基于Arduino 语音控制智能家居系统设计
摘要：随着时代的发展与现代科技的不断的进步，电子信息技术的急速发展使得各行各业都有不同的发展现状，由电子信息技术结合物联网技术的智能家居，开始飞速发展和普及普通家庭的使用。如今，全世界互联网的普及率几乎已经延伸到世界每一个角落，不管是人们的生活还是工作都融入其中。让我们的世界变得既丰富多彩又快捷方便。本课题设计了一种能够使用语音模块来作为识别人语音命令的模块，使用单片机来识别语音模块传回来数据进行分析，然后单片机就语音模块识别的相关指令去执行一些控制。还有通过语音识别命令来控制采集当前环境中的温湿度，光照度以及检测当前环境中的有害气体等一系列操作。
关键字：Arduino；语音控制；智能家居
Arduino Voice Control Smart Home
Abstract: With the development of the times, the continuous advancement of modern science and technology The rapid development of electronic information technology has made all walks of life have different development, and the smart home combined with electronic information technology and Internet of things technology began to develop rapidly and popularize the use of ordinary families. Nowadays, because the popularity of the Internet in the world has extended to almost every corner of the world, people's lives and work are integrated into them. Let our world become rich and colorful, fast and convenient. This topic has designed a module that can use the speech module to recognize human speech commands. It uses the single-chip computer to identify the speech module to transmit the data back for analysis, and then the single-chip microcomputer performs some control on the relevant instructions identified by the speech module. There are also a number of operations such as controlling the collection of temperature, humidity, light intensity, and detection of harmful gases in the current environment through voice recognition commands.
Keywords: Arduino; voice control; Smart home
第一章 绪论 3
1.1 研究背景 3
1.2 本课题发展现状及趋势 3
第二章 系统方案设计 5
2.1 本课题智能家居的功能分析及说明 5
2.2 本课题设计的目标及内容 6
第三章 硬件系统设计 6
3.1 硬件模块选型 6
3.1.1 单片机选型介绍 6
3.1.2语音模块选型介绍 8
3.1.3 DHT22温湿度传感器选型介绍 9
3.1.4 光敏传感器选型介绍 10
3.1.4 气体传感器选型介绍 11
3.1.4 继电器选型介绍 13
3.2 硬件电路设计 14
3.2.1 单片机最小系统电路图 14
3.2.2语音模块接口电路图 15
3.2.3光敏传感器电路图 17
3.2.4温湿度传感器电路图 18
3.2.5继电器电路图 19
3.2.6气体传感器电路图 20
3.2.7电源电路图 21
第四章 软件系统设计 21
4.1 软件开发环境 21
4.2 程序流程图设计说明 25
4.3 各功能模块程序设计 26
4.3.1 主程序设计 26
4.3.2 语音识别控制程序 28
4.3.3 光敏模块程序设计 30
4.3.4 温湿度模块程序设计 31
4.3.5 气体传感器程序设计 32
4.3.5 继电器控制程序设计 33
第五章 软硬件调试 33
第六章 总结及致谢 34
6.1 总结 34
6.2 致谢 35
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 研究背景
随着时代的发展和现代科技的不断进步，电子信息技术的急速发展使得各行各业都有了不同的发展现状，由电子信息技术结合物联网技术的智能家居也开始飞速发展和普及普通家庭的使用。如今，全世界互联网的普及率几乎已经延伸到世界每一个角落，不管是人们的生活还是工作，都融入其中。让我们的世界变得既丰富多彩又快捷方便。在这样的时代背景下，“物联网”这一概念也随之被提出。物联网，顾名思义就是建立在物与物之间的一个网络，连接的媒介是传感技术和无线通信技术，让他们在磨合中彼此认识和了解，从而实现信息共享。简单概括一下，就是物物连接的网络，现在这个网络已得到世界的认可，并有一部分人已经以这个专业为方向在做进一步的研究和应用。物联网是互联网大家庭中的一份子，它通过标准化通信协议的对象来推进社会的生产力发展，对人们的现实生活迸发出来的问题，会创造出更好的解决方案。无线传感器网络技术，互联网技术，射频识别技术，信息安全技术等，都是在这个技术范畴内，互相交织，以某种特殊的关系保持着平衡。物联网将装有智能信息的设备与相应的对象连接起来，然后加上配套的智能管理信息，最后达到智能识别和管理的目的。物联网概念的推广加速了智能家居的发展。而今，物联网在工业、农业等各个领域的广泛应用，使得智能家居能够以迅雷不及掩耳之势迅速发展起来，在市场大潮之中赢得先机。目前，物联网项目的建设正在中国的一些一、二线城市如火如荼地开展，当地的运营商也积极开始销售相应的智能家居产品。所以，智能家居的发展前景很广阔。
节能环保，方便快捷，成本低廉是智能家居服务要追求的完美体现。目前，“低碳经济”已成为世界各国公认的发展目标。越价格低廉、方便快捷的智能家居系统也将慢慢进入大众的视线，受到更多的青睐。与此同时，它也能满足人们对智能家居在需求和使用功能上的便利，最终促进智能家居在整个行业上得到更好的发展。
1.2 本课题发展现状及趋势
中国的智能小区，一直到二十世纪90年代后期才开始慢慢出现。众所周知，中国智能家居小区的建立源于上海所在的长三角和广州和深圳所在的珠三角等沿海城市，，并逐渐延伸到内陆城市。2000年之前，对全国户籍智能技术示范项目的实施开展了一些调查研究，调查时建设部勘察设计司和住宅产业化办公室联合组织部，为这个项目顺利开展提供了力所能及的帮助，承担了大量的调研任务；同时，随着调研工作的顺利展开也标志着我国家居智能化进入了一个社区发展的崭新阶段。随着信息技术的进步，国家经济贸易协会成立了家庭信息网络技术委员会，将国家科技创新的重点专项计划也提上日程，放在信息网络技术上。与国外相比，中国的智能家居起步相对较晚，并国家标准尚未形成。国内三大通信运营商，也提出并构建了如e家庭，e-home数字家园等以信息网络技术为主的智能家居系统雏形。各硬件和软件研究机构都在积极研究开发更符合市场需求的智能家居设备，以解决使用过程中出现的实用性差、结构复杂、价格高等的一些问题。
1984年，美国的康涅迪格州建造完成了世界上第一座智能建筑，让世人的眼球骨碌碌直转。这原先只是一座古老的建筑，后被改造成了一座超现代的建筑。建筑里面的电视机、冰箱、洗衣机、电梯、照明灯等均接收计算机系统的监控，并同时提供各种诸如语音通信，邮件，情报等的信息服务。 千禧之年，这个智能家居系统一经传播，就得到广泛关注。仅新加坡就大约有5,000所房屋，美国更是达到大约有40,000所房屋，都采用这套智能系统。三年后，随着互联网的深入应用，带来了约4500亿美元的市场价值，其中四分之三的利润来自智能家电，与智能家电配套的服务软件和技术成本也贡献了一部分的价值。显而易见，智能家居系统的技术正在不断的得到完善和成熟。目前，国外市场主推的智能家居系统主要包括X-10系统，EIB系统和8X系统。但这些系统由于价格高，采购审批程序复杂，货运时间长，市场推广力度不足等原因，而使现阶段的市场前景不被人认同。
参考文献
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