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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

汽车是重要的交通工具，极大地方便了民众的生活，也成为了人们生活中不可或缺的代步工具。汽车的驾驶需要驾驶员精神和注意力的高度集中，在驾驶员驾驶车辆时，我们希望驾驶员可以尽可能地避免注意力的分散，做到专心驾驶，所以车内的辅助工具系统应当在使用上尽可能的简单、方便。就车窗升降系统而言，现在的车辆一般采用的是手摇式或电动式车窗升降系统，这种传统的车窗升降系统需要驾驶员将一只手脱离方向盘去摇动或拨动按钮，并侧头或者扭头观察车窗位置，这导致了驾驶员在驾车行驶时的注意力分散，给行车安全带来了隐患。同时，大部分的汽车车窗系统目前并不具备防夹手功能，汽车车窗伤人事件也一直在发生。随着语音识别技术近几年的飞速发展，语音识别技术变得愈加成熟，应用场合也越来越广泛，因此，将语音识别技术应用在汽车车窗升降系统方面成为了可能，可以实现汽车车窗系统的改进升级，提高驾驶安全性和构建智能人车交互模式。

当前的车窗升降系统一般有手动式和电动式，但无论哪一种车窗系统，都需要驾驶手动调节，这使得驾驶员想要改变车窗状态时，都要将手脱离方向盘，分散注意力，不利于汽车行驶安全。本设计的主要目的就是通过给车窗加入语音识别技术来改变车窗调节的操作模式，让驾驶员通过语音命令就可以调节车窗，搭建智能化车窗升降系统，构建友好的人机交互模式，在营造良好车内通风环境的同时，提高行车安全。本设计还有一些辅助功能，以期可以搭建出一个使用体验上佳的汽车车窗升降系统。

语音识别系统的应用可以分为两个发展方向：一个方向是大词汇量连续语音识别系统，主要应用于计算机的听写机，以及与电话网或者互联网相结合的语音信息查询服务系统，这些系统都是在计算机平台上实现的。另外一个重要的发展方向是小型化、便携式语音产品的应用，如无线手机上的拨号、汽车设备的语音控制、智能玩具、家电遥控等方面的应用，这些应用系统大都使用专门的第三方软件来实现，特别是近几年来迅速发展的语音信号处理专用芯片（application specific integrated circuit，asic）和语音识别片上系统（system on chip，soc）的出现，让语音识别技术应用在车载产品上更加方便，成本也得到了降低。且语音识别技术不需要多余的外部设备，只需要一个麦克风采样，节约车内空间。将语音识别技术应用在车窗升降系统中，可减少驾驶员的操作，避免分散注意力，提高驾驶安全性。这种基于语音识别的车窗控制系统，可以构建友好的人机交互环境，提高驾驶员的驾驶体验。

2. 研究的基本内容

本毕业设计的主要工作内容是使用单片机、语音识别模块、红外测距模块、热释电红外传感器和LCD液晶显示模块来实现一种基于语音识别的汽车车窗升降系统设计，可通过语音命令调节车窗的高度，并具备一些辅助功能，达到改进汽车车窗升降系统的目的。通过麦克风采集驾驶员的语音命令，由单片机进行处理，唤醒系统后，识别调节车窗语音命令，控制电机模块执行，调节车窗，此时，热释电红外传感器检测是否有人或动物卡在车窗位置，是否需要启动车窗防夹手功能；红外测距模块测量车窗距离车顶的距离，显示在驾驶员前方的LCD液晶显示模块，将车窗闭合状态直观地反馈给驾驶员。

本设计可实现驾驶员不需将手脱离方向盘去拨动车窗升降按钮，通过发出语音命令就可以调节车窗高度。语音唤醒可防止乘客聊天关键词对系统的干扰和孩童的错误操作；具化语音识别命令可以方便驾驶员一句命令完成车窗的升降控制，不需侧头观察车窗，提高驾驶安全；防夹手功能也会减少因车窗升降带来的人身伤害事件。该系统提高了驾驶安全性，构建了良好的智能化人机交互环境。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本设计的基于语音识别汽车车窗升降系统包括单片机及语音识别模块、红外热感应模块、红外测距模块、lcd液晶显示模块、驱动电机模块、电源模块等，具体原理框图如图2-1所示。

图2-1 系统原理框图

4. 参考文献

[1]富娜. 一种汽车车窗系统[p]. 北京：cn205654228u,2016-10-19.

[2]吉武俊,王彪,姬红,李林燕,高云,赵媛媛,李明刚. 一种语音交互式电动车窗控制装置[p]. 河南：cn204571652u,2015-08-19.

[3]李亚银. 语音交互式电动车窗控制装置[p]. 广东：cn206581780u,2017-10-24.