智能家居已經進入了“聲控時代”，各種語音聲控智能家居產品層出不窮，智能語音聲控系統也使得人們的生活更加方便。本篇文章小編就為大家介紹一下智能語音聲控系統的設計方案。

語音識別模塊設計

語音識別模塊電路參照ICRoute發布的LD3320數據手冊進行設計。芯片內部集成了快速穩定的優化算法，不再需要外接Flash、RAM，大大簡化了電路的設計。同時LD3320也不需要用戶在使用過程中事先訓練和錄音來完成非特定人語音識別，識別準確率也比較高。

LD3320采用并行方式直接與STM32芯片相連，并均采用1k#電阻上拉。A0用于數據段與地址段的判斷，控制信號RDB、WRB、CSB，復位信號RSTB和中斷返回信號INTB直接與STM32芯片相連。LD3320與STM32芯片采用同一個外部時鐘（8MHz），發光二極管D1、D2都用于復位后的上電指示，MBS引腳接一個RC電路作為MIC偏置，用于保證能輸出一個浮動電壓給MIC。

語音信息通過MIC輸入后先進行頻譜分析，提取出聲音的語音特征信息;然后語音識別器將關鍵詞語列表中的數據與采集到的語音特征信息進行對比匹配，找出其中得分最高的關鍵詞語作為語音識別結果輸出。

WSN通信電路設計

無線傳感網通信協議采用820.15.4E，選用型號為CC2430的無線SOC芯片。該芯片有豐富的片上資源，其內部已經集成了必要的電路，使用時只需要采用較為簡單的外圍電路，即可實現數據的無線收發。

Y1為32.768kHz晶振，其與兩個電容（C1、C2）組合構成32.768kHz晶振電路;Y2為32MHz的晶振，其與兩個電容（C3、C4）組合構成32MHz晶振電路;電容C5和電感L1、L2、L3以及一個PCB微波傳輸線組合構成WSN電路的非平衡變壓電路，外圍電壓都配置濾波電容，以保證芯片工作的穩定性。整個電路設計滿足RF輸入/輸出匹配電阻（50Ω）的指標。另外，在電壓腳和地腳都增加了濾波電容，用于為芯片穩定工作提供保障。

電源管理電路設計

由于嵌入式便攜移動終端需要具備便攜、無線、低功耗等特性，所以在電源管理部分就采取了大容量、高性能的鋰電池供電。電源管理電路主要包括鋰電池充電電路、鋰電池保護電路、電壓轉換電路三個部分。

其中，鋰電池充電電路主要采用了MAX1555芯片和相應的電阻、電容來實現。鋰電池保護電路由FS8820P電池保護芯片、電阻、電容組成。

由于終端硬件電路所用芯片工作電壓均為3.3V，而鋰電池輸入電壓為0～4.2V，所以需要采用MAX8881進行電壓轉換。

硬件設計

整個嵌入式便攜語音控制器的硬件電路主要包括MCU電路、語音識別電路、WSN電路和電源管理電路四個部分。

由于嵌入式便攜語音控制終端必須具備便攜、微型化、低功耗的特點，這就要求MCU芯片具有更高的集成性和低功耗性，便于進行低功耗功能設置。因此，MCU采用的芯片是基于Cortex-M3架構的STM32F103RX。

STM32F103RX芯片作為32位標準精簡指令集（RISC）處理器，在通常8位和16位系統的存儲空間上發揮了ARM內核的高性能;內部集成了Flash存儲、SRAM、豐富的I/O接口和先進的中斷響應系統等，更加適合應用在本方案中。

本方案中的語音控制芯片采用的是ICRoute的LD3320，WSN通信采用的芯片是CC2430。終端經由按鍵觸發啟動，MIC在接收到外部語音信息后，首先經過語音識別模塊對信息進行解析，以獲取需要的數據;然后將數據通過串口發送給MCU，MCU經過處理后解析出相應的設備動作指令;之后經串口將信息發送給CC2430，最后發給家庭網關，從而實現了對智能家居內部可控家電的無線語音控制。

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