基于
無線模組公司WiFi的智能控制系統工業農業礦山應用,本文所設計的智能控制系統符合物聯網技術在家庭控制系統中的主題思想,將各種智能控制方式融合在一起,以當前較為流行的語音識別控制系統和云平臺為基礎,突破傳統的移動端應用單一控制。優勢在于采用自主選擇語音模塊,并設計輔助電路;同時與市場占有率較高的“天貓精靈”產品兼容;利用阿里云作為數據收發平臺和微信小程序功能,共同實現全方位智能檢測和控制系統。
在無線模組公司WiFi智能控制系統的基礎上進行了整體分析,在傳統觸控技術的基礎上,通過增加
無線網絡模塊來實現遠程語音控制,同時采用了移動終端應用和微信小程序等技術手段,實現遠程語音控制。它不僅可應用于越來越普遍的智能家居系統,而且還可用于工業生產,具有良好的市場前景。使用者可以用傳統的觸控開關來控制家電或開關,也可通過喚醒語音模塊在一定范圍內實現聲音控制,例如:自行設計的語音模塊或“天貓精靈”等產品來實現短距離語音控制,如用戶不在家,還可以實現手機終端、微信小程序或一臺聯網電腦來控制家用電器或開關。
本設計的硬件模塊分為兩個部分,其中包括帶有觸控主控模塊和與無線模組公司WiFi相連的語音控制模塊。主控模塊主要包括SC04A觸控模塊、無線模組公司WiFiWifi模塊和采用ESP-01S內置芯片控制繼電器電路。由SC04A觸控開關實現對繼電器的控制,ESP-01S內置芯片通過wifi模塊發送繼電器狀態。聲控模塊通過LD3320語音識別模塊的算法處理,再由Wifi模塊發送給主程序,再由其解析和處理進行控制。
采用了SC04A觸控傳感器作為開關。SC04A是自帶校正兼容觸摸式感應器,可檢測4個感應圓盤,可通過任意非導電介質感應電容變化,可替代機械開關,提高其使用靈敏度和使用壽命。聲音模組選擇LD3320,它是一種基于非特定人語音識別技術的語音識別/聲控芯片。它與語音識別處理器和一些外部電路相結合,包括ADC、DAC、麥克風接口、聲音輸出接口等。本芯片無需外接Flash、RAM等任何輔助芯片,直接集成到現有產品中,即可完成語音識別、聲控、人機對話等功能。
在上述硬件電路的基礎上,按照系統的控制要求實現軟件功能,程序設計分為五個方面:主系統程序、語音控制、“天貓精靈”功能接入、移動端app應用以及基于MQTT協議的操作控制程序。
主控模塊可實現觸控、無線通訊等功能。通過SC04A硬件模塊實現了觸摸控制,實現了點動觸控低電平、高水平輸出控制繼電器動作。無線模組公司Wifi功能是在主程序啟動時電啟動,然后自動搜索安裝的Wifi連接,連接失敗會自動重連,云顯示設備脫機。聯接成功檢測一個串口接收到的消息,判斷接收到的消息是否為命令消息;否則,繼續循環檢測串口,若為命令信息,則系統執行該命令,控制設備的切換,將狀態返回到服務器,如果返回成功,返回主線程循環,如果返回失敗,將返回繼續執行網絡配置。
本文介紹了以LD3320為核心實現的語音控制裝置:語音信號接收;內部芯片進行頻譜分析、特征提取、語音識別;再與CPU人工輸入的語音字節相匹配。這種方法的檢測度很高,可以有效地避免方言中音調差異。
一套完整的智能控制系統要能夠接入第三方,實現與阿里公司的“天貓精靈”的對接,這種對接方式是“云-云”接入,通過“天貓精靈”來控制該智能系統。在培訓過程中實現了天貓精靈的操控,再通過第三方服務器傳輸到自己搭建的阿里云服務器,服務器將相應的操作指令傳送給設備。
messagequeuingtelemetrytransport,MQTT)是IBM根據發布/訂閱范例發布“輕量級”消息協議的一種。它是一種低占用、低帶寬的即時通信協議,以少量的編碼和寬帶為連接的遠程設備提供實時可靠的消息服務,適合硬件性能較低的遠程設備以及網絡狀況差的環境,在小型設備、移動應用等方面有著廣泛的應用。本設計將以Android操作系統終端和PC操作平臺端的應用開發為目標,設計并實現了系統的狀態檢測與系統控制控制功能。對Android系統的MQTT的訪問可分為6步:
(1)導入MQTT包:implementationorg.eclipse.paho:org.eclipse.paho.client.mqttv3:1.1.0',implementation'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.android.service:1.1.1';
(2)配置SQLConnectOptions項目;
(3)調用connect,然后寫出已配置參數;
(4)按指定消息訂閱消息隊列;
(5)將消息發布到訂閱的topic:實現代碼publicvoidSubscribeMsg(Stringtopic)/publicvoidpublish(Stringtopic,Stringmsg)intqos,booleanisRetained;
(6)通過mqttCallBack對接收到的消息進行處理。MQTT協議使同一主題下的所有用戶可以接收到消息,APP以訂戶和發布者的身份。APP可將設備執行指令發送到服務器,自己也能接收到設備的反饋指令,判斷反饋指令,顯示設備的實時狀態。
完成硬件電路和軟件程序的實現后,將對整個智能控制系統進行模擬操作控制,選擇臺燈、以三路開關為控制端的風扇和繼電器,采用觸摸屏控制、語音模組控制、"天貓精靈"、上位機通過操作臺進行控制控制,驗證數據的正確性和有效性。該智能控制系統通過測試與調整,實現了低延遲和數據等待時間,達到了預期的效果。
這使得在無線模組公司WiFi智能家居控制基礎上進行擴展開發,實現多項技術的融合。當前流行的語音識別技術與云平臺相結合,可以實現受控端無逢對接,達到完美兼容。接入第三方物聯網平臺,應用于工業、農業、礦山等危險行業,為用戶提供智能檢測,同時也能實現自動控制和無人值守操作,保證了人們的生命安全和效率大化。