基于單片機的語音控制型空調遙控的設計

劉正華

摘要：隨著電子與信息產業的發展，各種各樣的電子設備被創造并普及到人們的生活當中，成為人們生活中的必需品，比如電視機，DVD，機頂盒，空調，音響，冰箱，洗衣機等。而幾乎所有的常用電器都支持遙控的操作。于此同時，隨著網絡技術的發展，幾乎各種隨身攜帶的電子設備都可以聯網進行操作，因此一個不僅可以智能學習和遙控并且可以基于網絡進行遠程控制的智能遙控器需求應運而生。為了研究并實現一個可以同時處理多種遙控設備，提供自學習能力并可與未來趨勢兼容的遙控器，該智能遙控器項目應運而生。智能遙控器是一個很深入市場需求的一個項目，滿足了人們方便使用日益繁多的家用電器的需求。智能遙控終端的遙控系統，不僅支持遙控自學功能，而且能夠無限制添加設備數量，友好的管理設備遙控模版，同時還支持面向網絡連接遠程遙控主機，進行進一步的操作。

當代社會的不斷進步和發展對工業設計提出了新的要求，這種要求體現在產品設計中只要是功能的集成化和智能化，提高產品對生活的影響力。

關鍵詞：遙控，遠程控制，集成化和智能化。

一、空調遙控的發展現狀

（1）空調遙控的起始

遙控器最早應用于控制電視，那種遙控器是有線的，直到1955年才發明出無線遙控器。20世紀80年代，發送和接受紅外線的半導體裝置被開發出來，空調遙控器就是紅外遙控器應用最廣泛的一種。

空調遙控器，即用于控制空調主機進行模式設定、溫度調節以及其它操作的移動遙控設備。在市場現有的空調遙控器產品中，其功能和視覺識別、外觀造型都大同小異，相對于無論外觀還是功能的創新都層出不窮的電視遙控器，空調遙控器都處于被忽略的狀態，應為它使用頻率不高。

（2）空調遙控的市場前景

智能遙控器是一個很深入市場的一個項目，雖說現在市場上很多商業化的萬能遙控器，但是他們的功能單一，可擴展性不強，功能單一，使用不方便，目前每家每戶更多的是使用很多獨立運行的遙控器。一個智能的，使用方便的，功能強大的遙控器，將為人們的生活提供更多的便利，使用價值和意義都非常巨大，這是一個未被深挖的潛力市場。

在空調遙控器操作中，人、遙控器、空調處于使用環境中，人們操作遙控器，使遙控器對空調發射信號，空調接收信號，對環境進行調結，滿足人們需求。當遙控技術給人們帶來操作上的便利時，人們對于遙控器的舒適度和功能的要求也進一步提高。按鍵多，文字圖形符號指示不明確，導致有些用戶難以識別，如果增加語音功能，則不存在這些問題。

（3）語音空調遙控的構想

有了語音功能，人們只要對著空調遙控說話，就能控制空調的開關機，制熱或制冷，加減溫度，調風速以及空氣質量，給人們帶來極大程度的方便。作為空調領域的領軍者，海爾早在2010年就有類似語音遙控的構想。智能化是以后家電發展的主題，手中小小的空調遙控做成一種智能化的工具，是人們以后研究的方向。

空調的遙控系統，實際上是一個單片機控制電路各個控制程序已經燒錄在中央控制芯片內，它是一個整體。它的工作條件、信號輸入、信號輸出都是我們要解決的問題。空調控制系統正常工作的條件有三個：供電電壓，時鐘震蕩信號，復位電路應正常。空調遙控系統輸入的控制信號主要有三個：溫度控制信號，遙控信號，面板控制信號。空調遙控系統輸出的控制信號主要有六個：擺風控制信號，室內機風扇控制信號，壓縮機控制信號，制冷制熱轉換控制信號，顯示信號，蜂鳴信號等。

遙控器是科技信息發展的產物，在人們的日常生活中，遙控器的操作能夠直接、形象地反映人，環境和產品這一整體互動關系。

紅外遙控是當前使用最廣泛的近距離通信方式，由于其體積小、成本少、功耗低、抗干擾能力強等優點而廣泛應用在家用電器及智能儀器中。具有制冷制熱功能的空調作為紅外遙控的應用領域之一，它的開/關通常是通過人工操作遙控器實現的。

要是空調也能像手機一樣用語音控制，即使人們不會使用繁瑣的空調遙控器，只要動動嘴說出要求，空調就能照辦，讓人們隨心所欲的操作。

通過人們對空調遙控器的操作，人們可以發現這是一種智能的空調遙控器，人們通過手動控制或者語音控制來進行對空調的各種操作，方便人們的日常生活。

二、設計步驟

（1）單片機電路的設計

單片機部分初步打算用STC公司的STC15來實現功能，STC15內部集成了CPU，RAM，ROM，EEPROM，定時器/計數器，AD/DA等，利用單片機和24bit的AD芯片進行協議通信，從而獲取輸入的電壓信號值，并且利用OLED顯示屏顯示出來，并且單片機還可以對AD芯片的放大倍數進行程序控制。如果在此基礎上STC15有所欠缺，火氣或許會用STM32進行代替，使其項目的結果更加精準和穩定。

（2）紅外電路的設計

通過GPIO接口連接紅外模塊，通過uRC軟件設計方法，可以學習并存儲任何型號空調遙控器的紅外脈沖編碼寬度，并實現紅外控制空調。因此用戶指令通過網絡到主控模塊，控制并發射紅外信號，空調接收紅外信號，從而實現遠程控制空調。結果表明用戶可以通過互聯網遠程控制任何品牌型號空調，起到節能和環 保的作用。

（3）語音模塊電路設計

語音識別原理是采集語音信號，把語音特征提取、處理，取得一組反映該語音特征的具體參數模型，然后又將取得的語音特征參數送入語音模型庫。識別階段是將輸入的語音信號經過特征參數處理，然后生成測試的模塊，與模板庫進行比較，并最終識別，由遙控器發出控制空調的指令。

三、總結

紅外的頻率是整個紅外系統的核心，要對它進行特別的編碼，以免被別的紅外信號干擾。語音的錄入也是一個重點，要使語音模塊快速、有效的識別用戶發出的各項指令，并且做出正確的操作控制空調。

參考文獻：

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