單片機(jī)控制智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

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摘要：闡述STM32單片機(jī)控制的智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、語(yǔ)音識(shí)別功能，智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)的功能模塊，包括中央控制系統(tǒng)、語(yǔ)音識(shí)別模塊、電平串口模塊、藍(lán)牙模塊、顯示模塊、刷卡模塊、供電模塊，探討智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：STM32單片機(jī)，智能語(yǔ)音控制，程序設(shè)計(jì)，語(yǔ)音識(shí)別

STM32單片機(jī)控制的智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)當(dāng)前被越來(lái)越多的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，該系統(tǒng)能夠在消費(fèi)者進(jìn)行刷卡消費(fèi)時(shí)使用語(yǔ)音功能輸入消費(fèi)價(jià)格，在使用過(guò)程中更加方便快捷。該系統(tǒng)主要具有強(qiáng)大的語(yǔ)音識(shí)別功能和刷卡功能，在執(zhí)行語(yǔ)音功能時(shí)可以將其懸掛在腰間，或者其他位置。語(yǔ)音系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括一個(gè)麥克風(fēng)以及連接線，系統(tǒng)主要是通過(guò)掛在腰間的語(yǔ)音識(shí)別裝置進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別和轉(zhuǎn)換，然后將信息上傳至系統(tǒng)內(nèi)部，從而智能控制刷卡機(jī)達(dá)到語(yǔ)音識(shí)別目的。本系統(tǒng)可以在刷卡成功后通過(guò)電子屏顯示消費(fèi)者銀行卡的余額等信息，通過(guò)對(duì)這一系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用極大地提高了商場(chǎng)等收銀工作的工作效率以及準(zhǔn)確率，減少誤差。本文通過(guò)對(duì)STM32單片機(jī)控制的智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)的運(yùn)行原理、結(jié)構(gòu)分析和討論，希望能夠更好地將該系統(tǒng)推廣到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，提高其使用價(jià)值。

1研究背景

以STM32單片機(jī)控制裝置為主要部分的智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)，能夠更好地施展其語(yǔ)音識(shí)別功能，該系統(tǒng)是通過(guò)內(nèi)部特殊裝置來(lái)對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行分析和定位，最終完成識(shí)別工作，然后將識(shí)別后的信息傳送至中央系統(tǒng)，通過(guò)中央系統(tǒng)對(duì)刷卡裝置發(fā)送指令最終完成語(yǔ)音刷卡任務(wù)。這一系列的操作過(guò)程都要利用電腦程序編排，只有經(jīng)過(guò)軟件對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的編程，對(duì)STM32單片機(jī)裝置進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析和處理，才能夠是中樞控制系統(tǒng)接收到準(zhǔn)確無(wú)誤的信息數(shù)據(jù)，從而保證系統(tǒng)能夠更好地完成刷卡任務(wù)。我國(guó)STM32單片機(jī)智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，各大商場(chǎng)甚至中小私營(yíng)門面都引進(jìn)該系統(tǒng)，用于店鋪收銀工作，該系統(tǒng)具有生產(chǎn)成本低，操作簡(jiǎn)單，小巧方便便于攜帶等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此，為了更好地將該系統(tǒng)應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，我們應(yīng)該更加清晰明了的掌握該系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行理論，充分的改進(jìn)和完善該系統(tǒng)，使其能夠更好地為我們提供服務(wù)。

2STM32單片機(jī)控制的智能刷卡系統(tǒng)

將STM32單片機(jī)控制裝置應(yīng)用于智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)當(dāng)中，極大的縮小了刷卡系統(tǒng)的空間，在多種多樣的單片機(jī)控制裝置當(dāng)中，選擇STM32單片機(jī)主要是由于其自身具有強(qiáng)大的語(yǔ)音處理功能，能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地對(duì)輸入的音頻進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的電腦程序快速有效的識(shí)別出該語(yǔ)音是否正確，可否進(jìn)行下一步操作，有效地保證語(yǔ)音刷卡的安全性。

2.1系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖1中，STM32單片機(jī)是性價(jià)比最高的語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)控制裝置，它內(nèi)部具有準(zhǔn)確度極高的10位AC系統(tǒng)芯片，該AC系統(tǒng)新能夠更好地進(jìn)行音頻轉(zhuǎn)換，并且內(nèi)部裝置了自動(dòng)電路來(lái)對(duì)音頻進(jìn)行實(shí)時(shí)收錄，然后AC系統(tǒng)芯片在接收后進(jìn)行語(yǔ)音播放，之后該系統(tǒng)內(nèi)部的電腦程序會(huì)對(duì)收入的語(yǔ)音進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算快速地完成語(yǔ)音識(shí)別目的，STM32單片機(jī)擁有一套獨(dú)特的指令程序，能夠支持不同環(huán)境下的語(yǔ)音識(shí)別，即使在外部比較嘈雜的環(huán)境當(dāng)中也能夠精準(zhǔn)地提煉出需要識(shí)別的語(yǔ)音，極大地保證了刷卡系統(tǒng)的安全性，提高了系統(tǒng)的工作效率。與此同時(shí)，STM32單片機(jī)裝置內(nèi)部具有強(qiáng)大的函數(shù)運(yùn)算程序，只要系統(tǒng)能夠有效地識(shí)別語(yǔ)音，并且進(jìn)行語(yǔ)音播放系統(tǒng)內(nèi)部的函數(shù)程序就會(huì)智能啟動(dòng)運(yùn)算功能，快速完成語(yǔ)音識(shí)別工作。另外STM32單片機(jī)還具有先進(jìn)的芯片對(duì)接口，用戶可以通過(guò)芯片接口進(jìn)行程序下載，方便快捷，操作簡(jiǎn)單。

2.2內(nèi)部語(yǔ)音識(shí)別功能

STM32單片機(jī)的內(nèi)部語(yǔ)音識(shí)別裝置主要包括內(nèi)部音頻信號(hào)接收器、數(shù)字信號(hào)處理器以及電腦程序編程等部分組成。該系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中首先應(yīng)用內(nèi)部音頻信號(hào)接收器對(duì)外部音頻信號(hào)進(jìn)行接收，之后通過(guò)內(nèi)部處理器將音頻進(jìn)行播放，使用內(nèi)部編程好的電腦程序?qū)σ纛l各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到數(shù)據(jù)結(jié)果，之后將數(shù)據(jù)結(jié)果快速傳送到中央系統(tǒng)，中央系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)判斷輸入語(yǔ)音是否可以進(jìn)行接下來(lái)的刷卡任務(wù)。當(dāng)前STM32單片機(jī)是數(shù)字語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)當(dāng)中最為廣泛的一種單片機(jī)。

2.3程序調(diào)試功能

STM32單片機(jī)內(nèi)部裝有微型控制器，能夠有效地滿足不同的用戶需求，該系統(tǒng)充分考慮到用戶的需求資源較少問(wèn)題，通過(guò)微型控制器的設(shè)置，在用戶增加需求時(shí)可以進(jìn)行自主調(diào)試，來(lái)滿足用戶的使用要求。STM32單片機(jī)具有較快的處理信息的速度，能夠更好地對(duì)復(fù)雜的音頻信息進(jìn)行分類處理，STM32單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)模塊結(jié)構(gòu)可以有效地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜情形造成的語(yǔ)音采集結(jié)果不理想的問(wèn)題，通過(guò)模塊內(nèi)部強(qiáng)大的功能處理來(lái)更好的執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別功能。當(dāng)用戶對(duì)語(yǔ)音識(shí)別存在不同需求時(shí)，首先可以通過(guò)數(shù)據(jù)端口連接有需求的數(shù)據(jù)，然后對(duì)后臺(tái)運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)試，使其能夠更好地適應(yīng)當(dāng)下使用，發(fā)揮其語(yǔ)音識(shí)別功能保證刷卡工作順利有序開展。

3智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)的功能模塊

3.1中央控制系統(tǒng)

芯片的主要構(gòu)成部分主要包括32位的微型控制器、程序存儲(chǔ)卡等，在該程序運(yùn)行過(guò)程中外部工作環(huán)境保持在－40～80℃即可，該程序除了極端惡劣環(huán)境外基本上可以滿足各種工作環(huán)境下的運(yùn)行，工作電壓只需要保持在3V左右即可。由此可見(jiàn)，該工作芯片控制系統(tǒng)工作環(huán)境要求較低，在滿足程序運(yùn)行要求的同時(shí)還具有簡(jiǎn)單輕便易攜帶的優(yōu)點(diǎn)，是一款實(shí)用性較強(qiáng)的綜合語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)。

3.2語(yǔ)音識(shí)別模塊

該系統(tǒng)的主要工作原理就是利用特定的裝置和技術(shù)通過(guò)語(yǔ)音的收錄，進(jìn)行內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)算從而達(dá)到辨識(shí)語(yǔ)音的目的，只有準(zhǔn)確的及時(shí)地發(fā)揮語(yǔ)音識(shí)別功能才能夠有效地支持刷卡工作的進(jìn)一步落實(shí)。該系統(tǒng)能夠有效地捕捉系統(tǒng)收錄的語(yǔ)音關(guān)鍵詞，并且可以對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的編輯計(jì)算，來(lái)達(dá)到準(zhǔn)確率較高的識(shí)別效果。支持該部分工作運(yùn)行的核心元件是語(yǔ)音聲控芯片，它是支持語(yǔ)音識(shí)別工作的重要保障。

3.3系統(tǒng)的電平串口模塊

該系統(tǒng)進(jìn)行這一設(shè)置的主要目的是能夠更加方便快捷地將刷卡系統(tǒng)與單片機(jī)進(jìn)行連接，只有將兩者有效地進(jìn)行連接，才能夠順利完成整套操作流程，在語(yǔ)音識(shí)別模塊完成語(yǔ)音采集和識(shí)別工作后將準(zhǔn)確信息發(fā)送至系統(tǒng)，再由系統(tǒng)下達(dá)指令，當(dāng)刷卡裝置接收到系統(tǒng)指令后才能夠執(zhí)行刷卡任務(wù)，保證刷卡更加安全可靠，工作流程更順利。

3.4系統(tǒng)的藍(lán)牙模塊

STM32單片機(jī)智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)設(shè)置了藍(lán)牙模塊，可以通過(guò)藍(lán)牙傳輸功能實(shí)現(xiàn)信息傳送，將信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)送反饋給系統(tǒng)內(nèi)部，避免了在進(jìn)行信息傳輸時(shí)使用端口傳輸帶來(lái)的不便，藍(lán)牙傳輸功能的使用和開發(fā)極大提高了系統(tǒng)的可操作性，方便用戶在進(jìn)行信息采集時(shí)操作更加簡(jiǎn)單，藍(lán)牙模塊的設(shè)置有效地提高了STM32單片機(jī)智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)的信息傳輸速度，使其在運(yùn)行過(guò)程中更加穩(wěn)定快速和靈敏。

3.5系統(tǒng)的顯示模塊

該系統(tǒng)的顯示模塊主要是應(yīng)用和設(shè)置智能LED顯示屏，使用戶在進(jìn)行刷卡消費(fèi)后，能夠及時(shí)地將用戶消費(fèi)信息以及銀行卡余額等展示在LED顯示屏上，該顯示屏具有超高的分辨率，能夠使信息更加清晰明了的展示在顯示屏上。并且顯示屏所選用的漢字和圖案整體比例和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較合理，能夠給人更好的視覺(jué)對(duì)比沖擊，具有超大的視覺(jué)廣角。雖然如此，該顯示屏的運(yùn)行功率消耗卻比較低，不會(huì)占用系統(tǒng)運(yùn)行得過(guò)多空間。由此該模塊的設(shè)置能夠更好地提升智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)的使用功能，更加方便用戶了解消費(fèi)內(nèi)容。

3.6系統(tǒng)的刷卡模塊

該系統(tǒng)主要使用RFIDRC522射頻刷卡模塊，這一刷卡模塊的主要優(yōu)勢(shì)在于其運(yùn)行過(guò)程中需要比較低的電壓支持即可，并且該系統(tǒng)制作成本較低，體積較小可以更加方便的應(yīng)用在刷卡系統(tǒng)內(nèi)部，該刷卡模塊具有非接觸通信功能，能夠快速實(shí)現(xiàn)和語(yǔ)音識(shí)別裝置的信息傳輸，快速識(shí)別系統(tǒng)發(fā)出的指令，執(zhí)行刷卡任務(wù)。該模塊使用的芯片進(jìn)行科學(xué)的合理設(shè)計(jì)能夠擁有獨(dú)立的讀卡電路，使用起來(lái)更加方便快捷，有利于刷卡終端快速接收信息，進(jìn)行下一步操作。刷卡模塊在工作時(shí)只需要三伏左右的電壓即可，可以持續(xù)地與主機(jī)保持通信聯(lián)系，極大地節(jié)約了主機(jī)工作時(shí)的能量消耗，在保證刷卡工作順利穩(wěn)定地進(jìn)行的同時(shí)極大地降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本。

3.7系統(tǒng)的供電模塊

通過(guò)以上分析和介紹，我們可以知道該系統(tǒng)內(nèi)部個(gè)元件的運(yùn)行都不需要較大的電力消耗，并且該系統(tǒng)體積較小，不需要使用過(guò)于繁重的供電系統(tǒng)。因此該系統(tǒng)只設(shè)置了兩節(jié)鋰電池作為其供電支持，該供電模塊能夠持續(xù)穩(wěn)定的保證系統(tǒng)有效運(yùn)行。

4智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

4.1系統(tǒng)的主體設(shè)計(jì)

該語(yǔ)音智能刷卡系統(tǒng)主要是通過(guò)系統(tǒng)口罩處的麥克風(fēng)進(jìn)行音頻收集，然后將其傳送至語(yǔ)音識(shí)別模塊，經(jīng)過(guò)語(yǔ)音識(shí)別模塊內(nèi)部的程序計(jì)算有效地得到準(zhǔn)確的語(yǔ)音信息，在經(jīng)由STM32單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理后將數(shù)字結(jié)果傳送給中央系統(tǒng)，最后有系統(tǒng)內(nèi)部的藍(lán)牙通信裝置將信息數(shù)據(jù)結(jié)果傳送給刷卡裝置，刷卡系統(tǒng)在接收到執(zhí)行指令后即可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別刷卡目的，從而準(zhǔn)確地對(duì)消費(fèi)者的消費(fèi)數(shù)額進(jìn)行扣除后將消費(fèi)信息展示在LED顯示屏上。

4.2系統(tǒng)的語(yǔ)音控制系統(tǒng)

該語(yǔ)音智能刷卡系統(tǒng)主要由兩大部分組成，其中語(yǔ)音控制系統(tǒng)是該系統(tǒng)發(fā)揮功能的重中之重，工作人員在使用該系統(tǒng)時(shí)通過(guò)系統(tǒng)口罩處的麥克風(fēng)將具體消費(fèi)金額輸入系統(tǒng)內(nèi)部，在工作人員進(jìn)行語(yǔ)音輸入的同時(shí)，語(yǔ)音識(shí)別控制系統(tǒng)開始進(jìn)行工作，經(jīng)過(guò)快速的有效地對(duì)輸入語(yǔ)音的音頻分析和數(shù)據(jù)計(jì)算來(lái)得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)結(jié)果，然后通過(guò)藍(lán)牙模塊將數(shù)據(jù)傳送給刷卡系統(tǒng)。STM32單片機(jī)的語(yǔ)音識(shí)別模塊具有多個(gè)連接端口與藍(lán)牙模塊以及終端系統(tǒng)等系統(tǒng)內(nèi)部各裝置進(jìn)行有效連接，及時(shí)通過(guò)端口連接進(jìn)行信息輸送，保證系統(tǒng)工作有序順利進(jìn)行。與此同時(shí)STM32單片機(jī)的語(yǔ)音控制模塊具有比較強(qiáng)的語(yǔ)音識(shí)別功能，即使音頻收入過(guò)程中外部環(huán)境比較嘈雜，系統(tǒng)也能夠準(zhǔn)確地對(duì)音頻進(jìn)行識(shí)別和收錄，使其能夠快速地完成語(yǔ)音識(shí)別任務(wù)。

4.3系統(tǒng)的刷卡控制系統(tǒng)

智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)的設(shè)置主要是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部藍(lán)牙模塊發(fā)出指令的接收，來(lái)繼續(xù)執(zhí)行刷卡功能的任務(wù)，該刷卡控制系統(tǒng)能夠快速有效地在接收藍(lán)牙模塊發(fā)出的指令后執(zhí)行刷卡指令，并且在消費(fèi)者進(jìn)行刷卡消費(fèi)后，該系統(tǒng)還可以通過(guò)STM32單片機(jī)將消費(fèi)者的消費(fèi)信息展示在LED顯示屏上，使消費(fèi)者能夠更好地了解到自己的消費(fèi)信息。同樣該系統(tǒng)模塊與刷卡系統(tǒng)內(nèi)部的多個(gè)裝置進(jìn)行端口連接進(jìn)行信息傳遞，快速地進(jìn)行信息處理，從而更加及時(shí)有效地完成系統(tǒng)工作任務(wù)。

5結(jié)語(yǔ)

本文分析和總結(jié)，可以更好地了解STM32單片機(jī)控制下的智能儀刷卡系統(tǒng)的主要運(yùn)行原理和功能，這一系統(tǒng)可以通過(guò)語(yǔ)音輸入消費(fèi)者消費(fèi)金額，通過(guò)系統(tǒng)語(yǔ)音識(shí)別來(lái)達(dá)到刷卡目的，大大提高了工作效率，簡(jiǎn)化了收銀流程，并有效避免傳統(tǒng)收費(fèi)方式的弊端，收費(fèi)金額更加準(zhǔn)確，不會(huì)由于人為原因而導(dǎo)致收費(fèi)誤差，這一系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展空間和市場(chǎng)前景，智能語(yǔ)音刷卡系統(tǒng)的使用使收銀工作更加輕松有效地提高員工的操作效率，減少了消費(fèi)者等待時(shí)間，提高了工作效率的同時(shí)也提高了消費(fèi)者的消費(fèi)體驗(yàn)。由此可見(jiàn)，STM32單片機(jī)控制下的語(yǔ)音智能刷卡系統(tǒng)是值得廣泛推廣和使用的。

參考文獻(xiàn)

[1]李志遠(yuǎn).語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)概述[J].中國(guó)新通信,2018,20(17):74-75.

[2]謝杰騰.服務(wù)機(jī)器人語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D].廣東:廣東工業(yè)大學(xué),2015.

[3]黃峻遠(yuǎn).語(yǔ)音技術(shù)開發(fā)應(yīng)用探究[J].電子世界,2018(22):92+94.

[4]馬寧.射頻IC卡及其讀寫器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].湖北：華中科技大學(xué),2005.

[5]仲文祥.基于STM32的無(wú)線刷卡終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界,2012(24):153-154.

[6]余建春,高瑞,郭福雁.基于組態(tài)王和STM32的停車場(chǎng)刷卡管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2015,28(08):3-4+7.

作者：原卓亮 單位：鄭州工商學(xué)院