基于單片機的語音控制型空調(diào)遙控的設(shè)計

劉正華

摘要：隨著電子與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各種各樣的電子設(shè)備被創(chuàng)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(diào)，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(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，幾乎各種隨身攜帶的電子設(shè)備都可以聯(lián)網(wǎng)進行操作，因此一個不僅可以智能學(xué)習(xí)和遙控并且可以基于網(wǎng)絡(luò)進行遠程控制的智能遙控器需求應(yīng)運而生。為了研究并實現(xiàn)一個可以同時處理多種遙控設(shè)備，提供自學(xué)習(xí)能力并可與未來趨勢兼容的遙控器，該智能遙控器項目應(yīng)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(tǒng)，不僅支持遙控自學(xué)功能，而且能夠無限制添加設(shè)備數(shù)量，友好的管理設(shè)備遙控模版，同時還支持面向網(wǎng)絡(luò)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(fā)展對工業(yè)設(shè)計提出了新的要求，這種要求體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計中只要是功能的集成化和智能化，提高產(chǎn)品對生活的影響力。

關(guān)鍵詞：遙控，遠程控制，集成化和智能化。

一、空調(diào)遙控的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）空調(diào)遙控的起始

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

空調(diào)遙控器，即用于控制空調(diào)主機進行模式設(shè)定、溫度調(diào)節(jié)以及其它操作的移動遙控設(shè)備。在市場現(xiàn)有的空調(diào)遙控器產(chǎn)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(chuàng)新都層出不窮的電視遙控器，空調(diào)遙控器都處于被忽略的狀態(tài)，應(yīng)為它使用頻率不高。

（2）空調(diào)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(xiàn)在市場上很多商業(yè)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(diào)遙控器操作中，人、遙控器、空調(diào)處于使用環(huán)境中，人們操作遙控器，使遙控器對空調(diào)發(fā)射信號，空調(diào)接收信號，對環(huán)境進行調(diào)結(jié)，滿足人們需求。當遙控技術(shù)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(dǎo)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(diào)遙控的構(gòu)想

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

空調(diào)的遙控系統(tǒng)，實際上是一個單片機控制電路各個控制程序已經(jīng)燒錄在中央控制芯片內(nèi)，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(diào)控制系統(tǒng)正常工作的條件有三個：供電電壓，時鐘震蕩信號，復(fù)位電路應(yīng)正常。空調(diào)遙控系統(tǒng)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(diào)遙控系統(tǒng)輸出的控制信號主要有六個：擺風控制信號，室內(nèi)機風扇控制信號，壓縮機控制信號，制冷制熱轉(zhuǎn)換控制信號，顯示信號，蜂鳴信號等。

遙控器是科技信息發(fā)展的產(chǎn)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(huán)境和產(chǎn)品這一整體互動關(guān)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(yōu)點而廣泛應(yīng)用在家用電器及智能儀器中。具有制冷制熱功能的空調(diào)作為紅外遙控的應(yīng)用領(lǐng)域之一，它的開/關(guān)通常是通過人工操作遙控器實現(xiàn)的。

要是空調(diào)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(diào)遙控器，只要動動嘴說出要求，空調(diào)就能照辦，讓人們隨心所欲的操作。

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

二、設(shè)計步驟

（1）單片機電路的設(shè)計

單片機部分初步打算用STC公司的STC15來實現(xiàn)功能，STC15內(nèi)部集成了CPU，RAM，ROM，EEPROM，定時器/計數(shù)器，AD/DA等，利用單片機和24bit的AD芯片進行協(xié)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(shù)進行程序控制。如果在此基礎(chǔ)上STC15有所欠缺，火氣或許會用STM32進行代替，使其項目的結(jié)果更加精準和穩(wěn)定。

（2）紅外電路的設(shè)計

通過GPIO接口連接紅外模塊，通過uRC軟件設(shè)計方法，可以學(xué)習(xí)并存儲任何型號空調(diào)遙控器的紅外脈沖編碼寬度，并實現(xiàn)紅外控制空調(diào)。因此用戶指令通過網(wǎng)絡(luò)到主控模塊，控制并發(fā)射紅外信號，空調(diào)接收紅外信號，從而實現(xiàn)遠程控制空調(diào)。結(jié)果表明用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠程控制任何品牌型號空調(diào)，起到節(jié)能和環(huán) 保的作用。

（3）語音模塊電路設(shè)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(shù)模型，然后又將取得的語音特征參數(shù)送入語音模型庫。識別階段是將輸入的語音信號經(jīng)過特征參數(shù)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(fā)出控制空調(diào)的指令。

三、總結(jié)

紅外的頻率是整個紅外系統(tǒng)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(fā)出的各項指令，并且做出正確的操作控制空調(diào)。

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