一種語(yǔ)音識(shí)別控制開關(guān)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種語(yǔ)音識(shí)別控制開關(guān)系統(tǒng)，由核心主控制部分、語(yǔ)音識(shí)別部分和響應(yīng)部分組成，其結(jié)構(gòu)包括麥克風(fēng)、語(yǔ)音處理芯片、單片機(jī)、揚(yáng)聲器、繼電器、電源電路。當(dāng)檢測(cè)到使用者發(fā)出的指令，揚(yáng)聲器會(huì)做出應(yīng)答，使用者再次發(fā)出指令，此時(shí)單片機(jī)會(huì)控制繼電器，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的作用。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)性高，識(shí)別率高，結(jié)果準(zhǔn)確，便于嵌入，可以成為生活中各種電器的語(yǔ)音識(shí)別控制開關(guān)，且可用于開關(guān)按鈕等數(shù)目龐多，設(shè)置復(fù)雜地區(qū)的精確控制。
【專利說(shuō)明】一種語(yǔ)音識(shí)別控制開關(guān)系統(tǒng)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】 本發(fā)明涉及一種語(yǔ)音識(shí)別控制開關(guān)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場(chǎng)上的開關(guān)主要分為三種：需遙控控制的開關(guān)；需人手動(dòng)觸碰的開關(guān)；聲 控開關(guān)。遙控開關(guān)易丟失，損壞。手動(dòng)觸碰開關(guān)使用起來(lái)較麻煩，在濕熱的環(huán)境中使用給使 用者帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)。聲控開關(guān)受外界的干擾大，不能接受特定的語(yǔ)音指令。在開關(guān)、按鈕 設(shè)置復(fù)雜龐多的地方尤其容易導(dǎo)致操作失誤，帶來(lái)諸多操作不便。
[0003] 語(yǔ)音識(shí)別控制開關(guān)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別/聲控/人機(jī)對(duì)話功能，識(shí)別的詞語(yǔ)列表 是可以任意動(dòng)態(tài)編輯的，因而滿足了小體積、低功耗和通用的要求。相較于一般控制家電系 統(tǒng)，不需要外置設(shè)備，功能實(shí)施簡(jiǎn)便，語(yǔ)音傳輸信號(hào)安全可靠，在開關(guān)、按鈕設(shè)置復(fù)雜的地區(qū) 能夠更精確方便地實(shí)現(xiàn)控制，還能實(shí)現(xiàn)在危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)控。
[0004] 由此可見，集成上述技術(shù)，發(fā)明出適合普通民眾應(yīng)用的、高可靠和低成本的語(yǔ)音識(shí) 別控制開關(guān)系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義和良好前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有開關(guān)的局限性，提供一種能夠簡(jiǎn)單安裝，高效率工作的 語(yǔ)音識(shí)別控制開關(guān)系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的： 本發(fā)明所述系統(tǒng)由核心主控制部分、語(yǔ)音識(shí)別部分和響應(yīng)部分組成，其結(jié)構(gòu)包括麥克 風(fēng)、語(yǔ)音處理芯片、單片機(jī)、揚(yáng)聲器、繼電器、電源電路； (1) 所述核心主控制部分，采用STC10L08XE單片機(jī)，其工作電壓為3. 3V-5. 5V，擁有8K 的FLASH，512字節(jié)的SRAM，含有異步串行接口，40個(gè)I/O 口，具有超低功耗、超強(qiáng)抗干擾、高 抗靜電等特點(diǎn)，滿足主控制系統(tǒng)的需要； (2) 所述語(yǔ)音識(shí)別部分，采用LD3320語(yǔ)音處理芯片，該芯片集成了語(yǔ)音識(shí)別處理器和 一些外部電路，包括16位AD、DA轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口等，采用3. 3V供電，不 需要外接任何的輔助芯片如Flash、RAM，識(shí)別的關(guān)鍵詞語(yǔ)候選項(xiàng)多達(dá)50項(xiàng)，可以是單字，詞 組或短語(yǔ)，列表是可以任意動(dòng)態(tài)編輯的；其外部晶振與上述STC10L08XE單片機(jī)共用，頻率 為22. 1184MHZ，其控制線與單片機(jī)的P2 口相連，其數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的P0 口相連； (3) 語(yǔ)音采集采用咪頭進(jìn)行語(yǔ)音采集，將信號(hào)送至語(yǔ)音處理芯片，與LD3320語(yǔ)音處理 芯片的MICN即P10、MBS即P12相連，由于該芯片內(nèi)部已集成了 16位的AD/DA轉(zhuǎn)換器和功 放電路，因而無(wú)需再外接AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換和運(yùn)放電路； (4) 所述響應(yīng)部分，采用36_鐵殼內(nèi)磁8歐0. 5W的小型揚(yáng)聲器作為發(fā)音提示部分，通 過(guò)CN6的2P插針與LD3320語(yǔ)音處理芯片的SP0P即P26與SP0N即P25相連，無(wú)需外部供 電電路；采用JQX-3F小型中功率電磁繼電器作為開關(guān)元件，其具有體積小，功耗低，觸點(diǎn)負(fù) 載大，高靈敏度等特點(diǎn)，其電器壽命達(dá)105千次，在頻率300次/分鐘時(shí)機(jī)械壽命達(dá)107千 次；工作電壓為5V，這里采用NPN型三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器，基極與STC10L08XE單片機(jī)的P24 相連，發(fā)射集接地，集電極用5V供電，與繼電器相連，采用反向二極管并連繼電器兩端的方 式來(lái)抑制繼電器開合時(shí)產(chǎn)生的間脈沖信號(hào)；所述繼電器電路構(gòu)成如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)P24引腳通 過(guò)NPN型晶體管連接到繼電器輸入端子，繼電器輸出端作為開關(guān)輸出端；在繼電器輸入端 并接一個(gè)發(fā)光二極管電路，用于顯示繼電器的工作狀態(tài)； (5)所述電源部分，外部5V供電，利用AMS1117穩(wěn)壓芯片來(lái)得到3. 3V電壓供單片機(jī)及 語(yǔ)音芯片供電，電源電路構(gòu)成如下：AMS1117穩(wěn)壓芯片輸入端并接10 μ F/10V和100nF/50V 兩個(gè)輸入穩(wěn)定電容用于減小紋波、消振、抑制高頻和脈沖干擾，AMS1117穩(wěn)壓芯片輸出端并 接10 μ F/10V和100nF/50V兩個(gè)輸出穩(wěn)定電容，改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。
[0007] 工作流程功能： --咪頭將用戶發(fā)出的語(yǔ)音送至語(yǔ)音芯片處理。
[0008] ?語(yǔ)音芯片處理后的結(jié)果送至STC10L08XE單片機(jī)處理分析。
[0009] ? STC10L08XE單片機(jī)控制繼電器，從而達(dá)到控制開關(guān)的功能。
[0010] 本發(fā)明的有益效果： 本系統(tǒng)采用咪頭進(jìn)行語(yǔ)音采集，并將信號(hào)送入LD3320語(yǔ)音處理芯片，由內(nèi)部功放電路 進(jìn)行運(yùn)算放大，內(nèi)部的16位AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，送語(yǔ)音處理核進(jìn)行分析處理，通過(guò)小型 揚(yáng)聲器對(duì)信號(hào)源予以反饋，并將分析結(jié)果送至主控制器STC10L08XE單片機(jī)進(jìn)行處理分析， 判斷并將輸出信號(hào)傳至繼電器組中的對(duì)應(yīng)繼電器以達(dá)到語(yǔ)音控制繼電器的開合的目的。另 外系統(tǒng)的體積小，便于嵌入，安裝簡(jiǎn)單，效率高。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；圖2為電源|吳塊電路圖； 圖3為繼電器模塊電路圖；圖4為程序流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明所述系統(tǒng)如圖1，由核心主控制部分、語(yǔ)音識(shí)別部分和響應(yīng)部分組成，其結(jié) 構(gòu)包括麥克風(fēng)、語(yǔ)音處理芯片、單片機(jī)、揚(yáng)聲器、繼電器、電源電路。
[0013] 語(yǔ)音指令通過(guò)麥克風(fēng)，咪頭進(jìn)行語(yǔ)音采集，通過(guò)運(yùn)放將信號(hào)送至語(yǔ)音處理芯片。語(yǔ) 音處理芯片內(nèi)部功放電路進(jìn)行運(yùn)算放大，內(nèi)部的16位AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，送語(yǔ)音處理 核分析處理，通過(guò)小型揚(yáng)聲器對(duì)信號(hào)源予以反饋，并將分析結(jié)果送至主控制器STC10L08XE 單片機(jī)進(jìn)行處理分析，判斷并將輸出信號(hào)傳至繼電器組中的對(duì)應(yīng)繼電器以達(dá)到語(yǔ)音控制繼 電器的開合的目的。
[0014] STC10L08XE單片機(jī)，其工作電壓為3·3V-5·5V，擁有8K的FLASH，512字節(jié)的SRAM， 含有異步串行接口，40個(gè)I/O 口。
[0015] LD3320語(yǔ)音處理芯片集成了語(yǔ)音識(shí)別處理器和一些外部電路，包括16位AD、DA轉(zhuǎn) 換器、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口等，采用3. 3V供電，不需要外接任何的輔助芯片如Flash、 RAM。
[0016] 語(yǔ)音采集采用咪頭進(jìn)行語(yǔ)音采集，將信號(hào)送至語(yǔ)音芯片，與LD3320語(yǔ)音處理芯片 的P10、P12相連，無(wú)需外接AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換和運(yùn)放電路。
[0017] 響應(yīng)部分，采用36mm鐵殼內(nèi)磁8歐0.5W的小型揚(yáng)聲器作為發(fā)音提示部分，通過(guò) CN6的2P插針與LD3320語(yǔ)音處理芯片的P26與P25相連，無(wú)需外部供電電路； 本發(fā)明所述系統(tǒng)電源模塊如圖2,外部5V供電，利用AMS1117穩(wěn)壓芯片來(lái)得到3. 3V電 壓供單片機(jī)及語(yǔ)音芯片供電。
[0018] 本發(fā)明所述系統(tǒng)繼電器模塊如圖3,采用JQX-3F小型中功率電磁繼電器作為開關(guān) 元件，工作電壓為5V，采用NPN型三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器，基極與STC10L08XE單片機(jī)的P24 相連，發(fā)射集接地，集電極用5V供電，與繼電器相連，采用反向二極管并連繼電器兩端的方 式來(lái)抑制繼電器開合時(shí)產(chǎn)生的間脈沖信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1. 一種語(yǔ)音識(shí)別控制開關(guān)系統(tǒng)，其特征是，所述系統(tǒng)由核心主控制部分、語(yǔ)音識(shí)別部分 和響應(yīng)部分組成，其結(jié)構(gòu)包括麥克風(fēng)、語(yǔ)音處理芯片、單片機(jī)、揚(yáng)聲器、繼電器、電源電路； (1) 所述核心主控制部分，采用STC10L08XE單片機(jī)，其工作電壓為3. 3V-5. 5V，擁有8K 的FLASH，512字節(jié)的SRAM，含有異步串行接口，40個(gè)I/O 口； (2) 所述語(yǔ)音識(shí)別部分，采用LD3320語(yǔ)音處理芯片，該芯片集成了語(yǔ)音識(shí)別處理器和 一些外部電路，包括16位AD、DA轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口等，采用3. 3V供電，不 需要外接任何的輔助芯片如Flash、RAM ;其外部晶振與上述STC10L08XE單片機(jī)共用，頻率 為22. 1184MHZ，其控制線與單片機(jī)的P2 口相連，其數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的P0 口相連； (3) 語(yǔ)音采集采用咪頭進(jìn)行語(yǔ)音采集，將信號(hào)送至語(yǔ)音處理芯片，與LD3320語(yǔ)音處理 芯片的MICN即P10、MBS即P12相連，由于該芯片內(nèi)部已集成了 16位的AD/DA轉(zhuǎn)換器和功 放電路，因而無(wú)需再外接AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換和運(yùn)放電路； (4) 所述響應(yīng)部分，采用36_鐵殼內(nèi)磁8歐0. 5W的小型揚(yáng)聲器作為發(fā)音提示部分，通 過(guò)CN6的2P插針與LD3320語(yǔ)音處理芯片的SPOP即P26與SPON即P25相連，無(wú)需外部供 電電路；采用JQX-3F小型中功率電磁繼電器作為開關(guān)元件；工作電壓為5V，采用NPN型三 極管來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器，基極與STC10L08XE單片機(jī)的P24相連，發(fā)射集接地，集電極用5V供電， 與繼電器相連，采用反向二極管并連繼電器兩端的方式來(lái)抑制繼電器開合時(shí)產(chǎn)生的間脈沖 信號(hào)； 所述繼電器電路構(gòu)成如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)P24引腳通過(guò)NPN型晶體管連接到繼電器輸入端子， 繼電器輸出端作為開關(guān)輸出端；在繼電器輸入端并接一個(gè)發(fā)光二極管電路，用于顯示繼電 器的工作狀態(tài)； (5) 所述電源部分，外部5V供電，利用AMS1117穩(wěn)壓芯片來(lái)得到3. 3V電壓供單片機(jī)及 語(yǔ)音芯片供電； 所述電源電路構(gòu)成如下：AMS1117穩(wěn)壓芯片輸入端并接10yF/10V和100nF/50V兩 個(gè)輸入穩(wěn)定電容用于減小紋波、消振、抑制高頻和脈沖干擾，AMS1117穩(wěn)壓芯片輸出端并接 10 μ F/10V和100nF/50V兩個(gè)輸出穩(wěn)定電容，改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK104155890SQ201410232991
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】董增文, 喻鑫, 李帥林, 劉芊 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)