单片机控制智能语音刷卡系统设计探讨

摘要：阐述STM32单片机控制的智能语音刷卡系统中的内部结构、语音识别功能，智能语音刷卡系统的功能模块，包括中央控制系统、语音识别模块、电平串口模块、蓝牙模块、显示模块、刷卡模块、供电模块，探讨智能语音刷卡系统的程序设计。

关键词：STM32单片机，智能语音控制，程序设计，语音识别

STM32单片机控制的智能语音刷卡系统当前被越来越多的应用于各个领域，该系统能够在消费者进行刷卡消费时使用语音功能输入消费价格，在使用过程中更加方便快捷。该系统主要具有强大的语音识别功能和刷卡功能，在执行语音功能时可以将其悬挂在腰间，或者其他位置。语音系统内部结构包括一个麦克风以及连接线，系统主要是通过挂在腰间的语音识别装置进行语音识别和转换，然后将信息上传至系统内部，从而智能控制刷卡机达到语音识别目的。本系统可以在刷卡成功后通过电子屏显示消费者银行卡的余额等信息，通过对这一系统的推广和应用极大地提高了商场等收银工作的工作效率以及准确率，减少误差。本文通过对STM32单片机控制的智能语音刷卡系统的运行原理、结构分析和讨论，希望能够更好地将该系统推广到各个领域当中，提高其使用价值。

1研究背景

以STM32单片机控制装置为主要部分的智能语音刷卡系统，能够更好地施展其语音识别功能，该系统是通过内部特殊装置来对语音进行分析和定位，最终完成识别工作，然后将识别后的信息传送至中央系统，通过中央系统对刷卡装置发送指令最终完成语音刷卡任务。这一系列的操作过程都要利用电脑程序编排，只有经过软件对该系统进行科学合理的编程，对STM32单片机装置进行严谨的数据分析和处理，才能够是中枢控制系统接收到准确无误的信息数据，从而保证系统能够更好地完成刷卡任务。我国STM32单片机智能语音刷卡系统应用已经十分普遍，各大商场甚至中小私营门面都引进该系统，用于店铺收银工作，该系统具有生产成本低，操作简单，小巧方便便于携带等诸多优点。因此，为了更好地将该系统应用在各个领域当中，我们应该更加清晰明了的掌握该系统的内部结构以及运行理论，充分的改进和完善该系统，使其能够更好地为我们提供服务。

2STM32单片机控制的智能刷卡系统

将STM32单片机控制装置应用于智能语音刷卡系统当中，极大的缩小了刷卡系统的空间，在多种多样的单片机控制装置当中，选择STM32单片机主要是由于其自身具有强大的语音处理功能，能够准确无误地对输入的音频进行数据处理和分析，通过系统内部的电脑程序快速有效的识别出该语音是否正确，可否进行下一步操作，有效地保证语音刷卡的安全性。

2.1系统内部结构

图1中，STM32单片机是性价比最高的语音刷卡系统控制装置，它内部具有准确度极高的10位AC系统芯片，该AC系统新能够更好地进行音频转换，并且内部装置了自动电路来对音频进行实时收录，然后AC系统芯片在接收后进行语音播放，之后该系统内部的电脑程序会对收入的语音进行数据计算快速地完成语音识别目的，STM32单片机拥有一套独特的指令程序，能够支持不同环境下的语音识别，即使在外部比较嘈杂的环境当中也能够精准地提炼出需要识别的语音，极大地保证了刷卡系统的安全性，提高了系统的工作效率。与此同时，STM32单片机装置内部具有强大的函数运算程序，只要系统能够有效地识别语音，并且进行语音播放系统内部的函数程序就会智能启动运算功能，快速完成语音识别工作。另外STM32单片机还具有先进的芯片对接口，用户可以通过芯片接口进行程序下载，方便快捷，操作简单。

2.2内部语音识别功能

STM32单片机的内部语音识别装置主要包括内部音频信号接收器、数字信号处理器以及电脑程序编程等部分组成。该系统在运行过程中首先应用内部音频信号接收器对外部音频信号进行接收，之后通过内部处理器将音频进行播放，使用内部编程好的电脑程序对音频各项数据进行计算，得到数据结果，之后将数据结果快速传送到中央系统，中央系统通过数据结果来判断输入语音是否可以进行接下来的刷卡任务。当前STM32单片机是数字语音识别系统当中最为广泛的一种单片机。

2.3程序调试功能

STM32单片机内部装有微型控制器，能够有效地满足不同的用户需求，该系统充分考虑到用户的需求资源较少问题，通过微型控制器的设置，在用户增加需求时可以进行自主调试，来满足用户的使用要求。STM32单片机具有较快的处理信息的速度，能够更好地对复杂的音频信息进行分类处理，STM32单片机内部的数据模块结构可以有效地应对各种复杂情形造成的语音采集结果不理想的问题，通过模块内部强大的功能处理来更好的执行语音识别功能。当用户对语音识别存在不同需求时，首先可以通过数据端口连接有需求的数据，然后对后台运行系统的数据进行调试，使其能够更好地适应当下使用，发挥其语音识别功能保证刷卡工作顺利有序开展。

3智能语音刷卡系统的功能模块

3.1中央控制系统

芯片的主要构成部分主要包括32位的微型控制器、程序存储卡等，在该程序运行过程中外部工作环境保持在－40～80℃即可，该程序除了极端恶劣环境外基本上可以满足各种工作环境下的运行，工作电压只需要保持在3V左右即可。由此可见，该工作芯片控制系统工作环境要求较低，在满足程序运行要求的同时还具有简单轻便易携带的优点，是一款实用性较强的综合语音刷卡系统。

3.2语音识别模块

该系统的主要工作原理就是利用特定的装置和技术通过语音的收录，进行内部系统数据运算从而达到辨识语音的目的，只有准确的及时地发挥语音识别功能才能够有效地支持刷卡工作的进一步落实。该系统能够有效地捕捉系统收录的语音关键词，并且可以对其进行动态化的编辑计算，来达到准确率较高的识别效果。支持该部分工作运行的核心元件是语音声控芯片，它是支持语音识别工作的重要保障。

3.3系统的电平串口模块

该系统进行这一设置的主要目的是能够更加方便快捷地将刷卡系统与单片机进行连接，只有将两者有效地进行连接，才能够顺利完成整套操作流程，在语音识别模块完成语音采集和识别工作后将准确信息发送至系统，再由系统下达指令，当刷卡装置接收到系统指令后才能够执行刷卡任务，保证刷卡更加安全可靠，工作流程更顺利。

3.4系统的蓝牙模块

STM32单片机智能语音刷卡系统设置了蓝牙模块，可以通过蓝牙传输功能实现信息传送，将信息实时准确的发送反馈给系统内部，避免了在进行信息传输时使用端口传输带来的不便，蓝牙传输功能的使用和开发极大提高了系统的可操作性，方便用户在进行信息采集时操作更加简单，蓝牙模块的设置有效地提高了STM32单片机智能语音刷卡系统的信息传输速度，使其在运行过程中更加稳定快速和灵敏。

3.5系统的显示模块

该系统的显示模块主要是应用和设置智能LED显示屏，使用户在进行刷卡消费后，能够及时地将用户消费信息以及银行卡余额等展示在LED显示屏上，该显示屏具有超高的分辨率，能够使信息更加清晰明了的展示在显示屏上。并且显示屏所选用的汉字和图案整体比例和结构设计比较合理，能够给人更好的视觉对比冲击，具有超大的视觉广角。虽然如此，该显示屏的运行功率消耗却比较低，不会占用系统运行得过多空间。由此该模块的设置能够更好地提升智能语音刷卡系统的使用功能，更加方便用户了解消费内容。

3.6系统的刷卡模块

该系统主要使用RFIDRC522射频刷卡模块，这一刷卡模块的主要优势在于其运行过程中需要比较低的电压支持即可，并且该系统制作成本较低，体积较小可以更加方便的应用在刷卡系统内部，该刷卡模块具有非接触通信功能，能够快速实现和语音识别装置的信息传输，快速识别系统发出的指令，执行刷卡任务。该模块使用的芯片进行科学的合理设计能够拥有独立的读卡电路，使用起来更加方便快捷，有利于刷卡终端快速接收信息，进行下一步操作。刷卡模块在工作时只需要三伏左右的电压即可，可以持续地与主机保持通信联系，极大地节约了主机工作时的能量消耗，在保证刷卡工作顺利稳定地进行的同时极大地降低了系统运行成本。

3.7系统的供电模块

通过以上分析和介绍，我们可以知道该系统内部个元件的运行都不需要较大的电力消耗，并且该系统体积较小，不需要使用过于繁重的供电系统。因此该系统只设置了两节锂电池作为其供电支持，该供电模块能够持续稳定的保证系统有效运行。

4智能语音刷卡系统的程序设计

4.1系统的主体设计

该语音智能刷卡系统主要是通过系统口罩处的麦克风进行音频收集，然后将其传送至语音识别模块，经过语音识别模块内部的程序计算有效地得到准确的语音信息，在经由STM32单片机对数据进行数字化处理后将数字结果传送给中央系统，最后有系统内部的蓝牙通信装置将信息数据结果传送给刷卡装置，刷卡系统在接收到执行指令后即可实现语音识别刷卡目的，从而准确地对消费者的消费数额进行扣除后将消费信息展示在LED显示屏上。

4.2系统的语音控制系统

该语音智能刷卡系统主要由两大部分组成，其中语音控制系统是该系统发挥功能的重中之重，工作人员在使用该系统时通过系统口罩处的麦克风将具体消费金额输入系统内部，在工作人员进行语音输入的同时，语音识别控制系统开始进行工作，经过快速的有效地对输入语音的音频分析和数据计算来得到准确数据结果，然后通过蓝牙模块将数据传送给刷卡系统。STM32单片机的语音识别模块具有多个连接端口与蓝牙模块以及终端系统等系统内部各装置进行有效连接，及时通过端口连接进行信息输送，保证系统工作有序顺利进行。与此同时STM32单片机的语音控制模块具有比较强的语音识别功能，即使音频收入过程中外部环境比较嘈杂，系统也能够准确地对音频进行识别和收录，使其能够快速地完成语音识别任务。

4.3系统的刷卡控制系统

智能语音刷卡系统的设置主要是通过对系统内部蓝牙模块发出指令的接收，来继续执行刷卡功能的任务，该刷卡控制系统能够快速有效地在接收蓝牙模块发出的指令后执行刷卡指令，并且在消费者进行刷卡消费后，该系统还可以通过STM32单片机将消费者的消费信息展示在LED显示屏上，使消费者能够更好地了解到自己的消费信息。同样该系统模块与刷卡系统内部的多个装置进行端口连接进行信息传递，快速地进行信息处理，从而更加及时有效地完成系统工作任务。

5结语

本文分析和总结，可以更好地了解STM32单片机控制下的智能仪刷卡系统的主要运行原理和功能，这一系统可以通过语音输入消费者消费金额，通过系统语音识别来达到刷卡目的，大大提高了工作效率，简化了收银流程，并有效避免传统收费方式的弊端，收费金额更加准确，不会由于人为原因而导致收费误差，这一系统具有广阔的发展空间和市场前景，智能语音刷卡系统的使用使收银工作更加轻松有效地提高员工的操作效率，减少了消费者等待时间，提高了工作效率的同时也提高了消费者的消费体验。由此可见，STM32单片机控制下的语音智能刷卡系统是值得广泛推广和使用的。

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作者：原卓亮 单位：郑州工商学院