基于語音識別的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用C語言開發(fā)，用Keil uVision4軟件進行編譯。開發(fā)過程按照模塊化分塊進行，系統(tǒng)的主要模塊包括語音識別模塊、語音播放模塊、SD卡模塊以及空調(diào)控制模塊。
2．1 語音識別模塊
語音識別模塊采用中斷的方式進行工作，其工作流程大致為芯片初始化、寫入識別列表、開始識別、中斷響應(yīng)并獲取識別結(jié)果。語音識別流程如圖8所示。在初始化程序里，主要完成軟復(fù)位、模式設(shè)定、時鐘頻率設(shè)定和FIFO設(shè)定。在寫入識別列表之前，首先要讀取寄存器B2的值，檢查LD3320是否處于空閑狀態(tài)；然后，把識別語音列表信息寫入LD3320的05和B9寄存器中，每個識別條目是標準普通話的漢語拼音(小寫)，每兩個漢語拼音之間用一個空格間隔。在完成添加語音識別列表后，設(shè)定寄存器35的值為45H。此處設(shè)定的值越大，代表麥克的音量越大，識別距離也越遠，但是可能產(chǎn)生較多的誤識別；值越小代表麥克的音量越小，需要近距離說話才能啟動語音識別功能，識別率也高。設(shè)定寄存器37值為06H，啟動語音識別，即可開始語音識別。如果麥克風(fēng)采集到聲音，不管是否識別出正常結(jié)果，都會產(chǎn)生一個中斷信號。進入中斷函數(shù)后，首先清零寄存器29和寄存器02；然后，檢查B2寄存器是否為0x21。若值為0x21，表示閑，可以檢測2B的值；若為1，表示語音識別有結(jié)果產(chǎn)生。寄存器BF讀到數(shù)值為0x35，可以確定是一次語音識別流程正常結(jié)束。寄存器BA表示語音識別有幾個識別候選結(jié)果。最后，可以讀取寄存器C5，獲取識別結(jié)果。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/196223.htm
2．2 語音播放模塊
語音播放的軟件設(shè)計流程包括通用初始化、MP3播放初始化、播放音量調(diào)節(jié)、開始播放聲音以及中斷響應(yīng)。通用初始化時，首先連續(xù)讀取寄存器06，相當(dāng)于激活了芯片；然后，按順序設(shè)置相關(guān)寄存器的值。MP3播放初始化時，首先要設(shè)置寄存器BD的值為02H，啟動MP3播放模塊；然后，向寄存器17寫入48H，激活DSP。語音播放模塊的音量分為16級，用4位二進制表示，這里需要設(shè)置寄存器8E的第2～5位的值來調(diào)節(jié)播放音量。當(dāng)播放語音時，首先需要清零，開始播放位置。將寄存器1B的第3位設(shè)為1，然后執(zhí)行循環(huán)。當(dāng)播放條件為真時，順序?qū)P3數(shù)據(jù)放入寄存器01(每次1個字節(jié))，播放位置值增加1。當(dāng)寄存器06的第3位等于0或者播放位置小于MP3文件的總長度時，就跳出循環(huán)。等到芯片播放該段后會發(fā)出中斷請求，而中斷函數(shù)會不斷接收數(shù)據(jù)，直到FIFO-DA-TA裝滿或聲音數(shù)據(jù)結(jié)束。
2．3 SD卡模塊
此模塊分為SD卡初始化和SD卡數(shù)據(jù)讀取。SD卡初始化時，在發(fā)送CMD命令之前，在片選有效的情況下，首先要發(fā)送至少74個時鐘，否則將有可能出現(xiàn)SD卡不能初始化的問題。然后，就可以發(fā)送復(fù)位命令CMD0。發(fā)送復(fù)位命令后等待8個時鐘周期，進入SPI總線模式，接著發(fā)送CMD1命令。如果正確接收響應(yīng)信號，表示SD卡初始化完成，可以接受后續(xù)讀寫命令。初始化完成后，發(fā)送CMD17讀命令。判斷響應(yīng)值是否全為0，然后，判斷接收數(shù)據(jù)開始令牌是否為0xfe，如果是，就可以接收正式數(shù)據(jù)和CRC碼。
2．4 空調(diào)控制模塊
空調(diào)控制模塊主要包括信號采集模塊、風(fēng)門電機控制模塊、鼓風(fēng)機控制模塊、壓塑機控制模塊、后除霜控制模塊5個子模塊。空調(diào)控制流程如圖9所示。首先，進行系統(tǒng)的初始化。若點火開關(guān)正常啟動，信號采集模塊開始采集傳感器數(shù)據(jù)，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，判斷是否滿足風(fēng)機啟動條件。若滿足條件，則設(shè)置風(fēng)機PWM占空比，進而調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小。當(dāng)風(fēng)量大小滿足要求時，接下來就要判斷是否滿足壓縮機的啟動條件。若滿足條件，啟動壓縮機；如果不滿足條件，則判斷風(fēng)門位置是否滿足條件。如果不滿足條件，則調(diào)節(jié)風(fēng)門電機轉(zhuǎn)動，直到滿足條件。最后，判斷是否滿足除霜條件，若滿足則啟動后除霜繼電器。
在軟件設(shè)計上，采用了指令冗余、軟件陷阱和重復(fù)設(shè)置各種工作方式控制字等方法，消除干擾。使用“Watchdog”定時器，實時監(jiān)測程序的運行；運用CPU運算與控制功能，采用算術(shù)平均法，實現(xiàn)數(shù)字濾波，消除傳感器通道的千擾信號。
結(jié)語
本文介紹了基于語音識別的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)，分別對硬件電路和軟件設(shè)計進行了詳細的介紹。本系統(tǒng)開發(fā)成本低、性能優(yōu)越，系統(tǒng)測試表明，本系統(tǒng)具有一定的應(yīng)用價值，可以用于中低檔汽車。
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