语音控制的智能小车设计
基于语音控制的智能小车设计
基于语音控制的智能小车设计随着人工智能和物联网技术的发展，智能小车已经成为了现实。
当今，智能小车已经被广泛应用于工业和家庭领域。
其中，基于语音控制的智能小车是最受欢迎的，因为它是一种非常便捷的控制方式。
基于语音控制的智能小车可以利用语音识别技术，识别用户的语音指令并响应相应的运动。
本文我们将讨论基于语音控制的智能小车设计。
首先，我们将讨论语音识别技术和如何将其应用到智能小车控制上。
其次，我们将讨论智能小车的控制系统和机械结构设计。
最后，我们将介绍智能小车的应用场景和未来发展方向。
一、语音识别技术在智能小车中的应用语音识别技术是一种能够将说话者的语音转化为文字的技术。
它可以为智能小车提供一种智能的控制方式。
在智能小车中，语音识别技术可以构建一个与硬件设备上的语音传感器相连的语音接口。
当用户说话时，语音识别系统将识别用户的指令并将其转化为数字信号。
数字信号通过智能小车的控制系统进行处理，从而实现小车的相应控制。
二、智能小车的控制系统和机械结构设计智能小车的控制系统由语音识别模块、数据处理模块、电机控制模块和电源模块等构成。
语音识别模块在收到语音指令后，会将其转化为数字信号。
数据处理模块会对数字信号进行处理，并根据指令向电机控制模块发送相应的控制信号。
电机控制模块会控制小车的轮子向前、向后或转弯。
电源模块则提供小车所需的电力。
智能小车的机械结构通常包括一个底盘、轮子、马达、电池等。
底盘是小车的主要结构，承受着所有其他部件的重量。
轮子是小车移动的主要部分，通常由橡胶或金属制成。
马达是小车的动力源，通过控制电机控制模块的转速和旋转方向，以控制小车的运动。
电池则为小车提供所需的电能，通常是锂电池。
三、智能小车的应用场景和未来发展方向基于语音控制的智能小车可以应用于家庭，例如用来代替家政服务机器人；可以利用在工业中，例如监测生产线或物流仓库的视线盲区；甚至可以用于军事或警务领域，例如通过语音指令控制无人机。
随着技术的进步，智能小车将会越来越智能化。
智能循迹避障声控小车设计__毕业设计
智能循迹避障声控小车设计摘要系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。
采用P89V51单片机作为智能小车控制核心。
系统能实现对线路进行寻迹，小车可以前进或后退，遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行，系统可以利用声音控制小车的启停。
整个系统小巧紧凑，控制准确，性价比高，人机互动性好。
关键词：P89V51单片机；红外避障；线路寻迹；直流减速电机ABSTRACTSystem is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single-chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost-effective, good human-computer interaction.KEYWORD:P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance；Tracing；DC motor speed目录1 系统设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.1.1 基本要求 (1)1.1.2 扩展部分 (1)1.2 总体设计方案 (1)1.2.1 基本模块设计方案论证与比较 (1)1.2.2 系统总体设计方案 (5)2 单元硬件电路设计 (6)2.1 光电对管寻迹模块 (6)2.2电机驱动电路的设计 (6)2.3红外避障模块 (7)2.4 单片机P89V51核心模块 (8)2.5 声控电路 (8)2.6 语音播报模块 (9)3 系统软件设计 (10)3.1主程序流程图 (10)3.2 传感器数据处理及寻迹程序流程 (11)4 系统测试 (12)4.1 硬件测试 (12)4.2 硬件与软件的联机测试 (12)5 测试数据及实验结果 (13)参考文献 (14)1 系统设计1.1 设计要求1.1.1 基本要求1、小车可以自动寻迹在设计好的线路上向前或向后跑。
基于单片机语音控制小车的设计
安装传感器，如红外传感器、超声波传感器等，以检 测障碍物和路径。
语音识别模块
选用适合的语音识别模块，以实现小车的语音控制功 能的电池，如锂电池或镍氢电池，以满足小车的供电需求。
充电器
设计或选用适合电池的充电器，以确保电池的正常充电和使用。
电源管理电路
设计或选用适合的电源管理电路，以实现稳定的电压输出和电流控 制。
基于单片机语音控制小车的设计
• 引言 • 单片机介绍 • 语音识别技术 • 小车硬件设计 • 小车软件设计 • 测试与验证 • 结论与展望
01
引言
设计背景
语音控制技术的发展
实际应用需求
随着人工智能和语音识别技术的快速 发展，语音控制已经成为智能家居、 智能机器人等领域的重要应用。
在某些特定场景下，如家庭、办公室 等，需要一种能够通过语音控制的小 车来实现便捷的移动和操作。
01
特征提取
通过对语音信号进行预处理和特 征提取，提取出语音中的关键信 息，如音调、音高、音长等。
模式匹配
02
03
训练模型
将提取出的语音特征与预先训练 好的模型进行匹配，找出最相似 的模型，从而识别出语音内容。
通过大量的语音数据训练出高效 的模型，以提高语音识别的准确 率。
小车的控制逻辑设计
输入接口
03
除了基本的移动功能，还可以通过扩展接口实现其他功能，如
携带物品、巡逻监控等。
02
单片机介绍
单片机的定义
• 单片机是一种集成电路芯片，它包含了计算机的基本组成 单元，如中央处理器、存储器、输入输出接口等。它具有 体积小、功耗低、可靠性高等优点，广泛应用于各种嵌入 式系统中。
单片机的种类和特点
基于单片机技术的语音控制小车设计--(
基于单片机技术的语音控制小车设计--(附:湘潭市技师学院毕业论文（设计）题目关于单片机控制语音小车的系统设计专业机电一体化班级：姓名指导教师2012 年 2 月27 日关于单片机控制语音小车的系统设计目录1、引言2、语音控制小车设计要求2.1 功能要求2.2 参数说明3. SPCE061A特性简介4、系统总体方案介绍5、系统硬件设计5.1 车体介绍5.2 小车的行走原理5.3 控制板原理图6、系统软件设计6.1 系统的主程序设计6.2主控制源程序:6.3 语音识别的原理简介7、总结8、结束语基于单片机技术的语音控制小车设计1、引言语音处理技术是一门新兴的技术，它不仅包括语音的录制和播放，还涉及语音的压缩编码和解码，语音的识别等各种处理技术。
以往做这方面的设计，一般有两个途径：一种方案是单片机扩展设计，另一种就是借助于专门的语音处理芯片。
普通的单片机往往不能实现这么复杂的过程和算法，即使勉强实现也要加很多的外围器件。
专门的语音处理芯片也比较多，如ISD 系列、PM50 系列等，但是专门的语音处理芯片功能比较单一，想在语音之外的其他方面应用基本是不可能的。
SPCE061A 是一款 16 位μ'nSP结构的微控制器。
该芯片带有硬件乘法器，能够实现乘法运算、内积运算等复杂的运算。
它不仅运算能力强，而且处理速度快，单周期最高可以达到 49MHz。
SPCE061A 内嵌 32K 字的 FLASH 程序存储器以及 2K 的SRAM。
同时该 SOC 芯片具有 ADC 和 DAC 功能，其 MIC_ADC 通道带有AGC自动增益环节，能够很轻松的将语音信号采集到芯片内部，两路 10 位的电流输出型DAC，只要外接一个功放就可以完成声音的播放。
以上介绍的这些硬件资源使得该SPCE061A 能够单芯片实现语音处理功能。
借助于 SPCE061A 的语音特色，“基于单片机技术的语音控制小车设计”实现了对小车前进、后退、左转、右转、停车等语音控制功能.2、语音控制小车设计要求2.1 功能要求：1.可以通过简单的 I/O 操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能；2.配合 SPCE061A 的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能；3.可以在行走过程中声控改变小车运动状态；4.在超出语音控制范围时能够自动停车。
语音控制小车的设计
一.语音控制小车概述 二.核心器件简介 三.小车实物 四.系统总体方案
目录
一.语音控制小车概述
（一） 功能设计要求 语音控制小车的主要功能： 1． 可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能； 2． 配合SPCE061A的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能； 3． 可以在行走过程中声控改变小车运动状态； 4． 在超出语音控制范围时能够自动停车
车体侧视图
车体顶视图
（一） 系统的总体程序流程
四.系统总体方案
语音识别小车的主程序流程，分为四大部分：初始化部分、训练部分、识别部分、重训操作。
• 初始化部分：初始化操作将IOB8~IOB11设置为输出端，用以控制电机。必要时还要有对应 的输入端设置和PWM端口设置等。
• 训练部分：训练部分完成的工作就是建立语音模型。程序一开始判断小车是否被训练过，如 果没有训练过则要求对其进行训练，并且会在训练成功之后将训练的模型存储到Flash，在 以后使用时不需要重新训练；如果已经训练过会把存储在Flash中的模型调出来装载到辨识 器中。
发－仿真－实验板，大小相当于一张扑克牌。 “61板”除了具备单片机最小系统电路外，还 包括有电源电路、复位电路、ICE电路、音频电路（含MIC输入部分和DAC音频输出部分） 等，“61板”可以采用电池供电。
精简开发板的实物图
三.小车实物
（一） 车体介绍 语音控制小车为四轮结构。 其中前面两个车轮由前轮电机控制，在连杆和支点作用下控制前轮左右摆动，来调节小车的前 进方向。在自然状态下，前轮在弹簧作用下保持中间位置。后面两个车轮由后轮电机驱动， 为整个小车提供动力。所以又称前面的轮子为方向轮，后面的两个轮子为驱动轮。
语音控制的智能小车设计方案
语音控制的智能小车设计方案根据美国玩具协会的调查统计，近年来全世界玩具销量增幅与全世界平均GDP增幅大致相当而全世界玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52％，而传统玩具的年销售额仅增长3％英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中，有七款玩具配有电子元件从这些数字可以看出，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流本文设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车该小车对传统的手动遥控小车的机械部分做了改进使之可以实现任意角度转向和以任意速度前进而不象一般的小车那样只能以固定角度转向和以固定速度前进因此更加接近真实的车辆本文还在小车的控制系统中采用语音识别系统，使控制者可以用语音对小车进行控制，产生相应的动作，而且小车和控制者还具有一定的交互功能1 智能小车总体结构框图智能小车主要由转向机构、驱动机构、转向控制模块、驱动控制模块、遥控模块和语音控制模块六大部分组成，如图1所示2 机械本体结构及工作原理小车为轮式结构，如图2所示机械部分分为转向机构(图中椭圆内的部分)和驱动机构(图中椭圆外部分)转向机构主要由转向电机、转向架和两个前轮组成驱动机构采用玩具小车常用的双电机驱动方案，包括两个减速电机和两个后轮转向机构工作原理为：转向时由控制者向小车发出转向信号，转向电机根据转向信号正向或反向旋转一定角度，电机通过齿轮、齿条系统带动转向架摆动一定角度，最终带动与转向架固定在一起的前轮偏摆一定角度小车在转向时由于内、外侧的车轮的转弯半径不同，所以内外侧车轮的转速也不相同前轮为从动轮，会根据转弯角度的大小自动调节内、外侧车轮的转速；而后轮为主动轮，其转速分别由两个电机独立驱动，不会根据转弯半径自动调节转速因此小车转弯时，控制系统在控制转向电机的同时还需要根据转向角度的大小向两个驱动电机发出控制信号，调节两个驱动电机的转速使之产生特定的转速比，从而使转弯顺利进行在这里，转弯的角度、转速比与小车的尺寸及转弯半径有关3 控制系统控制系统包括两大部分，一部分位于遥控器内，用于识别控制者的命令并将响应的控制信号发送出去；一部分位于小车上，用于接收遥控器发出的控制信号，并根据控制信号控制转向机构和驱动机构，使小车实现预期的动作3.1 遥控器遥控器主要由语音识别模块和无线发送模块(编码芯片、射频发送模块)组成，如图3所示遥控器的工作原理为：控制者通过麦克风发出控制命令，该命令经过语音识别模块识别后，根据控制信号的类型产生一个8位的控制码，语音识别模块通过其P1端口将控制码输出至无线发送模块，然后语音识别模块发出控制信号，控制无线发送模块将该控制码以无线电波形式发送出去，车载控制部分接收到后便控制小车产生预期的动作3.1.1 语音控制模块语音控制模块主要由Sensory公司的集成语音识别芯片RSC－364组成该芯片是专门为语音控制家电产品而设计的，外围辅助器件少，采用典型应用电路时只需要一个麦克风、一个晶体振荡器、一个小场声器和几个电阻、电容即可该芯片内部集成了语音识别、语音合成、语音身份识别、录音回放功能芯片内部采用的是神经网络的语音识别算法，和说话者无关的语音识别准确率可以达到97％，和说话者相关的语音识别准确率可以达到99％该芯片的功能框图如图4所示该芯片内部集成了一个八位的可编程微处理器，对外有16个可编程控制的I/O口，16位地址总线和8位数据总线及相应的控制信号，可方便地扩展外部ROM以及与外部器件通讯本文中对RSC－364的资源使用情况为：其P1口用于传输与控制命令相应的控制码，P0.7口用于启动无线发送模块发送数据3.1.2 无线发送模块为了提高无线收发的可靠性，本文采用集成的射频发送模块F05C和编码芯片PT2262组成无线编码发送模块PT2262外围电路简单，只需外接一个电阻调节载波频率PT2262的电源电压范围广，4～15V均能正常工作PT2262可以对12位二进制信号进行编码输出，足以满足本文的要求PT2262的控制也极为简单，在PT2262的TE端为0时，PT2262自动将地址引脚和数据引脚A0～A11的数据编译成适合RF电路发射的串行编码波形，然后通过DOUT 端口串行输出应用时只需将PT2262的DOUT端口连接到RF电路的数据输入端即可将数据通过无线电波发送出去本文中RF电路选用集成的射频发送模块F05C F05C采用声表谐振器稳频，SMT树脂封装，频率一致性较好，免调试F05C具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，当发射电压为3V时，发射电流约为2mA，发射功率较小；12V为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约为5～8mA；当发射电压大于l2V时直流功耗增大，有效发射功率不再明显提高F05系列采用AM方式调制以降低功耗[1]因为本文无线发送的命令的种类较少，所以不需要全部使用PT2262的12个数据引脚，鉴于RSC-363内核和AT89C51均为八位机，为了数据传输方便，只使用PT2262的低八位数据引脚传输数据，其余的四个数据引脚直接接地，其上数据没有意义3.2 车载控制部分车载控制部分主要由无线接收模块(射频接收模块、解码芯片)、车载处理器和电机控制模块(图中略)组成，如图5所示其功能就是接收遥控器发出的无线电信号并解码，送入车载处理器，经过计算产生相应的控制信号，控制三个电机工作，使小车产生预期的动作3.2.1 无线接收模块无线接收模块由射频接收模块J05C和解码芯片PT2272组成J05C是F05C的配对功能模块J05C采用超外差电路结构和温度补偿电路，具有较高的接收灵敏度及稳定性，芯片内含低噪声射频放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、滤波器及限幅比较器，输出为数据电平信号其功能是自动接收无线电波并对电波进行处理，输出适合解码芯片解码或单片机解码的波形PT2272是PT2262的配对芯片，其外围电气特性和PT2262相同工作时，PT2272自动对从DIN端口输入的编码波形进行解码，解码成功则将地址和数据输出到对应的地址引脚和数据引脚，同时将EN端口置为高电平，数据在各个引脚上的排列顺序和PT2262完全相同和无线发送模块相对应，这里也只使用其低八位数据引脚传输八位有效数据3.2.2 车载处理器车载处理器采用常用的MCS－51系列单片机AT89C51 AT89C51是8位单片机，其片内集成有4K的程序存储器，能够满足一般的应用单片机有8位外部数据总线和16位外部寻址地址线，支持外扩程序存储器和数据存储器片内集成两个16位的定时/计数器，两个外部中断口，32位双向I/O口[2]在本文的应用中，单片机采用中断工作方式P2口和无线接收模块的解码芯片的数据端口的低8位相连，用于接收解码的数据解码芯片的EN端口和单片机的外部中断口INT0相连，解码芯片解码成功时会自动通过EN 端口向单片机申请中断，单片机进入中断处理程序，接收解码后数据因为EN端口是高电平有效，而INT0是低电平有效，所以EN需要通过一个反向器和INT0连接单片机的P1口用来输出PWM波，控制转向电机和两个驱动电机每个电机需要两个端口进行驱动，分别用于电机的正反向选择P1口每位的具体定义为：P1.0和P1.1用来控制转向电机的正转和反转；P1.2和P1.3用来控制左后轮驱动电机的正转和反转；P1.4和P1.5用来控制右后轮驱动电机的正转和反转3.2.3 电机控制模块电机的驱动采用双向PWM脉宽调制方式控制采用这种控制方式可以方便地实现电机的正反转和转速变化[3]电机驱动电路如图6所示其工组原理为当P1.0端口为高电平、P1.1端口为低电平时，三极管Q5导通，Q5导通又导致Q3和Q2导通，则电流从电源通过Q2、直流电机和Q3构成回路；当P1.0端口为低电平、P1.1端口为高电平时，三极管Q6导通，Q6导通又导致Q4和Q1导通，则电流从电源通过Q1、直流电机和Q4构成回路，且电流方向和前面相反，即电机转向发生变化通过控制P1.0口和P1.1口电平的高低和高电平导通的时间，就可以控制电机的正、反转和转速4 实验结果本文设计的小车的长度为210mm，宽度为100mm，前后轮距为150mm，小车的最大转弯角度为45度小车可以识别的总的命令条数为16条左转和右转各4条，对应的转向角度分别为5度、15度、25度、45度；停止1条；前进5条，对应于五级不同的前进速度；后退两条，对应两级不同的后退速度小车的各级转弯角度对应的转弯半径及两个电机的转速比的关系如表1所示该小车各部分采用模块化设计各个模块之间独立性强控制部分采用可编程微处理器，可以在不增加系统硬件的情况下方便地对系统进行二次开发本文对一辆小车进行了实验，实验结果表明语音识别系统在低噪声环境中识别率很高，在噪声水平较高的场合，识别率有所下降小车反应灵敏。
基于语音辨识的遥控小车的设计
基于语音辨识的遥控小车的设计.引言随着计算机技术的发展，单片机作为计算机的一个分支，广泛用于工业控制、智能仪器、家用电气、高科技玩具等领域。
语音技术的发展，缩短了人机界面的距离，增强了互动性和智能性。
具有语音识别功能的智能遥控小车，集语音识别、无线遥控、机械控制于一体。
以单片机为主控元件，完成前进、后退、转弯等预定的工作，但是一般的单片机不具备语音处理功能，需外挂专门的语音识别芯片，如采用集成语音识别芯片RSC-364 来完成语音识别[1]，RSC-364 是Sensory 公司的一款8 位MCU，很方便与51 单片机连接，但是需要外接编解码电路，使得电路复杂化。
采用凌阳公司具有语音处理功能的SPCE061A 作为控制核心可以方便的实现语音控制[2~3]，但由于将SPCE061A 单片机置于小车车体内, 在小车运行时，电机及周围环境的噪音，会干扰对语音命令的识别,且距离稍远便会出现小车“听不到任何声音”。
本文采用凌阳SPCE061A 单片机结合红外线发射芯片TX-2B 组成遥控部分，克服了芯片处于小车车体内会受到噪音影响的缺陷，对要实现远距离无线语音控制的设备具有一定的参考价值。
1．系统总体结构本系统主要包括语音识别模块、红外遥控模块、电机驱动模块。
系统总体结构框图如图1 所示。
凌阳SPCE061A 单片机负责语音识别，接收到有效语音信号，将语音信号转换成数字信号传送给红外线发射芯片TX-2B，TX-2B 发射的信号由红外接收芯片RX-2B 接收后，经解码控制电机驱动电路，从而实现对小车的远距离语音遥控。
图1 系统总体结构框图500)this.style.width=500;”border=“0” />1.1 语音识别凌阳SPCE061A 单片机是一个16 位结构的控制器,具有DSP 运算功能，内置8 通道10 位A/D 及2 路D/A 转换器，较高的处理速度使其能够。
语音控制的智能小车设计
语音控制的智能小车设计时间：2008-08-01 10:06:00 来源：电子技术应用作者：张晓丽, 张翼飞, 王斌斌根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。
而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。
美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52％，而传统玩具的年销售额仅增长3％。
英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中，有七款玩具配有电子元件。
从这些数字可以看出，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流。
本文设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车。
该小车对传统的手动遥控小车的机械部分做了改进,使之可以实现任意角度转向和以任意速度前进,而不象一般的小车那样只能以固定角度转向和以固定速度前进,因此更加接近真实的车辆。
本文还在小车的控制系统中采用语音识别系统，使控制者可以用语音对小车进行控制，产生相应的动作，而且小车和控制者还具有一定的交互功能。
1 智能小车总体结构框图智能小车主要由转向机构、驱动机构、转向控制模块、驱动控制模块、遥控模块和语音控制模块六大部分组成，如图1所示。
2 机械本体结构及工作原理小车为轮式结构，如图2所示。
机械部分分为转向机构(图中椭圆内的部分)和驱动机构(图中椭圆外部分)。
转向机构主要由转向电机、转向架和两个前轮组成。
驱动机构采用玩具小车常用的双电机驱动方案，包括两个减速电机和两个后轮。
转向机构工作原理为：转向时由控制者向小车发出转向信号，转向电机根据转向信号正向或反向旋转一定角度，电机通过齿轮、齿条系统带动转向架摆动一定角度，最终带动与转向架固定在一起的前轮偏摆一定角度。
小车在转向时由于内、外侧的车轮的转弯半径不同，所以内外侧车轮的转速也不相同。
前轮为从动轮，会根据转弯角度的大小自动调节内、外侧车轮的转速；而后轮为主动轮，其转速分别由两个电机独立驱动，不会根据转弯半径自动调节转速。
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•语音控制的智能小车设计
•发布时间：2009-8-3阅读次数：318字体大小: 【】【】【】
根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。
而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。
美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52％，而传统玩具的年销售额仅增长3％。
英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中，有七款玩具配有电子元件。
从这些数字可以看出，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流。
本文设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车。
该小车对传统的手动遥控小车的机械部分做了改进,使之可以实现任意角度转向和以任意速度前进,而不象一般的小车
那样只能以固定角度转向和以固定速度前进,因此更加接近真实的车辆。
本文还在小车的控制系统中采用语音识别系统，使控制者可以用语音对小车进行控制，产生相应的动作，而且小车和控制者还具有一定的交互功能。
1 智能小车总体结构框图
智能小车主要由转向机构、驱动机构、转向控制模块、驱动控制模块、遥控模块和语音控制模块六大部分组成，如图1所示。
2 机械本体结构及工作原理
小车为轮式结构，如图2所示。
机械部分分为转向机构(图中椭圆内的部分)和驱动机构(图中椭圆外部分)。
转向机构主要由转向电机、转向架和两个前轮组成。
驱动机构采用玩具小车常用的双电机驱动方案，包括两个减速电机和两个后轮。
转向机构工作原理为：转向时由控制者向小车发出转向信号，转向电机根据转向信号正向或反向旋转一定角度，电机通过齿轮、齿条系统带动转向架摆动一定角度，最终带动与转向架固定在一起的前轮偏摆一定角度。
小车在转向时由于内、外侧的车轮的转弯半径不同，所以内外侧车轮的转速也不相同。
前轮为从动轮，会根据转弯角度的大小自动调节内、外侧车轮的转速；而后轮为主动轮，其转速分别由两个电机独立驱动，不会根据转弯半径自动调节转速。
因此小车转弯时，控制系统在控制转向电机的同时还需要根据转向角度的大小向两个驱动电机发出控制信号，调节两个驱动电机的转速使之产生特定的转速比，从而使转弯顺利进行。
在这里，转弯的角度、转速比与小车的尺寸及转弯半径有关。
3 控制系统
控制系统包括两大部分，一部分位于遥控器内，用于识别控制者的命令并将响应的控制信号发送出去；一部分位于小车上，用于接收遥控器发出的控制信号，并根据控制信号控制转向机构和驱动机构，使小车实现预期的动作。
遥控器
遥控器主要由语音识别模块和无线发送模块(编码芯片、射频发送模块)组成，如图3所示。
遥控器的工作原理为：控制者通过麦克风发出控制命令，该命令经过语音识别模块识别后，根据控制信号的类型产生一个8位的控制码，语音识别模块通过其P1端口将控制码输出至无线发送模块，然后语音识别模块发出控制信号，控制无线发送模块将该控制码以无线电波形式发送出去，车载控制部分接收到后便控制小车产生预期的动作。
3.1.1 语音控制模块
语音控制模块主要由Sensory公司的集成语音识别芯片 RSC－364组成。
该芯片是专门为语音控制家电产品而设计的，外围辅助器件少，采用典型应用电路时只需要一个麦克风、一个晶体振荡器、一个小场声器和几个电
阻、电容即可。
该芯片内部集成了语音识别、语音合成、语音身份识别、录音回放功能。
芯片内部采用的是神经网络的语音识别算法，和说话者无关的语音识别准确率可以达到97％，和说话者相关的语音识别准确率可以达到99％。
该芯片的功能框图如图4所示。
该芯片内部集成了一个八位的可编程微处理器，对外有 16个可编程控制的I/O口，16位地址总线和8位数据总线及相应的控制信号，可方便地扩展外部ROM以及与外部器件通讯。
本文中对RSC－364的资源使用情况为：其P1口用于传输与控制命令相应的控制码，口用于启动无线发送模块发送数据。
3.1.2 无线发送模块
为了提高无线收发的可靠性，本文采用集成的射频发送模块F05C 和编码芯片PT2262组成无线编码发送模块。
PT2262外围电路简单，只需外接一个电阻调节载波频率。
PT2262的电源电压范围广，4～15V均能正常工作。
PT2262可以对12位二进制信号进行编码输出，足以满足本文的要求。
PT2262的控制也极为简单，在PT2262的TE端为0 时，PT2262自动将地址引脚和数据引脚A0～A11的数据编译成适合RF电路发射的串行编码波形，然后通过DOUT端口串行输出。
应用时只需将 PT2262的DOUT端口连接到RF电路的数据输入端即可将数据通过无线电波发送出去。
本文中RF电路选用集成的射频发送模块F05C。
F05C采用声表谐振器稳频，SMT树脂封装，频率一致性较好，免调试。
F05C具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，当发射电压为3V时，发射电流约为2mA，发射功率较小；12V为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约为5～8mA；当发射电压大于l2V时直流功耗增大，有效发射功率不再明显提高。
F05系列采用AM方式调制以降低功耗
[1]。
因为本文无线发送的命令的种类较少，所以不需要全部使用PT2262的12个数据引脚，鉴于RSC-363内核和AT89C51均为八位机，为了数据传输方便，只使用PT2262的低八位数据引脚传输数据，其余的四个数据引脚直接接地，其上数据没有意义。
车载控制部分
车载控制部分主要由无线接收模块(射频接收模块、解码芯片)、车载处理器和电机控制模块(图中略)组成，如图5所示。
其功能就是接收遥控器发出的无线电信号并解码，送入车载处理器，经过计算产生相应的控制信号，控制三个电机工作，使小车产生预期的动作。
3.2.1 无线接收模块
无线接收模块由射频接收模块J05C和解码芯片PT2272组成。
J05C是F05C的配对功能模块。
J05C采用超外差电路结构和温度补偿电路，具有较高的接收灵敏度及稳定性，芯片内含低噪声射频放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、滤波器及限幅比较器，输出为数据电平信号。
其功能是自动接收无线电波并对电波进行处理，输出适合解码芯片解码或单片机解码的波形。
PT2272是PT2262的配对芯片，其外围电气特性和PT2262相同。
工作时，PT2272自动对从DIN端口输入的编码波形进行解码，解码成功则将地址和数据输出到对应的地址引脚和数据引脚，同时将EN端口置为高电平，数据在各个引脚上的排列顺序和PT2262完全相同。
和无线发送模块相对应，这里也只使用其低八位数据引脚传输八位有效数据。
车载处理器
车载处理器采用常用的MCS－51系列单片机AT89C51。
AT89C51是8位单片机，其片内集成有4K的程序存储器，能够满足一般的应用。
单片机有8位外部数据总线和 16位外部寻址地址线，支持外扩程序存储器和数据存储器。
片内集成两个16位的定时/计数器，两个外部中断口，32位双向I/O口[2]。
在本文的应用中，单片机采用中断工作方式。
P2口和无线接收模块的解码芯片的数据端口的低8位相连，用于接收解码的数据。
解码芯片的
EN端口和单片机的外部中断口INT0相连，解码芯片解码成功时会自动通过EN端口向单片机申请中断，单片机进入中断处理程序，接收解码后数据。
因为EN端口是高电平有效，而 INT0是低电平有效，所以EN需要通过一个反向器和INT0连接。
单片机的P1口用来输出PWM波，控制转向电机和两个驱动电机。
每个电机需要两个端口进行驱动，分别用于电机的正反向选择。
P1口每位的具体定义为：和用来控制转向电机的正转和反转；和用来控制左后轮驱动电机的正转和反转；和用来控制右后轮驱动电机的正转和反转。
电机控制模块
电机的驱动采用双向PWM脉宽调制方式控制。
采用这种控制方式可以方便地实现电机的正反转和转速变化[3]。
电机驱动电路如图6所示。
其工组原理为当端口为高电平、端口为低电平时，三极管Q5导通，Q5导通又导致Q3和Q2导通，则电流从电源通过Q2、直流电机和Q3构成回路；当端口为低电平、端口为高电平时，三极管Q6导通，Q6导通又导致Q4和Q1导通，则电流从电源通过 Q1、直流电机和Q4构成回路，且电流方向和前面相反，即电机转向发生变化。
通过控制口和口电平的高低和高电平导通的时间，就可以控制电机的正、反转和转速。
4 实验结果
本文设计的小车的长度为210mm，宽度为100mm，前后轮距为 150mm，小车的最大转弯角度为45度。
小车可以识别的总的命令条数为16条。
左转和右转各4条，对应的转向角度分别为5度、15度、25度、45度；停止1条；前进5条，对应于五级不同的前进速度；后退两条，对应两级不同的后退速度。
小车的各级转弯角度对应的转弯半径及两个电机的转速比的关系如表1所示。
该小车各部分采用模块化设计,各个模块之间独立性强。
控制部分采用可编程微处理器，可以在不增加系统硬件的情况下方便地对系统进行二次开发。
本文对一辆小车进行了实验，实验结果表明,语音识别系统在低噪声环境中识别率很高，在噪声水平较高的场合，识别率有所下降。
小车反应灵敏。