车载蓝牙语音交互系统的设计与实现

摘要

随着车载电子产品的应用越来越广泛，车载系统已经成为现代汽车重要的组成部分。传统的触摸和按键的人车交互方式操作繁琐，容易分散驾驶员注意力，从而影响驾驶的安全性。而语音交互作为人机通信最自然直接的交互方式，只要语义表达的意思足够精确，就可以根据需求直接推送最需要的结果。本文针对驾驶场景下车载免提电话和车载蓝牙音箱的实际应用需求，结合语音合成技术和语音识别技术，提出一种蓝牙语音交互应用系统，驾驶员以语音命令形式访问车内蓝牙设备，并接受系统语音指示、反馈，以及收到突发事件时对驾驶员的语音提醒。 本文详细叙述了系统的硬软件设计方案。硬件方面，系统以X1000主芯片为核心，拓展外围I/O接口连接按键和指示灯，并分别通过PCM接口和UART接口与BCM43438蓝牙芯片进行语音传输和音频数据传输。采用专用回声消除和噪声抑制芯片FM1288作为语音处理单元，外接麦克风和音频功放器构成高效稳定的音频输入输出单元。对实现硬件平台具体功能的电路连接设计进行了详细的叙述，逐步完成系统电源、蓝牙通信单元、音频输入输出单元、TF卡存储单元以及按键和指示灯单元的设计工作。 系统软件设计密切结合硬件平台，基于嵌入式Linux软件平台进行系统应用程序的设计与实现，包括系统主控应用和蓝牙应用。系统主控应用以功能模块化为设计思想，采用消息传递机制协调控制车载应用有序运行，并提供语音交互功能。蓝牙应用基于蓝牙协议栈和蓝牙应用框架实现车载免提电话和蓝牙音箱的主要功能，包括通讯录同步、音频流传输、音频远程控制、语音通话控制等功能。 通过软硬件平台的整合，以及在不同场景下与各种蓝牙设备连接对系统语音交互服务和蓝牙应用服务进行功能测试，结果表明系统工作井然有序，可以协调控制车载蓝牙设备音频输入输出，能满足在驾驶场景下蓝牙语音交互的需求。 经过测试与实践，系统应用符合市场需求，也达到预期功能设计目标，并且系统具有很强的拓展性，可以很方便添加其它车载应用，与车载网络中其它设备节点进行交互，在车载语音交互领域具有广阔的市场前景。

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