基于STM32的智能语音提醒台灯设计.docx
摘要
为解决熬夜照明、长时间学习对身体健康产生影响以及对时间的合理掌控等问题，利用语音控制技术设计了智能语音提醒台灯装置，使用STM32单片机作为此台灯核心控制系统，外接语音控制模块和语音播报模块，来下达口令控制台灯档位和长时间学习语音提醒使用者休息。本文首先，通过原图相关文献资料，了解了研究的背景、国内外研究现状及介绍了研究的意义和研究内容。其次，介绍了设计的总体方案和硬件的选择。然后，设计了硬件系统总体电路、单片机最小系统、手动控制模块、自动控制模块、驱动模块等硬件系统设计和软件设计总流程图、手动模块设计、自动模块控制、语音模块设计等软件系统设计。最后，通过系统调试、设计时遇到的语音模块编译不成功、语音模块串口调试无法下载程序、焊接完电路后两处模块不工作等问题来完成系统所需功能的仿真和设计。本设计很大程度上满足了使用者在光线灰暗的环境中学习的需求，同时时钟闹钟系统也可以给使用者提示备忘。
关键词：语音控制技术；时间提醒；多控方式；STM32单片机
目录
TOC\o1-3\h\z\u第一章绪论 1
1.1设计背景 1
1.2国内外研究状况 2
1.3设计意义 2
1.4设计内容 3
第二章方案设计 5
2.1总体方案设计 5
2.2硬件的选择方案 6
2.2.1微处理器的选择 6
2.2.2红外人体传感器模块的选择 6
2.2.3语音识别模块的选择 8
2.2.4显示屏模块的选择 10
2.2.5语音播报模块的选择 11
第三章硬件系统设计 12
3.1硬件系统总电路设计 12
3.2单片机最小系统 12
3.3手动控制模块 13
3.4自动控制模块 14
3.5驱动模块 14
3.6OLED显示屏模块 15
3.7语音识别模块 15
3.8独立按键模块 16
3.9人体感应模块 16
3.10语音播报模块 17
第四章软件系统设计 18
4.1软件设计总流程图 18
4.2手动模块设计 18
4.3自动模块控制 19
4.4语音模块设计 20
4.5按键模块设计 20
4.6红外人体感应模块设计 21
第五章装置的仿真与测试 23
5.1系统调试 23
5.1.1单片机调试 23
5.1.2OLED显示模块调试 23
5.1.3手动控制模块调试 25
5.1.4自动控制模块调试 26
5.1.5语音控制模块调试 27
5.1.6语音播报模块调试 28
5.2设计时遇到的问题 29
5.2.1语音模块编译不成功 29
5.2.2语音模块串口调试无法下载程序 29
5.2.3焊接完电路后两处模块不工作 29
第六章结论 30
参考文献 31
致谢 32
绪论
随着国家教育事业的蓬勃发展，越来越多的孩子都能够接受义务教育，并且通过自己不懈努力和周围人的帮助，考上理想的高中和大学。如今，高学历人群的数量越来越大，学习的任务也越来越重。此外，现在较快的生活节奏也使上班族变得更加忙碌，很多上班族坐班期间的时间并不够用，需要晚上在家加班。所以晚上工作和学习的照明水平就显得尤为重要，如果没有较好的照明条件，会对人的身体健康造成威胁。
照明水平首先是照明灯的亮度，既要满足范围上能够至少照亮整个桌面且无太暗或太亮造成眼睛的不适感，又要可随使用者心意随意调节亮度以满足不同的照明需求，打破常规的开关按下灯亮但亮度恒定的问题，做亮度可调节的台灯更符合广大使用者的要求以及给台灯产业和市场带来更高的收益和利润。其次，照明的同时给使用者带来更多简便易操作的附加功能，比如显示时间、设置闹钟、设置语音做长时间学习和工作的休息提示。这些附加的小功能可以让使用者对时间的把握更精准，合理安排各种工作和学习以及休息，不至于学习或工作太久导致身体疲劳。最后，使用多种控制方式，让使用者有更多的选择开关灯和控制亮度的方式，方便各种情况下对灯的控制。比如，手动控制可以在需要安静的环境中（例如图书馆）无声控制台灯亮度，而自动控制是在使用者聚精会神学习没有注意到室内光线由暗转明或由明转暗的变化而不能及时手动调节灯光亮度的时候根据光线强弱做出自动自主微调，以适应当前光线强度，主要是避免因台灯光线与室内光线严重不适对使用者的视力造成不良影响，语音控制则是在使用者距离台灯位置较远或手头有学习或工作不能进行手动调节灯光亮度时所备的功能，可以直接使用对应指令语音唤起语音助手并实现相应开关或亮度调节的