基于智能语音识别控制技术的垃圾分类系统设计与实现_智能语音识别垃圾分类系统资源-CSDN文库

语音识别

毕业设计

111 浏览量 2023-12-22 11:12:25 上传评论 2 收藏 2.28MB DOCX 举报

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摘要

随着中国社会的不断发展，中国环境污染问题日益严重，生活垃圾

随着人口的增长越发增加。如今人们对生活环境逐渐重视起来，国家也

开始深度倡导垃圾分类，进行垃圾的回收利用，但由于群众对于垃圾分

类的认识度普遍不高，难以实现大范围垃圾分类规范化的目标；本设计

主要分为硬件设计和软件设计。硬件部分将用到 STM32F103 微处理器模

块、LD3320 语音识别模块、JQ8900 语音输出模块、舵机。主要是采用语

音识别技术，通过对声音信号的处理，控制垃圾桶的运作。用户说出垃

圾名称，LD3320 中根据语音的信息进行预加重、加窗分帧、端点检测的

方法来处理语音信号，再进行语音转文本和比对关键词的操作进行识别

用户所提供的垃圾名称属于哪一类垃圾。软件部分主要是控制对垃圾桶

开关的驱动、语音的匹配处理、音频的交互式输出，由此完成人机交互

式的智能语音垃圾桶的语音控制功能，呼叫可应答。

此次设计可以广泛运用于大城市的家庭当中，能有效缓解大城市中

垃圾分类处理能力和人们垃圾分类知识不相匹配的矛盾，日常家庭使用

十分便利，还可以有垃圾分类的教育学习效果。这对提升国民垃圾常识

有极大的帮助，更能为国家文明卫生城市的建设出一份力，同时在市场

上有较好的前景。

关键词： LD3320 模块 STM32F103 垃圾分类

Abstract

With the continuous development of Chinese society, the problem of

environmental pollution in China is becoming more and more serious.

Nowadays, people pay more and more attention to the living environment,

and the country has started to advocate garbage classification and recycling.

However, because the general public has a low awareness of garbage

classification, it is difficult to achieve the goal of standardizing large-scale

garbage classification. Designed for hardware and software. The hardware

part will use STM32F103 microprocessor module, LD3320 speech

recognition module, JQ8900 speech output module, and steering gear.It

mainly USES speech recognition technology to control the operation of

garbage cans by processing sound signals. The user speaks the name of the

junk. In the LD3320, pre-emphasis, windowing, and endpoint detection are

used to process the voice signal based on the information of the voice. Then

the operation of voice-to-text and keyword comparison is used to identify the

junk name provided by the user. What kind of garbage it belongs to. The

software part mainly controls the driving of the trash can switch, voice

matching processing, and interactive audio output, thereby completing the

voice control function of the intelligent voice trash can with

human-computer interaction, and the call can be answered.

The design can be widely applied to families in big cities and

effectively alleviate the contradiction between the garbage classification and

disposal ability of residents in big cities and their garbage classification

knowledge. The daily household use is very convenient, and it can also have

the effect of education and learning of garbage classification. It is of great

help to raise the awareness of national waste and build a civilized and

healthy city, with a good market prospect

Keywords:LD3320 module STM32F103 garbage classification;

第 1 章绪论 ...........................................................................................1

1.1 课题研究背景及意义......................................................................1

1.2 国内外语音识别技术研究现状.......................................................2

1.2.1 国外语音识别技术研究现状 .....................................................2

1.2.2 国内语音识别技术研究现状 .....................................................3

1.3 选题背景和研究内容.....................................................................3

1.4 论文主要工作和结构安排 ................................3

第 2 章语音识别技术 ..............................................................................5

2.1 语音识别技术概述 ........................................................................5

2.2 语音信号的预处理 ........................................................................6

2.2.1 语音信号的预加重.....................................................................6

2.2.2 语音信号加窗分帧.....................................................................6

2.2.3 语音信号端点检测.....................................................................6

2.3 语音信号的特征值提取 .................................................................7

2.4 语音识别模型 ................................................................................9

第 3 章系统硬件设计 ............................................................................10

3.1 系统整体设计框图 .....................................10

3.2 微处理器模块 .........................................10

3.3 LD3320 型号语音识别模块设计...........................12

3.1.1 LD3320 语音识别芯片简介 ......................................................12

3.3.2 LD3320 语音识别芯片运行过程 ..............................................13

3.3.4 关于提高识别准确度的方法 ...................................................13

3.4 JQ8900 语音芯片模块..................................................................14

3.4.1 JQ8900 语音芯片模块介绍 ......................................................14

第 4 章系统软件设计 ............................................................................15

4.1 软件设计思路 ..............................................................................15

4.2 语音识别程序设计.......................................................................15

4.3 STM32 主程序设计 .......................................................................17

第 5 章系统测试....................................................................................20

5.1 测试用具......................................................................................20

5.2 硬件测试......................................................................................20

5.3 软件测试......................................................................................22

第 6 章总结与展望 ................................................................................26

6.1 总结 .............................................................................................26

6.2 展望 .............................................................................................26

参考文献 ...........................................................................................28

致谢.......................................................................................................29

附录.......................................................................................................30

第1章绪论

1.1 课题研究背景及意义

中国的发展如觉醒的雄狮，越发迅速，而产生的垃圾越发增多，同时大量垃圾

所产生的污染问题和处理难题也随之而来。不一样的垃圾只有采用不一样的方法处

理，才能最大化地无污染处理垃圾。如果可以得当地处理生活废物，就可以增加土

地利用率。一些塑料类制品在土地中难以被分解，这就会土壤收到污染。对垃圾有

效分类处理之后，这些污染问题就可以极大程度地得到解决。对于垃圾的处理方式，

我们过国家大多是使用土壤掩埋的方式，这样就使得土地被占用。并且会吸引虫害，

污染空气。如果想要对这些垃圾进行更加充分合理地处理，就需要用到垃圾分类，

这可以使土壤得到解放，提高土地利用率。有些生活上被遗弃的物品例如废纸、塑

料瓶、废旧金属等，都可以变废为宝，再生再利用。

伴随着国民生活水平的提高，丰富的日产生活也伴随这更高的垃圾废物产出。

根据统计的数据显示，2019 年上海平均每人每天生产 1.05 公斤的垃圾。面对日益增

加的垃圾生产速度，需要对这庞大的垃圾进行处理，而垃圾的处理，正确且环保的

最佳方式是根据垃圾种类的不同，使用垃圾分类的方法进行回收，后期再针对不同

的垃圾进行不同的方式处理，如垃圾再生法、垃圾堆肥法、垃圾生物降解法，这样

才能更好地保护土地不被污染和促进资源的再生使用。但是垃圾处理的难度不在于

技术上的缺失，而是在于人们普遍缺乏垃圾分类的意识和知识。为了进一步响应国

家号召，需要极大程度上地提高人们对于垃圾分类方面的知识。

对于垃圾分类来说，家庭应该是垃圾分类的第一大的接触群体，如果家庭中的

垃圾可以分类打包，再扔进小区或垃圾站中，将可以极大程度得增加垃圾分类处理

的处理效率。对此，人们需要一个时刻帮助他们在丢垃圾时对垃圾进行分类的智能

产品。针对这一现象，本文提出了一个人性化、智能化的设计——智能语音控制垃

圾分类垃圾桶。语音控制技术当中最重要的一个环节就是语音的识别，需要较为快

速精准地从当前使用环节中识别出使用者所提供的的语音资料进行分析处理，再做

出应答。近年来，语音控制技术在产品和生活中的应用越来越成熟，但是还是有很

多尚未解决的问题，比如中长距离识别问题、识别效率问题、抗干扰问题等等。在

今天看来，语音识别技术再当今社会中，有着重要的研究发展地位，其技术之下的

产品也有着较高的实用价值。

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