1．目的及意义
1.1 研究目的及意义
信息与信息处理学科是信息科学的重要组成部分，该水平的高低反映了一个国家的整体科技水平。而数字信号处理又是信息处理学科里的一个非常重要的角色，目前，数字信号处理技术已在声音、图像、雷达、通信、自动控制、军事、航空航天等领域实现广泛应用。
数字信号处理的主要研究对象时声音信号和图像信号。现代技术发展实现智能化、数字化是控制系统的重要发展方向，而声音信号的处理是重要的应用之一。滤波是声音信号处理的重要组成部分，其主要目的是在信号中提取有用的信号，屏蔽无用的噪音，再将提取的有用信号进行处理，从而实现控制硬件实现智能化。声音引导小车是未来汽车行业的智能化发展方向之一，具有广阔的发展前景。声音定位在人和动物的日常生活中也有着重要意义，通过声音定位，可以知道物体的位置及运动状况，引导物体往目的地运动，实现物体的路线选择和较精确定位。
声音引导小车，即声控技术的一种简单应用，近年来，声音识别技术取得了越来越大的进步，最新的语音识别技术可以识别90%以上的人类说出的字。这项技术虽然是一项比较先进的技术，但不可否认的是，声控技术在无线传输时的合成的质量不是很好，它尚需进一步提高，因为无线环境中的背景噪音太大了，当然还有其他方面的因素影响着声控功能的发挥。随着微电子技术、计算机技术、人工智能技术等一系列技术的迅速发展，如今声控技术应用广泛，这种暂露头角的声控技术，给严重伤残人的生活带来了极大的便利。他们用声音就可以打开门窗、电视机、电灯等，这种生活状况的改变会给他们受伤的身体及心灵带来极大的慰藉。在其他领域，声控技术也大有用武之地。比如飞机在天上飞行或空战的时候，一旦飞行员负了伤，他可以用声音来驾驶飞机。声音识别器将飞行员的讲话声音与贮存的声音相比较，只要声音一致，飞机就能完成各种动作，从而能够化险为夷。
因此，研究声音引导小车这一题目，具有深远的意义。
1.2 国内外研究现状
随着科技技术的进步与发展，现今语音识别技术已经应用到了社会的各个角落，为人们提供着各种便利。比如真实汽车上的声控系统，当我们在驾驶的过程中，不便于用手来完成其他操作时可以用声控系统来实现。
在国内，已经有很多行业在运用这项技术解决了不少难题。在军事上，海军利用声呐探测器来监视敌方的舰艇，侦查海底的暗礁，渔民利用声呐系统来探测鱼群的位置，从而能增加自己的捕鱼量。在工业领域，超声波设备是用来产品质量检测的重要工具，它还可以用来对物体进行清洗加工和消毒，也可用来对物体进行探伤和钻孔。声控技术还应用与声控走廊灯、声控鼠标、声控音乐喷泉以及各种声控电机驱动的设备或装置。这项技术的运用促进了我国工业的发展进步，对我国科学技术的发展也起着不可磨灭的作用。
国外对这方面的研究要领先于国内，但相关的应用情况不会有太大的差别。计算机的普及给这项技术带来了新的革新，目前滤噪技术是最为关键的技术。目前声音控制技术发展主要有两个趋势：其一是朝着体积小、速度快、功能强、价格低的微小型方向发展；其二是朝着高精度、智能化、数字化、网络化、多功能方向发展。通俗的来讲，声音控制技术的控制芯片正向大规模、超大规模集成芯片发展，而声音控制芯片的体积却发展的越来越小；处理声音的速度也比早期的控制装置扩大许多倍；在功能上，声音控制技术可以和光控制技术结合，完成单一声音控制技术无法完成的任务；声音控制技术已经广泛应用于日常生活，因此，在价格上声音控制技术的控制装置也越来越低。{title}

2. 研究的基本内容与方案

{title}2.1设计的基本内容及目标
声音定位，在我们的日常生活中具有广泛的应用，有着重要意义。通过声音导航定位，实现移动声源系统（小车）到达目的地，实现其路线选择以及较精准的定位。组建基于单片机的声音引导系统，完成整个整个系统的软硬件设计。
本设计的基本内容是基于单片机的设计，利用单片机等相关元器件来设计出一个基于单片机控制的声音引导系统。以声源和声音接收器确定小车位置，利用无线发送和接收装置来传送信号， 由 L298N构成的 H桥来实现直流电机的正反转和调整转速，并用液晶显示器显示小车速度，控制小车到达规定的目的地。
2.2 拟采用的技术方案及措施

声音引导系统是全球卫星定位系统（GPS）在实验室的一个缩影，本课题研究即要实现对行进中的小车进行实时定位，并引导它前进，因此，必须先建立数学模型和坐标系。首先，建立如图2-1所示的系统模型图。

图2-1 系统示意图

本系统采用测距定位法，如图2-2所示，实时测量S(x,y)至接收器A、B、C三点的直线距离，通过三角形的角边关系计算出x，y值。控制器通过无线方式，将坐标数据发给声源移动装置（小车），引导小车按照指定的路线到达目的地（W点）。依据图中三角形的边角关系，可以比较容易地算出行驶的距离及时间等。本系统包含两个部分：移动声源系统和声源（小车）坐标采集系统。

移动声源系统由声音发生器、行进部分、无线收发模块及单片机控制部分组成。声源坐标采集系统有三个声音采集器，设A站为主站，B、C为从站，主站由3个通道信号处理电路、无线收发模块和单片机控制器组成。其系统总方框图如图2-3所示。

图2-2 测距定位法坐标系

（a）移动电源系统框图