基于语音识别的电动轮椅控制系统设计开题报告

全文总字数：3971字

1. 研究目的与意义（文献综述）

一、目的意义及国内外的研究发展历程及应用

1.1、目的意义

人口老龄化是二十一世纪世界人口变动的一大趋势，也是中国人口变动的一大趋势。今天的中国不仅是世界上人口最多的国家，也是老龄人口最多的国家，老龄化仍在持续加深。随着人口死亡率逐渐降低，实际寿命不断延长，未来老龄人口不断增加，届时我国社会将会出现劳动力不足、社会养老资源稀缺等现象，面临深度的人口老龄化挑战。与此同时，据中国残联最新统计的数据显示，目前，我国各类残疾人总数已达到8500万，约占中国总人口的比例的6.21%。对于有出行障碍的老年人和残疾人，轮椅是一个十分有用的工具。针对普通轮椅，进行功能改善，可以加强和改善老年人和残疾人的生活质量。本课题的研究任务是基于语音识别的电动轮椅控制系统的设计，目的是设计一套能够根据使用者的语音指令使轮椅完成前进、后退、左转、右转等功能。对于提高老年人和残疾人的出行便利程度有重大的意义。课题要求设计出语音识别部分、单片机硬件电路和软件部分。

2. 研究的基本内容与方案

三、系统整体方案设计

本设计采用STC89C52单片机作为主控芯片，通过LD3320语音模块识别语音指令，单片机采集语音模块的信号，将信号处理后的数据发给L298N电机驱动模块，驱动电动轮椅运行。轮椅的运动状态有：前进、后退、左转、右转、停止。该语音识别电动轮椅控制系统由单片机控制模块、语音识别模块、电机驱动模块组成。系统图如图所示：

3.1硬件设计

硬件部分主要有电源模块、主控模块、语音识别模块、电机驱动模块等。

3.1.1电源模块

电源模块在电动轮椅运动过程中给单片机、电机、语音识别模块供电。

3.1.2主控模块

采用STC89C52单片机作为系统的控制器，通过与语音模块、电机驱动模块相互联系配合，在STC89C52单片机中编写控制程序来实现对电动轮椅的控制。

3.1.3语音识别模块

LD3320语音识别芯片，其内部集成了快速稳定的优化算法。芯片对麦克风输入的声音进行频谱分析，提取语音特征，通过以上两步后将得到语音的特征信息，然后将关键词列表中的数据与特征信息进行匹配对比，找出最适合的关键词，最后将数据传送给单片机。

3.1.4电机驱动模块

单片机将语音识别模块传送的数据处理之后，把处理得到的控制信号送入到电机驱动模块，电机驱动模块把信号送入到电机的电源端，控制轮椅的运动状态。

3.2软件设计

软件的设计包括：主程序控制的设计、语音识别设计等

3.2.1主程序控制的设计

系统上电之后，启动初始化程序，判断有无中断发生，若有中断，则执行语音子程序，若无，则保持当前的运动状态。

3.2.2语音识别设计

语音识别流程采用中断方式工作，其工作流程分为通用初始化、语音识别初始化、写入识别列表、开始识别和响应中断等。

如果麦克风采集到声音，不管是否识别出正常结果，都会产生一个中断信号。中断程序要根据寄存器的值分析语音信号，找出最匹配的关键词

3. 研究计划与安排

四、进度安排

4. 参考文献（12篇以上）

五、参考文献

[1]杨翀，我国人口特征及老龄化趋势发展研究 中国保险报[n] 2016-11

[2]张晗，浅谈语音识别 内蒙古科技与经济 [j]2019-9