但综不雅观国内外智能门锁掌握系统中，大部分利用身份证、钥匙、智能卡、密码、人脸、指纹等识别技能。
这些识别技能有很多问题，比如携带未便利，随意马虎丢失，随意马虎假造，随意马虎破解密码导致的安全性不高，可靠性不高。
虽然人脸识别技能、指纹识别技能取得了不小的改进，但依然没有办理其在实际运用过程中的核心问题。
紧张表现在：
（1）人脸检测算法本身是相对耗时的，这样在实际运用中就会涌现全体人脸识别系统不适应实时需求的问题；
（2）类内变革的人脸特色有时比类间变革的问题；
（3）如何提高鲁棒性的问题；
（4）摄像机在实际运用过程中的成像质量、算法实行效率、环境光照变革剧烈等不容忽略的问题；
（5）如何办理因外界环境变革而造成指纹识别失落灵等问题。
而我们每个人的声音具有唯一性、不变性、不易模拟性等特点，表示了人类的生物特色，不存在丢失的情形。
基于此，本文提出的基于DSP的语音智能门锁掌握系统，是在智能门锁掌握系统中加入语音识别技能，有效利用DSP技能和算法，可以有效办理唤醒率低、准确率低、抗滋扰性差等问题，使系统达到稳、准、快的目的，以填补目前门禁系统中的门锁掌握毛病具有很好的科学和现实意义，同时具有广泛的市场前景。
一、语音识别智能门锁掌握系统整体设计根据智能门锁掌握哀求，设计基于DSP的语音智能门锁掌握系统如图1所示。该系统紧张由语音采集模块、数字旗子暗记处理模块（DSP）、外部存储器和门锁电机等组成。
DSP作为数字旗子暗记处理的紧张系统，对语音采集识别系统输出的语音旗子暗记进行处理后输出驱动旗子暗记，驱动门锁电机，以实现精准的语音识别门锁掌握系统。
图 1：语音识别智能门锁掌握系统框图
语音采集识别过程如图2所示。通过对语音输入旗子暗记进行采样、去除噪声、确定语音出发点和语音分割处理后，剖析和打算可提取出所须要的语音特色，并建立语音识别所需的语音库。当对用户语音进行识别时，只须要进语音库中的用户语音特色与输入旗子暗记的特色进行比拟，并采纳一定的算法，找到最优的与用户语音匹配的特色，末了输出精确的语音识别结果。
图 2：语音采集识别过程图
二、语音识别智能门锁掌握系统硬件电路设计
语音识别智能门锁掌握系统硬件电路总体构造框图如图3所示。本电路紧张由语音采集与语音处理两个部分电路组成。
语音采集电路由发话器（MIC）和语音采集芯片构成；语音处理电路紧张由数字旗子暗记处理模块（DSP）、外部存储器（FLASH）和可编程逻辑掌握器件（CPLD）组成。
图 3：语音识别智能门锁掌握系统硬件电路总体构造图
其事情事理是由MIC拾取用户语音并转换成音频旗子暗记，经语音采集模块将仿照音频旗子暗记转换为数字音频旗子暗记送入数字旗子暗记处理模块（DSP）；完成音频数据的采集事情。采集后的音频数据经DSP内部特色提取后可以建立语音库和进行语音识别。
可编程逻辑掌握器件（CPLD）吸收DSP发出的旗子暗记，经逻辑判断后，输出掌握旗子暗记，末了由输出驱动电路驱动门锁电机。
外部存储器（FLASH）紧张用来存储程序代码，系统上电后，由DSP从外部存储器（FLASH）调出并实行程序代码，使全体硬件电路能够脱机运行。电源模块为电路各部分供应电源。
2.1语音采集电路
语音识别智能门锁掌握系统采取TLV320AIC23芯片来采集语音旗子暗记，它是TI公司推出的一款低本钱、高性能音频音频编码和解码（Codec）芯片。
其内部支持发话器（MIC）输入办法，集成了模数转换（ADC）和数模转换（DAC）器件，采取了Sigma-delta过采样技能，采样率在8kHz～96kHz频率范围内可调，并且可供应16bit、20bit、24bit和32bit的语音数据。
此外，TLV320AIC23芯片还是一款低功耗、信噪比很高的音频采集器件，内部具有完全的缓存放大系统，与TI公司的DSP结合利用非常匹配。
语音采集电路如图4所示。本语音采集电路采取了12M晶体振荡器作为TLV320AIC23芯片内部时钟源。
TLV320AIC23芯片的第22脚（MODE）、第21脚（cs)分别数字地DGND，确定了芯片的音频数据传输接口采取DSP事情模式，使得DSP采取I2C总线办法配置TLV320AIC23芯片的内部寄存器。
本智能门锁掌握系统内部安装灵敏度高的驻极体电容式发话器，故TLV320AIC23芯片的第18脚（MICIN）通过外接阻容元件将发话器转换出来的微弱音频旗子暗记输入到内部缓冲放大器，第17脚（MICBIAS）为内部缓冲低噪声电压输出，为发话器提高偏置电压，其电压值常日为0.75AVDD。
图 4：语音采集基本电路事理图
TLV320AIC23芯片的第23脚（SDIN）作为DSP掌握端口串行输入，用来传输配置本芯片内部寄存器的数据，第24脚（SCLK）是DSPI2C总线模式下的掌握端口移位脉冲。
第4脚（DIN）为串行数据输入端，吸收DSP发出的音频数字旗子暗记并送入该芯片内部的DAC转换器进行转换成仿照音频旗子暗记，第6脚（DOUT）为串行数据输出端，将该芯片内部ADC转换器输出的音频数字旗子暗记送给DSP。
TLV320AIC23芯片采取+3.3V电压供电，第1脚（BVDD）为+3.3V缓冲电压输入端、第14脚（AVDD）为+3.3V仿照电压输入端、第28脚（DVDD）为+3.3V数字电压输入端；数字地和仿照地要分开，因此，第15脚（AGND）为仿照接地端、第28脚（DGND）为数字接地端。
2.2数字旗子暗记处理（DSP）电路
本系统采取TMS320VC5509A核心器件对数字音频旗子暗记进行处理，它是一款基于TIC55x架构的定点低功耗音频专用DSP处理器。
它是本掌握系统数字音频旗子暗记的运算处理部件，可对16位数据进行算术逻辑运算,内部具有2个乘法器、4个累加器和12组彼此独立的总线，事情最高主频可达200MHZ，是一款打算能力超强的DSP。
其余，该DSP还供应了多通道缓冲串口MCBSP，DSP可通过MCBSP与其他DSP、编解码器等器件相连。同时，内部集还成了ROM存储器、具备串行端口和USB接口等。
图 5：数字旗子暗记处理（DSP）电路事理图
数字旗子暗记处理（DSP）电路如图5所示。TMS320VC5509A处理器采取12M晶体振荡器作为芯片内部时钟源，对其进行12倍频可产生144MHZ时钟脉冲，为DSP内部CPU供应主时钟。
TMS320VC5509A处理器采取双电源供电模式，其事情电压为3.3V(DVDD)和1.6V(CVDD)，个中3.3V(DVDD)为DSP的I/O供词给电压，1.6V(CVDD)紧张为DSP的CPU内核和其它所有的外设逻辑供应电压，它们都是数字电源。
TMS320VC5509ADSP的系统复位电路采取SP706P微处理器监控芯片，以确保系统上电过程中系统复位或在断电过程中阻挡程序代码运行出错，同时可监控DSP、FLASH、CPLD的供电情形，使其可靠事情运行和复位。
其余，当按下手动复位键S时，SP706P的端接地（被拉低于0.8V以下），其输入为低电平有效，触发内部电路使SP706P的MR端输出一个复位旗子暗记送给DSP的RESE T复位端（低电平有效）。
DSP处理器TMS320VC5509A和语音采集模块TLV320AIC23的连接口紧张由两个。一个是数据接口，紧张用来传输A/D或D/A音频数据。
在进行数据的传输的掌握上，利用DSP的引脚CLKR、CLKX与TLV320AIC23的引脚BCLK（数据口位-时钟旗子暗记）连接，当LV320AIC23为从模式时，该时钟由DSP产生；同时DSP的FSX、FSR分别与TLV320AIC23的LRIN、LRCOUT相连接，实现了数据传输同步功能。
其余，由TLV320AIC23采集的数字音频旗子暗记通过DOUT送到DSP的DR端进行处理,同时DSP处理的数字音频旗子暗记也可以通过DX端输出到TLV320AIC23的DIN端供其进行D/A转换，从而实现音频旗子暗记的输入和输出。
另一个是掌握接口，紧张是通过DSP用来设置TLV320AIC23B的事情参数。通过DSP的I2C总线接口SDA端、SCL端分别与TLV320AIC23的掌握口SDIN端、SCLK端连接，可以用来传输配置语音采集芯片TLV320AIC23内部寄存器的数据和配置时钟旗子暗记。
2.3外扩FLASH电路
一样平常情形下，DSP的片内存储器容量不是很大，大部分空间用来暂存系统程序运行过程中的信息，在本语音识别掌握系统中紧张用来存储处理前后的音频旗子暗记；以是，须要对一样平常的DSP系统进行外扩存储器，本掌握系统紧张采取SST39VF1601芯片来外扩Flash，该闪存存储器的容量为1M×16bit，用以固化存储系统运行的程序代码，存储用户语音模型和语音数据。
系统上电后，DSP从外部Flash加载并实行程序代码，在不上电的情形下可以长期保存信息，使本系统能够脱机运行。
图 6：外扩 FLASH 电路事理图
外扩的FLASH电路如图6所示。采取的SST39VF1601存储芯片具备70～90ns的快速读写、70ms的快速擦除功能，其供电电压为+3.3V，可以与TMS320VC5509A处理器共用供电源。
当系统初始化时，TMS320VC5509A对EMIF进行设置，并且利用DSP的外部存储器接口的CE1空间，因此，可将TMS320VC5509A的地址总线A[13:1]与SST39VF1601的地址总线A[12:0]直接连接，TMS320VC5509A的数据总线D[15:0]与SST39VF1601的数据总线DQ[12:0]直接连接。
将EPM3128ATC100-10可编程掌握器件(CPLD)的A[18:13]与SST39VF1601(FLASH)A[18:13]连接，实现CPLD掌握FLASH的高位地址线。
这时可将DSP的ARE端与CPLD的ARE审察连、DSP的AWE端与CPLD的AWE审察连、CPLD的OE、WE端分别与FLASH的OE、WE审察连。
经CPLD译码后，末了将FLASH的CE#端映射到DSP的外部存储器接口的CE1。从而实现上电后DSP从外部FLASH加载并实行程序代码的功能。
2.4电源电路
由于TMS320VC5509A（DSP）处理器哀求有独立的内核电源和IO电源，以是须采纳双电源供电模式，其事情电压为+3.3V（DVDD）和+1.6V(CVDD)，个中3.3V（DVDD）为DSP的I/O供词给电压，1.6V(CVDD)紧张为DSP的CPU内核供应电压。
由于DSP在系统运行时须要打算大量的实时数据、CPU内部部件的开关转换频率会增大芯片功耗，故采取+1.6V为CPU供电可以有效降落芯片内部功耗。
其余，由于本系统采取的语音采集芯片TLV320AIC23、外扩SST39VF1601存储芯片（FLASH）和EPM3128ATC100-10可编程掌握器件(CPLD）都须采取+3.3V供电电压。
因此，传统的线性稳压器（例如：78XX系列）已不能知足本智能语音控系统的正常运行，基于此，本掌握系统电源电路选用了TI公司的一款TPS767D301双路低压差电源芯片，它输出电压为一起3.3V,另一起输出1.6V，设计出基于TPS767D301的TMS320VC5509A(DSP)的电源电路如图7所示。
图 7：电源电路事理图
从图7可以看出，TPS767D301芯片内部集成了2个电压调度器，采取了双入双出的电路构造形式。
TPS767D301芯片的1EN端（第5、6脚）、2EN端（第11、12脚）分别将+5V的输入供电电压送到芯片内部的两个电压调度器，经电压调度后，由芯片的1OUT端（第23、24脚）、2OUT端（第17、18脚）分别输出+1.6V和+3.3V事情电压，个中+3.3V可知足全体电路的事情电压。
TPS767D301的、（第4、10脚）分别是芯片内部两个电压调度器的使能端，低电平有效，故直接接地。
TPS767D301芯片的1FB/NC端（25脚）为内部电压调度器输出电压大小的反馈端，只要适当调度输出端（23脚）接的取样电阻R和R的阻值即可使输出端1OUT、2OUT输出+1.6V和+3.3V的标准电压。
TPS767D301的1REST、2REST（第28、22脚）分别为芯片内部两个电压调度器的复位输出端。
三、语音识别智能门锁掌握系统软件流程设计语音识别智能门锁掌握系统运行流程如图8所示。系统软件由主程序程序、语音识别掌握、显示器显示程序、键盘输入等。
图 8：掌握系统软件设计总体流程图
根据总体流程图可知：首先对主程序进行激活，通过键盘输入并开始实行语音识别程序；对输入的语音旗子暗记进行处理，并进行加工使旗子暗记放大，然后为了更好进行打算处理，将旗子暗记进行数字化变换，其次通过与数据库中的数据进行旗子暗记比对，终极通过显示器程序显示出识别结果。
对旗子暗记读取时，如果输入旗子暗记数据与数据库中存储的数据匹配精确时，所显示器中显示的为“识别通过”，当与数据库中的数据匹配不到时，会有三次显示“再试一次”的机会，并对每一次的输入数据进行再一次判断，三次数据识别都匹配失落败时，会显示“识别缺点”，并将旗子暗记传输到显示器中；如果须要保存此语音旗子暗记，通过数字化之后，并进行压缩处理，使旗子暗记数据存入数据库中。
个中语音识别程序包括语音的初始化程序和语音旗子暗记的识别比拟。为了担保语音识别的精确性，须要通过两个级别的语音触发指令，通过指令的采集，并进行旗子暗记比拟。流程如图9所示。
图 9：语音识别程序流程
总结
本文紧张设计了一种以DSP处理器为核心部件的语音识别智能门锁掌握系统，分别从语音采集识别事理、数字旗子暗记处理及硬件电路总体构造动手，详细先容了该掌握系统的整体设计思路、硬件电路事理图设计和系统软件实现流程等。
对语音采集、数字旗子暗记处理、外部存储器等紧张模块的电路设计进行了详细先容。该语音识别智能门锁掌握系统基于了DSP技能，有效办理了传统智能门锁唤醒率低、准确率低、抗滋扰性差等问题。
同时该掌握系统本身对掌握功能附近的系统设计也具有一定的参考代价。
