基于嵌入式Linux的語(yǔ)音識別系統硬軟件設計

　　別功能程序設計

　　語(yǔ)音識別芯片LD3320的特色是兼有語(yǔ)音識別和MP3播放的兩項功能，在功能切換的時(shí)候，必須進(jìn)行通用初始化，對芯片進(jìn)行一系列的設置。

　　語(yǔ)音識別功能的驅動(dòng)程序工作流程為通用初始化à語(yǔ)音識別用初始化→寫(xiě)入識別列表→開(kāi)始識別→響應識別中斷。為了提高識別成功率，在識別列表中增加了“垃圾關(guān)鍵詞”以吸收錯誤的識別。上層應用程序為語(yǔ)音識別功能分配了單獨的進(jìn)程，通過(guò)ioctl()函數控制LD3320的工作狀態(tài)，read()函數可以讀取識別結果。程序中使用select機制實(shí)現read()函數的非阻塞訪(fǎng)問(wèn)。同時(shí)，設定select監控超時(shí)時(shí)間，在超時(shí)后，重新初始化語(yǔ)音識別芯片LD3320，為下一次語(yǔ)音識別做準備，如圖6所示。

　　4.2語(yǔ)音播放功能程序設計

　　LD3320支持MP3數據播放，程序中操作順序為：通用初始化à播放模式初始化à音量調節à開(kāi)始播放，并準備好中斷響應函數，打開(kāi)中斷允許位。在程序中，首先將數字0~9、“十”、“百”、“點(diǎn)”的語(yǔ)音MP3數據分別轉換為標準C語(yǔ)言數組格式文件，將該文件添加到工程中進(jìn)行統一編譯。然后把需要播放的距離數據進(jìn)行拆分，并對每一位進(jìn)行查表操作，得到相應的語(yǔ)音數據。例如，將距離數據12.5拆分為：“1”、“十”、“2”、“點(diǎn)”、“5”。最后將查表得到的語(yǔ)音數據按從左到右的順序組合，并存儲到LD3320的播放數據存儲器，在即將播放完畢時(shí)，芯片會(huì )發(fā)出中斷請求，在中斷響應函數中連續寫(xiě)入播放數據，直到聲音數據播放完畢。

　　4.3超聲波測距和云臺控制程序設計

　　超聲波測距功能的驅動(dòng)程序屬于Linux字符型驅動(dòng)，利用ioctl()函數對相應GPIO進(jìn)行時(shí)序控制，完成超聲波的發(fā)射和接收。在接收端口輸出高電平脈沖信號時(shí)，觸發(fā)系統中斷并使用定時(shí)器計算得到高電平持續時(shí)間△T，根據公式(1)完成距離S的測量。式中V為超聲波的傳播速度，常溫下超聲波在空氣中的傳播速度是340米/秒。在應用程序中，可以通過(guò)read()函數讀取到所測量的距離值。

　　S =V XΔT/ 2(1)

　　兩自由度云臺由兩個(gè)舵機組成，分別控制云臺水平和垂直方向的旋轉角度。在驅動(dòng)程序中，首先打開(kāi)定時(shí)器PWM功能并設置定時(shí)周期，然后映射定時(shí)器中斷函數，最后使能定時(shí)器，使定時(shí)器開(kāi)始運行。程序中根據實(shí)驗者發(fā)出的語(yǔ)音指令，利用ioctl()函數控制定時(shí)器輸出兩路PWM信號，分別控制兩個(gè)舵機的旋轉角度，最后將運動(dòng)合成為云臺的位姿。

　　5.結語(yǔ)

　　本文介紹了嵌入式語(yǔ)音識別技術(shù)在超聲波測距系統中的一種應用以及實(shí)現方式，實(shí)驗人員可以通過(guò)預先定義好的語(yǔ)音指令(例如：“開(kāi)始測量”、“左上方”、“前方”)實(shí)現對系統的控制，并利用超聲波進(jìn)行距離測量。測量完成后，系統通過(guò)語(yǔ)音播放的方式將測量結果反饋給實(shí)驗人員，完成人機交互，提高了用戶(hù)體驗度。本系統具有易擴展的優(yōu)點(diǎn)，可以將其應用到其它嵌入式控制系統中。