１、引言

　　智能垃圾桶是一種利用自動控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用微電腦控制芯片、新型傳感探測裝置和機械傳動裝置等設(shè)備對于傳統(tǒng)垃圾桶進行改造發(fā)展而來的新型智能家居生活用品。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，各種智能化家居產(chǎn)品順應市場需求大量出現(xiàn)。這些智能垃圾桶大都基于紅外傳感探測裝置對于靠近的人員所釋放的人體熱釋紅外信號進行檢測，通過垃圾桶所內(nèi)置的微電腦控制芯片進行處理，操控機械傳統(tǒng)裝置，實現(xiàn)非接觸式的垃圾桶只能開閉功能。但由于當今紅外ｘ熱釋傳感器的傳感距離有限，使得大部分垃圾桶的探測距離不足１ｍ，這樣的控制距離不能有效的隔絕垃圾桶中的有害病菌的傳播途徑。

　　本設(shè)計針對當今智能垃圾桶探測距離的不足，利用ＳＴＣ８９Ｃ５２單片機作為系統(tǒng)控制核心，采用由ＩＣＲｏｕｔｅ公司生產(chǎn)的非特定語音識別芯片ＬＤ３３２０和非特定語音識別算法對于控制語音命令進行識別，實現(xiàn)對于垃圾桶的智能化語音識別控制，完成遠距離非接觸式智能開閉和系統(tǒng)運動的功能。同時利用超聲波測距算法，實現(xiàn)對垃圾桶內(nèi)部容量的智能提醒。

　?。?、系統(tǒng)組成

　　本設(shè)計主要由數(shù)據(jù)采集部分、機械驅(qū)動部分、主控芯片ＳＴＣ８９Ｃ５２、照明系統(tǒng)和工作狀態(tài)顯示屏幾部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖１所示。

　　用麥克風采集聲音信號，經(jīng)過濾波、放大處理后送入ＬＤ３３２０非特定語音識別模塊進行語音識別處理，處理結(jié)果通過串口送入主控芯片ＳＴＣ８９Ｃ５２中［４］。主控芯片通過對于接收自ＬＤ３３２０語音識別芯片的處理結(jié)果數(shù)據(jù)進行分析，對機械驅(qū)動部分的電機發(fā)出對應操作指令，完成相應的前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、開蓋、閉蓋等動作，達到在１ｍ距離外對垃圾桶進行語音識別控制的功能［５］。同時利用ＵＳ－１００超聲波測距模塊對垃圾桶內(nèi)深度進行測量，主控芯片ＳＴＣ８９Ｃ５２利用中斷定時原理，實現(xiàn)對于垃圾桶內(nèi)容量的監(jiān)控，并實時的將數(shù)據(jù)反應在工作狀態(tài)顯示屏上，完成對于垃圾桶容量的智能化管理，提醒用戶適時更換清潔垃圾桶。采用光傳感器，對于環(huán)境亮度進行探測，使得垃圾桶在夜間或低亮度環(huán)境下能夠啟用照明設(shè)施，方便用戶使用。

　　３、硬件設(shè)計組成

　　３．１、ＬＤ３３２０非特定語音識別模塊

　　ＬＤ３３２０作為一款基于非特定人語音識別（ＳＩ－ＡＳＲ）技術(shù)的語音識別／聲控芯片，集成了一系列與其功能相關(guān)的外部電路，包括ＡＤＣ、ＤＡＣ、麥克風剪口、聲音輸出接口等，使得ＬＤ３３２０能夠在沒有任何外接輔助Ｆｌａｓｈ、ＲＡＭ芯片的情況下直線語音識別／聲控／人機對話等功能。且ＬＤ３３２０在工作時，無需進行預先的訓練和錄音，語音識別率準確率達到了９５％，是一款優(yōu)秀的非特定性語音識別芯片。

　　為了讓ＬＤ３３２０芯片能夠正常工作并且實現(xiàn)與上位單片機的通行，需要為ＬＤ３３２０芯片設(shè)計外圍電路，電路設(shè)計如圖２所示。其中紅色ＬＥＤ用于指示ＬＤ３３２０芯片的工作狀態(tài)，當ＬＤ３３２０正常工作時，紅色ＬＥＤ將會閃亮。

　?。常病㈦姍C驅(qū)動

　　本設(shè)計需要采用電機實現(xiàn)對于垃圾桶的密閉桶蓋的自動開閉和整體設(shè)計的各個方向移動，為了能夠讓作為控制核心的ＳＴＣ８９Ｃ５２單片機能夠更好的控制各個運動電機，故需要設(shè)計相關(guān)的電機驅(qū)動電路，本設(shè)計采用Ｌ２８９ＮＨ橋驅(qū)動芯片為核心設(shè)計電機驅(qū)動電路。