一、项目概述
1.1 导言
现在，全世界60岁以上的晚年人口已到达6亿左右，人口老龄化已成为世界范围的严重社会问题。我国60岁及以上晚年人口已达1.32亿，占全国总人口的10％，并以年均3.32%的速度持续增长。估计到2015年，60岁以上的人口将超越2亿，约占总人口的14％，其间晚年病患者约有50％需求护理服务。此外，我国还有各类残疾人约6千万，约占我国总人口的5％。因而，我国算计需求进行护理的人口大约为1亿人。人口的加快老龄化使医疗和社会保险体系面临着史无前例的压力。在我国的13亿人口中，家庭约3～4亿，有功用妨碍者或需关照人员的家庭，占全国家庭总户数的1/10，约3577万左右。各类残疾人和长时间卧床晚年人的很多存在，使得助老助残问题正日益成为一个严重的社会问题。进步晚年人和残疾人的日子质量及日子自理才能，研制开发助老助残服务产品，为晚年人和残疾人供给比如行走、室内起居日子方面的服务，已经成为全社会一起重视的问题。
1.2 项目布景/选题动机
现在，我国存在肢体妨碍的晚年人和残疾人超越3000万，行动不便的白叟或残疾人内行走时，需求凭借人力或许器械，例如轮椅。当时的家用电器绝大部分不支持语音辨认功用。电器的开关一般是由按钮或遥控器完结。在完结操控前还必须找到被控设备（如按键，被遥控目标等）的准确方位或方向，这对运用者行动不便时是十分费事的。
因而对助老助残体系的开发具有重要的现实含义，关于进步晚年人和残疾人的日子质量，确保我国社会的调和、安稳、开展具有重要作用。
为了积极开展大学生科技立异实践活动，更是为了在校学生对AVR单片机的学习才能培育，故挑选此题用于研讨AVR单片机。
二、需求剖析
2.1 功用要求
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经过语音操控可以有效地操控轮椅自在行走；
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完结家庭中家电的主动操控；
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完结门禁体系的操控；
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依据常识把握的程度有挑选的完结对家庭安全信息进行实时监控和发布。
2.2 功用要求
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本体系运用语音来发布相关的操控指令以及报警指令；
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家用电器及其外围设备均选用仿真功用完结；
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运用四轮车模替代轮椅完结前后左右自在移动；
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电灯替代家电开关量，完结家用电器的开关操控；
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运用直流电动机仿真门禁的主动开关功用；
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运用AVR单片机的定时器软件模仿遥控器完结家用电器的遥控功用；
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经过GPRS完结手机拨号和短信报警功用（视才能状况而定）。
三、方案规划
3.1 体系功用完结原理
依据AVR的语音辨认助老助残室内行走服务体系整体规划方案如图1所示。语音信号经过开发板上的麦克被语音处理模块收集，然后送入AVR处理器进行辨认。AVR微处理器依据辨认的成果，剖析判断出该语音的指令类型，依据指令要求完结相应的操作。由AVR微处理器经过无线模块把相关的操作发送到相应的履行设备如门禁设备，轮椅驱动设备等，接受指令并完结相应的动作；体系经过摄像头，可以对室外状况进行监控，并将视频信息传送到LCD显现器进行实时显现，运用者依据来访者身份决议是否翻开门禁体系；经过语音完结手机的主动拨号，并运用手机进行通话和求助。
图1 体系的整体框图
3.2 硬件渠道选用及资源配置
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硬件渠道选用一个依据AVR32 AT32UC3A单片机操控器的EVK1100开发体系。详细资源配置如下：
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AT32UC3A单片机的根本输入输出口用于操控开关量；
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单片机的串行通讯接口用于语音模块、无线操控模块的通讯；
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单片机的PWM用于操控轮椅的转向和控速；
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以太网端口用于监控器的视频输入；
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开发体系的传感器（光照、温度）用于人性化提示和操控家用电器、天气预报等功用；
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4×20蓝色LCD（PWM变频背光）用于显现操控信息及其相关的状况。
3.3体系软件架构
体系软件环境选用ATMEL公司供给的官方开发工具AVR Studio 5，程序首要运用C言语进行编程。
3.4 体系软件流程
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主程序规划
图2 主程序流程图
在主程序中，采纳模块化规划完结特定人语音的练习与存储，练习成功后进行语音辨认，依据辨认的指令履行相关的操作，如图2所示。
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语音辨认软件规划
语音辨认方法便是将语音信号进行预处理和特征提取后树立模板库，依据语音特征将待辨认语音信号与模板库进行匹配，依据匹配间隔来进行语音辨认。语音辨认的根本流程如图3所示。
图3 语音辨认根本流程图
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串口通讯部分软件规划
当语音操控轮椅或家电时，体系依据辨认出的操控句子品种，经过串口向主控板宣布不同指令，以完结各种操控功用。体系串口通讯程序的流程图如图4所示。
图4 串口通讯流程图
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红外遥控程序规划
红外遥控信号是一连串的二进制脉冲码。为了使其在无线传输过程中免受其它红外信号的搅扰,一般都是先将其调制在特定的载波频率上,然后再经红外发光二极管发射出去，红外线接纳设备则会滤除其他杂波只接纳该特定频率的信号并将其还原成二进制脉冲码，也便是解调。红外程序规划流程如图5所示。
图5 红外程序规划流程图
3.5 体系估计完结成果
经过尽力，咱们真挚的希望可以到达预期的各种功用，详细的功用均能完结并能有时间进行优化，希望届时真实的产品一台极具仿真含义的样机，最好可以有公司出资做出产品。
