自動(dòng)電梯語(yǔ)音控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

1、自動(dòng)電梯語(yǔ)音控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法    引言AP7003是一款新型、低成本的語(yǔ)音識(shí)別專用集成電路，用AP7003構(gòu)成的語(yǔ)音識(shí)別電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外圍元器件少，設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試及操作十分容易。用AP7003設(shè)計(jì)的自動(dòng)電梯語(yǔ)音控制系統(tǒng)，利用語(yǔ)音代替人工按鍵，控制電梯的自動(dòng)運(yùn)行，既方便了乘客，又提高了自動(dòng)電梯的效率和智能化水平，進(jìn)一步體現(xiàn)了自動(dòng)電梯的安全性和人性化，可提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。AP7003簡(jiǎn)介AP7003內(nèi)置有麥克風(fēng)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、語(yǔ)音處理器和I/O控制器等電路，其功能框圖如圖1所示。引腳功能AP7003包括AP7003-01(由CPU串行控制)

2、和AP7003-02(由按鍵直接控制)兩種型號(hào)，經(jīng)預(yù)處理后可識(shí)別12組不同的字詞，每組1.5秒時(shí)長(zhǎng)，可連詞或單詞識(shí)別，可控制不同的輸出開(kāi)關(guān),完成指定的功能。AP7003具有高度的I/O可編程性，使用簡(jiǎn)單方便，可廣泛應(yīng)用于智能玩具、識(shí)別控制、自動(dòng)答錄等領(lǐng)域。AP7003-02為雙列直插40腳封裝，其引腳圖如圖2所示。 表1 AP7003-02引腳功能操作過(guò)程和工作原理語(yǔ)音識(shí)別電路的操作分為兩大部分，首先必須將標(biāo)準(zhǔn)字句錄入，第二步操作才是識(shí)別模式。在需要做識(shí)別操作時(shí)，目標(biāo)字句必須已存入內(nèi)部的12個(gè)存貯區(qū)，可以用鍵盤來(lái)選擇存貯區(qū)或用適當(dāng)?shù)拿羁刂茖⒆志滗浫耄總€(gè)存貯區(qū)可以存放長(zhǎng)達(dá)1.5秒的字句。 可

3、用外部的麥克風(fēng)或其它媒體輸入語(yǔ)音或字句內(nèi)容，經(jīng)過(guò)內(nèi)部麥克風(fēng)放大器準(zhǔn)確放大之后，語(yǔ)音信號(hào)的內(nèi)容被A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，內(nèi)部聲效處理器將數(shù)字化后的語(yǔ)音或字句里的特征進(jìn)行抽樣并存儲(chǔ)。進(jìn)入語(yǔ)音識(shí)別操作模式后，輸入的語(yǔ)音被聲音處理器特征抽樣，同存儲(chǔ)在內(nèi)部的目標(biāo)字句的抽樣特征進(jìn)行比較，必須是剛好同所選擇的識(shí)別的目標(biāo)字匹配，結(jié)果才輸入信號(hào)至PA口使相應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光或進(jìn)行相應(yīng)的控制。     引言AP7003是一款新型、低成本的語(yǔ)音識(shí)別專用集成電路，用AP7003構(gòu)成的語(yǔ)音識(shí)別電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外圍元器件少，設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試及操作十分容易。用AP7003設(shè)計(jì)的自動(dòng)電

4、梯語(yǔ)音控制系統(tǒng)，利用語(yǔ)音代替人工按鍵，控制電梯的自動(dòng)運(yùn)行，既方便了乘客，又提高了自動(dòng)電梯的效率和智能化水平，進(jìn)一步體現(xiàn)了自動(dòng)電梯的安全性和人性化，可提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。AP7003簡(jiǎn)介AP7003內(nèi)置有麥克風(fēng)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、語(yǔ)音處理器和I/O控制器等電路，其功能框圖如圖1所示。引腳功能AP7003包括AP7003-01(由CPU串行控制)和AP7003-02(由按鍵直接控制)兩種型號(hào)，經(jīng)預(yù)處理后可識(shí)別12組不同的字詞，每組1.5秒時(shí)長(zhǎng)，可連詞或單詞識(shí)別，可控制不同的輸出開(kāi)關(guān),完成指定的功能。AP7003具有高度的I/O可編程性，使用簡(jiǎn)單方便，可廣泛應(yīng)用于智能玩具、識(shí)別控制、自動(dòng)答錄等領(lǐng)域。

5、AP7003-02為雙列直插40腳封裝，其引腳圖如圖2所示。 表1 AP7003-02引腳功能操作過(guò)程和工作原理語(yǔ)音識(shí)別電路的操作分為兩大部分，首先必須將標(biāo)準(zhǔn)字句錄入，第二步操作才是識(shí)別模式。在需要做識(shí)別操作時(shí)，目標(biāo)字句必須已存入內(nèi)部的12個(gè)存貯區(qū)，可以用鍵盤來(lái)選擇存貯區(qū)或用適當(dāng)?shù)拿羁刂茖⒆志滗浫?，每個(gè)存貯區(qū)可以存放長(zhǎng)達(dá)1.5秒的字句。 可用外部的麥克風(fēng)或其它媒體輸入語(yǔ)音或字句內(nèi)容，經(jīng)過(guò)內(nèi)部麥克風(fēng)放大器準(zhǔn)確放大之后，語(yǔ)音信號(hào)的內(nèi)容被A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，內(nèi)部聲效處理器將數(shù)字化后的語(yǔ)音或字句里的特征進(jìn)行抽樣并存儲(chǔ)。進(jìn)入語(yǔ)音識(shí)別操作模式后，輸入的語(yǔ)音被聲音處理器特征抽樣，同存儲(chǔ)在內(nèi)部的目標(biāo)字句的抽

6、樣特征進(jìn)行比較，必須是剛好同所選擇的識(shí)別的目標(biāo)字匹配，結(jié)果才輸入信號(hào)至PA口使相應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光或進(jìn)行相應(yīng)的控制。自動(dòng)電梯語(yǔ)音控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)AP7003的性能和特點(diǎn)，我們用其設(shè)計(jì)了一個(gè)低成本的自動(dòng)電梯語(yǔ)音控制系統(tǒng)，與自動(dòng)電梯原有的按鍵控制系統(tǒng)并用，在不影響電梯原有的功能和可靠性的基礎(chǔ)上，使電梯增加語(yǔ)音控制功能，以方便乘客，提高自動(dòng)電梯的效率和智能化水平。自動(dòng)電梯語(yǔ)音控制系統(tǒng)由語(yǔ)音提示電路和語(yǔ)音控制電路兩部分組成。語(yǔ)音控制系統(tǒng)的功能自動(dòng)電梯語(yǔ)音控制系統(tǒng)具有以下功能：1)具有語(yǔ)音提示功能，當(dāng)有乘客來(lái)到電梯前或進(jìn)入電梯后，可用語(yǔ)音提示乘客發(fā)出語(yǔ)音命令，控制電梯的運(yùn)行。2)能準(zhǔn)確識(shí)別“上”、“下”

7、、“開(kāi)門”、“關(guān)門”、“1樓”、“2樓”、“3樓”等語(yǔ)音命令，并有相應(yīng)的控制信號(hào)輸出。3)根據(jù)使用場(chǎng)合和樓層的不同，可設(shè)置不同的語(yǔ)音命令進(jìn)行識(shí)別。4)安全可靠，不會(huì)影響電梯原有的功能。當(dāng)乘客來(lái)到電梯前時(shí)，發(fā)出提示語(yǔ)音：“請(qǐng)問(wèn)：您是上還是下?”回答：“上”或“下”，則相應(yīng)的指示燈即亮。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯中后，發(fā)出提示語(yǔ)音：“請(qǐng)問(wèn)：您去幾樓?”回答：“1樓”或“2樓”等即可，相應(yīng)的指示燈也會(huì)亮起來(lái)。在電梯中，乘客還可發(fā)出“開(kāi)門”、“關(guān)門”的命令，如同按下電梯中的“開(kāi)門”、“關(guān)門”按鈕一樣。語(yǔ)音控制電路的結(jié)構(gòu)語(yǔ)音控制電路的核心是AP7003-01或AP7003-02語(yǔ)音識(shí)別集成電路，外圍電路由語(yǔ)音輸入電

8、路、狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制電路和輸出控制電路等組成。語(yǔ)音控制電路原理圖如圖4所示。 圖中，語(yǔ)音輸入電路由MIC、R5、R6、R7、C4和C5等組成，狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制電路由T1、D1、D2、R1、R2、R3、R4、C1、C2和C3等組成，輸出控制電路由T2T13、J1J12和R8R19等組成。因AP7003只有12個(gè)輸出控制端，所以在每一個(gè)電梯間門口，需安裝一片語(yǔ)音控制電路，用于控制“上”和“下”兩個(gè)按鈕。在電梯內(nèi)，視樓層數(shù)的多少，需安裝一片或多片語(yǔ)音控制電路，用于控制“開(kāi)門”、“關(guān)門”兩個(gè)按鈕和樓層按鈕。一般10層以下樓房需安裝一片，22層以下樓房需安裝兩片，34層以下樓房需安裝三片語(yǔ)音控制電路，.以此類推

9、。由于篇幅限制，語(yǔ)音提示電路將另文介紹。語(yǔ)音控制電路的工作原理標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音控制命令事先可用按鍵控制由外部的麥克風(fēng)錄入或用計(jì)算機(jī)控制由其它媒體輸入，存儲(chǔ)在內(nèi)部的存儲(chǔ)器中。用按鍵控制的語(yǔ)音錄入可用圖3所示的電路進(jìn)行，用計(jì)算機(jī)控制的語(yǔ)音輸入電路不在本文介紹。正常使用時(shí)，AP7003處于識(shí)別操作模式，乘客發(fā)出的語(yǔ)音命令由MIC轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)送至AP7003內(nèi)部，經(jīng)MIC放大器放大，A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化，輸入的語(yǔ)音被聲音處理器特征抽樣，同存貯在內(nèi)部的目標(biāo)字句的抽樣特征進(jìn)行比較，必須是剛好同所選擇的識(shí)別的目標(biāo)字匹配，結(jié)果才輸出信號(hào)至相應(yīng)的PA口(POA1POA12)。因POSL端接高電平，所以相應(yīng)的PA口輸出為高電平，晶體管T2T13中相應(yīng)的一個(gè)導(dǎo)通，繼電器J1J12中相應(yīng)的一個(gè)觸點(diǎn)閉合，電梯控制面板上相應(yīng)的指示燈亮，相當(dāng)于按下了某一按鍵。此時(shí)，由于LED2端由高電平變?yōu)榈碗娖?，晶體管T1導(dǎo)通，PORES端變?yōu)楦唠娖剑琍A口復(fù)位為低電平，等待下一命令的輸入。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，語(yǔ)音識(shí)別電路的識(shí)別率大于80%，即使識(shí)別錯(cuò)誤，也不會(huì)對(duì)電梯的安全運(yùn)行有任何影響。結(jié)語(yǔ)目前高層建筑安裝自動(dòng)電