音識(shí)別系統(tǒng)，手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)；其中電源模塊輸出接到繼電器4腳，其余所有電路的VCC、GND端口均接到繼電器模塊的電源接口 Jl，語音識(shí)別模塊接口 Pl的2腳連接繼電器模塊輸入端，手勢(shì)識(shí)別模塊接口 P2的1-3腳連接單片機(jī)系統(tǒng)15、13、12腳，音頻解碼模塊接口 P3的1_7腳連接單片機(jī)系統(tǒng)27、26、14、28、25、24、23腳，歌曲存儲(chǔ)模塊接口 P4的4_7腳連接單片機(jī)系統(tǒng)5、6、8、7腳。
[0007]所述電源模塊電路包括:220V交流市電接電源變壓器輸入端，變壓器輸出端接橋式整流電路Dl?D4，整流輸出接濾波電容Cl和旁路電容C2，然后接在穩(wěn)壓器MC7805的in端，MC7805的GND端直接接地，OUT端接旁路電容C3。
[0008]所述繼電器模塊電路包括:繼電器LSl的5腳接電阻R3之后除直接接地外，還通過二極管D5接到三極管Ql的集電極，三極管Ql的發(fā)射極直接接VCC，基極一邊接1K電阻Rl之后連接到VCC，一邊接4.7K電阻R2之后接到語音識(shí)別輸出接口 Pl的3腳。
[0009]所述語音識(shí)別模塊電路包括:YS-V0.7語音識(shí)別模塊，模塊接口 Pl的3腳接到經(jīng)電阻R2后接到繼電器系統(tǒng)Ql的基極。
[0010]所述手勢(shì)識(shí)別模塊電路包括:手勢(shì)識(shí)別模塊接口 P2的5腳接GND，4腳接VCC，1-3腳接單片機(jī)系統(tǒng)的15、12、13腳。
[0011 ] 所述音頻解碼模塊電路包括:VS1003音頻解碼模塊，模塊接口 P3的1_7腳分別接R6-R12之后連接單片機(jī)系統(tǒng)的27、26、14、28、24、23、22腳，8腳接地，9、10腳接VCC。
[0012]所述歌曲存儲(chǔ)模塊電路包括:SD卡存儲(chǔ)模塊，模塊接口 P4的3腳接VCC，8腳接GND，4-7腳連接單片機(jī)系統(tǒng)的5、6、8、7腳。
[0013]所述單片機(jī)控制模塊，采用STC12C5A60S2單片機(jī)，其電路晶振兩個(gè)對(duì)地電容C4、C5與單片機(jī)18、19腳相連，形成振蕩電路；電容C6通過對(duì)地電阻R5連接單片機(jī)9腳，形成復(fù)位電路。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]I)所述一種基于語音和體感技術(shù)的智能音箱系統(tǒng)，不同于傳統(tǒng)接觸式按鍵控制，而是采用語音和手勢(shì)識(shí)別技術(shù)，通過語音識(shí)別控制音響開、關(guān)機(jī)，手勢(shì)識(shí)別實(shí)現(xiàn)歌曲切換、暫停功能，控制方式更加符合人類行為交流習(xí)慣，擁有極佳的人機(jī)交互體驗(yàn)。
[0016]2)所述一種基于語音和體感技術(shù)的智能音箱系統(tǒng)，體積小巧，智能化程度高，可以與家庭影院等智能家居設(shè)施相互結(jié)合，使得日常生活更加便捷，智能，有樂趣。
【附圖說明】
[0017]圖1為基于語音和體感技術(shù)的智能音箱系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖
[0018]圖2為主板原理圖
[0019]圖3為電源模塊原理圖
[0020]圖4為繼電器模塊原理圖
[0021 ] 圖5為手勢(shì)識(shí)別、音頻解碼和歌曲存儲(chǔ)模塊接口原理圖
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明所述電路包括:單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、電源模塊、繼電器模塊、音頻解碼播放模塊、歌曲存儲(chǔ)模塊、語音識(shí)別模塊、手勢(shì)識(shí)別模塊；電源模塊將220V的交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定5V直流電，用于系統(tǒng)各個(gè)模塊電源供給；繼電器模塊根據(jù)輸入信號(hào)的高低電平控制整個(gè)系統(tǒng)其余模塊電源的通斷，從而實(shí)現(xiàn)音響的開、關(guān)機(jī)控制；音頻解碼播放模塊將單片機(jī)傳輸過來的MP3音頻文件進(jìn)行解碼播放；歌曲存儲(chǔ)模塊用來存放音樂文件，單片機(jī)從中讀取需要的音樂文件送給音頻解碼播放模塊；語音識(shí)別模塊檢測(cè)到語音命令后，模塊將提取到的信號(hào)和其命令語句對(duì)比，如果相符合，會(huì)相應(yīng)輸出高電平或低電平，該輸出信號(hào)接到繼電器模塊的輸入端，實(shí)現(xiàn)語音控制音響開、關(guān)機(jī)；手勢(shì)識(shí)別模塊檢測(cè)手勢(shì)揮動(dòng)后，根據(jù)不同手勢(shì)，對(duì)應(yīng)引腳會(huì)輸出500ms的高脈沖，該信號(hào)直接接到單片機(jī)引腳上，根據(jù)程序控制音樂文件的讀取與解碼，從而實(shí)現(xiàn)手勢(shì)控制音響進(jìn)行歌曲切換、暫停和播放。
[0024]如圖2所示，主板包括單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、電源模塊、繼電器模塊、音頻解碼播放接口模塊、歌曲存儲(chǔ)接口模塊、語音識(shí)別LD3320接口模塊、紅外線手勢(shì)識(shí)別接口模塊。單片機(jī)最小系統(tǒng)中單片機(jī)為STC12C5A60S2。18腳、19腳接有振蕩電路，其中晶振頻率為24ΜΗζο當(dāng)給單片機(jī)加上工作所需直流電源時(shí)，振蕩器就開始振蕩起