單片機控制智能語音刷卡系統設計探討

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摘要：闡述STM32單片機控制的智能語音刷卡系統中的內部結構、語音識別功能，智能語音刷卡系統的功能模塊，包括中央控制系統、語音識別模塊、電平串口模塊、藍牙模塊、顯示模塊、刷卡模塊、供電模塊，探討智能語音刷卡系統的程序設計。

關鍵詞：STM32單片機，智能語音控制，程序設計，語音識別

STM32單片機控制的智能語音刷卡系統當前被越來越多的應用于各個領域，該系統能夠在消費者進行刷卡消費時使用語音功能輸入消費價格，在使用過程中更加方便快捷。該系統主要具有強大的語音識別功能和刷卡功能，在執行語音功能時可以將其懸掛在腰間，或者其他位置。語音系統內部結構包括一個麥克風以及連接線，系統主要是通過掛在腰間的語音識別裝置進行語音識別和轉換，然后將信息上傳至系統內部，從而智能控制刷卡機達到語音識別目的。本系統可以在刷卡成功后通過電子屏顯示消費者銀行卡的余額等信息，通過對這一系統的推廣和應用極大地提高了商場等收銀工作的工作效率以及準確率，減少誤差。本文通過對STM32單片機控制的智能語音刷卡系統的運行原理、結構分析和討論，希望能夠更好地將該系統推廣到各個領域當中，提高其使用價值。

1研究背景

以STM32單片機控制裝置為主要部分的智能語音刷卡系統，能夠更好地施展其語音識別功能，該系統是通過內部特殊裝置來對語音進行分析和定位，最終完成識別工作，然后將識別后的信息傳送至中央系統，通過中央系統對刷卡裝置發送指令最終完成語音刷卡任務。這一系列的操作過程都要利用電腦程序編排，只有經過軟件對該系統進行科學合理的編程，對STM32單片機裝置進行嚴謹的數據分析和處理，才能夠是中樞控制系統接收到準確無誤的信息數據，從而保證系統能夠更好地完成刷卡任務。我國STM32單片機智能語音刷卡系統應用已經十分普遍，各大商場甚至中小私營門面都引進該系統，用于店鋪收銀工作，該系統具有生產成本低，操作簡單，小巧方便便于攜帶等諸多優點。因此，為了更好地將該系統應用在各個領域當中，我們應該更加清晰明了的掌握該系統的內部結構以及運行理論，充分的改進和完善該系統，使其能夠更好地為我們提供服務。

2STM32單片機控制的智能刷卡系統

將STM32單片機控制裝置應用于智能語音刷卡系統當中，極大的縮小了刷卡系統的空間，在多種多樣的單片機控制裝置當中，選擇STM32單片機主要是由于其自身具有強大的語音處理功能，能夠準確無誤地對輸入的音頻進行數據處理和分析，通過系統內部的電腦程序快速有效的識別出該語音是否正確，可否進行下一步操作，有效地保證語音刷卡的安全性。

2.1系統內部結構

圖1中，STM32單片機是性價比最高的語音刷卡系統控制裝置，它內部具有準確度極高的10位AC系統芯片，該AC系統新能夠更好地進行音頻轉換，并且內部裝置了自動電路來對音頻進行實時收錄，然后AC系統芯片在接收后進行語音播放，之后該系統內部的電腦程序會對收入的語音進行數據計算快速地完成語音識別目的，STM32單片機擁有一套獨特的指令程序，能夠支持不同環境下的語音識別，即使在外部比較嘈雜的環境當中也能夠精準地提煉出需要識別的語音，極大地保證了刷卡系統的安全性，提高了系統的工作效率。與此同時，STM32單片機裝置內部具有強大的函數運算程序，只要系統能夠有效地識別語音，并且進行語音播放系統內部的函數程序就會智能啟動運算功能，快速完成語音識別工作。另外STM32單片機還具有先進的芯片對接口，用戶可以通過芯片接口進行程序下載，方便快捷，操作簡單。

2.2內部語音識別功能

STM32單片機的內部語音識別裝置主要包括內部音頻信號接收器、數字信號處理器以及電腦程序編程等部分組成。該系統在運行過程中首先應用內部音頻信號接收器對外部音頻信號進行接收，之后通過內部處理器將音頻進行播放，使用內部編程好的電腦程序對音頻各項數據進行計算，得到數據結果，之后將數據結果快速傳送到中央系統，中央系統通過數據結果來判斷輸入語音是否可以進行接下來的刷卡任務。當前STM32單片機是數字語音識別系統當中最為廣泛的一種單片機。

2.3程序調試功能

STM32單片機內部裝有微型控制器，能夠有效地滿足不同的用戶需求，該系統充分考慮到用戶的需求資源較少問題，通過微型控制器的設置，在用戶增加需求時可以進行自主調試，來滿足用戶的使用要求。STM32單片機具有較快的處理信息的速度，能夠更好地對復雜的音頻信息進行分類處理，STM32單片機內部的數據模塊結構可以有效地應對各種復雜情形造成的語音采集結果不理想的問題，通過模塊內部強大的功能處理來更好的執行語音識別功能。當用戶對語音識別存在不同需求時，首先可以通過數據端口連接有需求的數據，然后對后臺運行系統的數據進行調試，使其能夠更好地適應當下使用，發揮其語音識別功能保證刷卡工作順利有序開展。

3智能語音刷卡系統的功能模塊

3.1中央控制系統

芯片的主要構成部分主要包括32位的微型控制器、程序存儲卡等，在該程序運行過程中外部工作環境保持在－40～80℃即可，該程序除了極端惡劣環境外基本上可以滿足各種工作環境下的運行，工作電壓只需要保持在3V左右即可。由此可見，該工作芯片控制系統工作環境要求較低，在滿足程序運行要求的同時還具有簡單輕便易攜帶的優點，是一款實用性較強的綜合語音刷卡系統。

3.2語音識別模塊

該系統的主要工作原理就是利用特定的裝置和技術通過語音的收錄，進行內部系統數據運算從而達到辨識語音的目的，只有準確的及時地發揮語音識別功能才能夠有效地支持刷卡工作的進一步落實。該系統能夠有效地捕捉系統收錄的語音關鍵詞，并且可以對其進行動態化的編輯計算，來達到準確率較高的識別效果。支持該部分工作運行的核心元件是語音聲控芯片，它是支持語音識別工作的重要保障。

3.3系統的電平串口模塊

該系統進行這一設置的主要目的是能夠更加方便快捷地將刷卡系統與單片機進行連接，只有將兩者有效地進行連接，才能夠順利完成整套操作流程，在語音識別模塊完成語音采集和識別工作后將準確信息發送至系統，再由系統下達指令，當刷卡裝置接收到系統指令后才能夠執行刷卡任務，保證刷卡更加安全可靠，工作流程更順利。

3.4系統的藍牙模塊

STM32單片機智能語音刷卡系統設置了藍牙模塊，可以通過藍牙傳輸功能實現信息傳送，將信息實時準確的發送反饋給系統內部，避免了在進行信息傳輸時使用端口傳輸帶來的不便，藍牙傳輸功能的使用和開發極大提高了系統的可操作性，方便用戶在進行信息采集時操作更加簡單，藍牙模塊的設置有效地提高了STM32單片機智能語音刷卡系統的信息傳輸速度，使其在運行過程中更加穩定快速和靈敏。

3.5系統的顯示模塊

該系統的顯示模塊主要是應用和設置智能LED顯示屏，使用戶在進行刷卡消費后，能夠及時地將用戶消費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構設計比較合理，能夠給人更好的視覺對比沖擊，具有超大的視覺廣角。雖然如此，該顯示屏的運行功率消耗卻比較低，不會占用系統運行得過多空間。由此該模塊的設置能夠更好地提升智能語音刷卡系統的使用功能，更加方便用戶了解消費內容。

3.6系統的刷卡模塊

該系統主要使用RFIDRC522射頻刷卡模塊，這一刷卡模塊的主要優勢在于其運行過程中需要比較低的電壓支持即可，并且該系統制作成本較低，體積較小可以更加方便的應用在刷卡系統內部，該刷卡模塊具有非接觸通信功能，能夠快速實現和語音識別裝置的信息傳輸，快速識別系統發出的指令，執行刷卡任務。該模塊使用的芯片進行科學的合理設計能夠擁有獨立的讀卡電路，使用起來更加方便快捷，有利于刷卡終端快速接收信息，進行下一步操作。刷卡模塊在工作時只需要三伏左右的電壓即可，可以持續地與主機保持通信聯系，極大地節約了主機工作時的能量消耗，在保證刷卡工作順利穩定地進行的同時極大地降低了系統運行成本。

3.7系統的供電模塊

通過以上分析和介紹，我們可以知道該系統內部個元件的運行都不需要較大的電力消耗，并且該系統體積較小，不需要使用過于繁重的供電系統。因此該系統只設置了兩節鋰電池作為其供電支持，該供電模塊能夠持續穩定的保證系統有效運行。

4智能語音刷卡系統的程序設計

4.1系統的主體設計

該語音智能刷卡系統主要是通過系統口罩處的麥克風進行音頻收集，然后將其傳送至語音識別模塊，經過語音識別模塊內部的程序計算有效地得到準確的語音信息，在經由STM32單片機對數據進行數字化處理后將數字結果傳送給中央系統，最后有系統內部的藍牙通信裝置將信息數據結果傳送給刷卡裝置，刷卡系統在接收到執行指令后即可實現語音識別刷卡目的，從而準確地對消費者的消費數額進行扣除后將消費信息展示在LED顯示屏上。

4.2系統的語音控制系統

該語音智能刷卡系統主要由兩大部分組成，其中語音控制系統是該系統發揮功能的重中之重，工作人員在使用該系統時通過系統口罩處的麥克風將具體消費金額輸入系統內部，在工作人員進行語音輸入的同時，語音識別控制系統開始進行工作，經過快速的有效地對輸入語音的音頻分析和數據計算來得到準確數據結果，然后通過藍牙模塊將數據傳送給刷卡系統。STM32單片機的語音識別模塊具有多個連接端口與藍牙模塊以及終端系統等系統內部各裝置進行有效連接，及時通過端口連接進行信息輸送，保證系統工作有序順利進行。與此同時STM32單片機的語音控制模塊具有比較強的語音識別功能，即使音頻收入過程中外部環境比較嘈雜，系統也能夠準確地對音頻進行識別和收錄，使其能夠快速地完成語音識別任務。

4.3系統的刷卡控制系統

智能語音刷卡系統的設置主要是通過對系統內部藍牙模塊發出指令的接收，來繼續執行刷卡功能的任務，該刷卡控制系統能夠快速有效地在接收藍牙模塊發出的指令后執行刷卡指令，并且在消費者進行刷卡消費后，該系統還可以通過STM32單片機將消費者的消費信息展示在LED顯示屏上，使消費者能夠更好地了解到自己的消費信息。同樣該系統模塊與刷卡系統內部的多個裝置進行端口連接進行信息傳遞，快速地進行信息處理，從而更加及時有效地完成系統工作任務。

5結語

本文分析和總結，可以更好地了解STM32單片機控制下的智能儀刷卡系統的主要運行原理和功能，這一系統可以通過語音輸入消費者消費金額，通過系統語音識別來達到刷卡目的，大大提高了工作效率，簡化了收銀流程，并有效避免傳統收費方式的弊端，收費金額更加準確，不會由于人為原因而導致收費誤差，這一系統具有廣闊的發展空間和市場前景，智能語音刷卡系統的使用使收銀工作更加輕松有效地提高員工的操作效率，減少了消費者等待時間，提高了工作效率的同時也提高了消費者的消費體驗。由此可見，STM32單片機控制下的語音智能刷卡系統是值得廣泛推廣和使用的。

參考文獻

[1]李志遠.語音識別技術概述[J].中國新通信,2018,20(17):74-75.

[2]謝杰騰.服務機器人語音識別技術研究與實現[D].廣東:廣東工業大學,2015.

[3]黃峻遠.語音技術開發應用探究[J].電子世界,2018(22):92+94.

[4]馬寧.射頻IC卡及其讀寫器的設計與實現[D].湖北：華中科技大學,2005.

[5]仲文祥.基于STM32的無線刷卡終端的設計與實現[J].電子世界,2012(24):153-154.

[6]余建春,高瑞,郭福雁.基于組態王和STM32的停車場刷卡管理系統設計[J].工業控制計算機,2015,28(08):3-4+7.

作者：原卓亮 單位：鄭州工商學院