摘 要

当今，骑行电动车、摩托车出行的人越来越多，尤其在外卖配送行业，电动车、摩托车已经成为不可或缺的一部分，与此同时，涉及这些非机动车的交通事故也日渐增多，而不少此类事故都是因为驾驶员在骑车时操作手机所引起的。

针对以上问题，本文设计了一款基于蓝牙通信的Android系统智能骑行头盔，使用前后台分离的架构，在后台，使用蓝牙串口和单片机语音识别模块进行通信，包括对语音信号的接收、解析、处理，然后执行指令对应的功能，实现打开地图、播放音乐、拨打电话等功能。该Android终端软件系统的用户界面实现数据的可视化，并执行相应的功能。

本文主要研究了语音识别与控制、蓝牙的无线通信功能和Android系统的开发与应用。研究结果表明，本文所设计的整体系统具有较好的人机交互体验。

关键词：蓝牙通信；单片机；语音识别；串口通信；Android

Abstract

Today, there are more and more people riding electric bikes and motorcycles, especially in the take-away distribution industry. Electric vehicles and motorcycles have become an indispensable part. At the same time, traffic accidents involving these non-motor vehicles are also increasing. Increased, many of these accidents are caused by the driver operating the phone while riding a bicycle.

In view of the above problems, this paper designs an Android system intelligent riding helmet based on Bluetooth communication, using the front and back-separate architecture, in the background, using Bluetooth serial port and single-chip voice recognition module for communication, including receiving and parsing voice signals. Processing, and then execute the functions corresponding to the instructions, to achieve the functions of opening the map, playing music, making calls, and so on. The user interface of the Android terminal software system realizes data visualization and performs corresponding functions.

This paper mainly studies the speech recognition and control, the wireless communication function of Bluetooth and the development and application of Android system. The research results show that the overall system designed in this paper has a good human-computer interaction experience.

Key Words：Bluetooth communication；MCU；speech recognition；serial port；Android

目 录

第1章 绪论 1

1.1 智能头盔整体概述 1

1.2 蓝牙技术介绍 2

1.3 语音识别原理 3

1.4 国内外Android系统现状 3

1.5 本文研究内容 4

第2章 硬件部分设计 5

2.1 硬件系统简介 5

2.2 语音识别模块 5

2.2.1 LD3320芯片介绍 5

2.2.2 语音识别流程 7

2.3 蓝牙通信模块 8

2.3.1 HC-05芯片介绍 8

2.3.2 蓝牙连接方式 9

2.3.3 蓝牙与PC端配置 11

2.4 本章小结 12

第3章 软件系统设计 13

3.1 软件设计流程 13

3.2 开发环境搭建 14

3.2 Android系统界面设计 14

3.2.1 主界面布局 14

3.2.2 蓝牙模块设计 15

3.3 功能实现 16

3.3.1 拨打电话功能 16

3.3.2 打开地图功能 17

3.3.3 音乐播放功能 17

3.4 本章小结 17

第4章 系统调试 18

4.1 硬件模块调试 18

4.1.1 语音模块调试 18

4.1.2 蓝牙模块调试 19

4.2 软件模块调试 19

4.2.1 搜索蓝牙测试 19

4.2.2 蓝牙连接测试 21

4.2.3 功能实现测试 22

4.3 本章小结 25

第5章 总结与展望 26

5.1 本文总结 26

5.2 进一步研究展望 26

参考文献 28

致谢 29

第1章 绪论

智能头盔整体概述

蓝牙智能骑行头盔的设计总体由硬件芯片部分和Android软件终端组成，是一个软、硬件集成的系统。为了满足使用者语音遥控的需求，硬件部分首先需要麦克风监听用户的语音信息输入，麦克风监听到说话者的语音数据后，将通过LD3320语音识别专用芯片的ASR自动语音识别技术，进行语音数据的处理、运算和解析，最后将语音信息转换成能够进行串口传输的文字信息。其次，整个系统需要蓝牙作为连接软件系统和硬件电路的桥梁，通过蓝牙的无线通信技术，将语音识别芯片模块转换出的文字信息通过蓝牙串口，传送至终端软件，实现将用户的语音信息传输到Android手机端。

为了对蓝牙智能头盔系统的手机终端控制实现功能集成，设计一款针对蓝牙智能骑行头盔用户终端模块的软件系统。本文设计采用前后台分离的架构，在后台，使用蓝牙串口和单片机模块进行通信，包括对语音信号的接收、解析、处理，语音信息的识别成功率能够达到90%以上，接收到指令后执行指令对应的功能，实现实时地图、播放音乐、拨打电话等功能。该软件前台界面实现数据的可视化，并执行用户所需的功能，具有较好的人机交互体验^[1]。

此设计灵感来自于AI人工智能音箱。现如今市场上已经存在一些具有一定人工智能的设备，如各种智能音箱、扫地机器人、自动驾驶汽车等，这些设备有些满足了人们的娱乐生活需求，而有些能确确实实方便人们的生活，具有很强的实用性。人们在驾驶电动车、摩托车时，都需要佩戴头盔，本文设计的智能骑行头盔，适合骑行者用户出行使用，能够方便用户在骑行过程中通过语音遥控完成手机端的一些基本功能操作，大大减少了用户骑行过程中，由于拿出手机操作时带来的安全隐患，是一款能与用户进行信息交互的新型智能头盔。