2651.自動電梯語音控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、自動電梯語音控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要：介紹了用新型、低成本語音識別集成電路ap7003設(shè)計(jì)的自動電梯語音控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：語音識別；集成電路；電梯；控制引言ap7003是一款新型、低成本的語音識別專用集成電路，用ap7003構(gòu)成的語音識別電路，電路結(jié)構(gòu)簡單、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)的自動電梯語音控制系統(tǒng)，利用語音代替人工按鍵，控制電梯的自動運(yùn)行，既方便了乘客，又提高了自動電梯的效率和智能化水平，進(jìn)一步體現(xiàn)了自動電梯的安全性和人性化，可提高產(chǎn)品的競爭力。ap7003簡介內(nèi)部功能框圖 ap7003內(nèi)置有麥克風(fēng)放大器、a/d轉(zhuǎn)換器、語音處理器和i/o控制器等電路，

2、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，經(jīng)預(yù)處理后可識別12組不同的字詞，每組1.5秒時長，可連詞或單詞識別，可控制不同的輸出開關(guān),完成指定的功能。ap7003具有高度的i/o可編程性，使用簡單方便，可廣泛應(yīng)用于智能玩具、識別控制、自動答錄等領(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引腳功能操作過程和工作原理 語音識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，第二步操作才是識別模式。在需要做識別操作時，目標(biāo)字句必須已存入內(nèi)部的12個存貯區(qū)，可以用鍵

3、盤來選擇存貯區(qū)或用適當(dāng)?shù)拿羁刂茖⒆志滗浫耄總€存貯區(qū)可以存放長達(dá)1.5秒的字句。 可用外部的麥克風(fēng)或其它媒體輸入語音或字句內(nèi)容，經(jīng)過內(nèi)部麥克風(fēng)放大器準(zhǔn)確放大之后，語音信號的內(nèi)容被a/d轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，內(nèi)部聲效處理器將數(shù)字化后的語音或字句里的特征進(jìn)行抽樣并存儲。進(jìn)入語音識別操作模式后，輸入的語音被聲音處理器特征抽樣，同存儲在內(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別的目標(biāo)字匹配，結(jié)果才輸入信號至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。自動電梯語音控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)ap7003的性能和特點(diǎn)，我們用其設(shè)計(jì)了一個低成本的自動電梯語音控制系統(tǒng)，與自動電梯原有的按鍵控制系統(tǒng)并用，在不影

4、響電梯原有的功能和可靠性的基礎(chǔ)上，使電梯增加語音控制功能，以方便乘客，提高自動電梯的效率和智能化水平。自動電梯語音控制系統(tǒng)由語音提示電路和語音控制電路兩部分組成。語音控制系統(tǒng)的功能自動電梯語音控制系統(tǒng)具有以下功能：1）具有語音提示功能，當(dāng)有乘客來到電梯前或進(jìn)入電梯后，可用語音提示乘客發(fā)出語音命令，控制電梯的運(yùn)行。2）能準(zhǔn)確識別“上”、“下”、“開門”、“關(guān)門”、“1樓”、“2樓”、“3樓”等語音命令，并有相應(yīng)的控制信號輸出。3）根據(jù)使用場合和樓層的不同，可設(shè)置不同的語音命令進(jìn)行識別。4）安全可靠，不會影響電梯原有的功能。當(dāng)乘客來到電梯前時，發(fā)出提示語音：“請問：您是上還是下？”回答：“上”或“

5、下”，則相應(yīng)的指示燈即亮。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯中后，發(fā)出提示語音：“請問：您去幾樓？”回答：“1樓”或“2樓”等即可，相應(yīng)的指示燈也會亮起來。在電梯中，乘客還可發(fā)出“開門”、“關(guān)門”的命令，如同按下電梯中的“開門”、“關(guān)門”按鈕一樣。語音控制電路的結(jié)構(gòu)語音控制電路的核心是ap7003-01或ap7003-02語音識別集成電路，外圍電路由語音輸入電路、狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制電路和輸出控制電路等組成。語音控制電路原理圖如圖4所示。圖中，語音輸入電路由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

6、r8r19等組成。因ap7003只有12個輸出控制端，所以在每一個電梯間門口，需安裝一片語音控制電路，用于控制“上”和“下”兩個按鈕。在電梯內(nèi)，視樓層數(shù)的多少，需安裝一片或多片語音控制電路，用于控制“開門”、“關(guān)門”兩個按鈕和樓層按鈕。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音控制電路，.以此類推。由于篇幅限制，語音提示電路將另文介紹。語音控制電路的工作原理標(biāo)準(zhǔn)語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，存儲在內(nèi)部的存儲器中。用按鍵控制的語音錄入可用圖3所示的電路進(jìn)行，用計(jì)算機(jī)控制的語音輸入電路不在本文介紹。正常使用時，

7、ap7003處于識別操作模式，乘客發(fā)出的語音命令由mic轉(zhuǎn)換成模擬電信號送至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別的目標(biāo)字匹配，結(jié)果才輸出信號至相應(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)的一個導(dǎo)通，繼電器j1j12中相應(yīng)的一個觸點(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，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?，pa口復(fù)位為低電平，等待下一命令的輸入。經(jīng)過多次試驗(yàn)，語音識別電路的識別率大于80%，即使識別錯誤，也不會對電梯的安全運(yùn)行有任何影響。結(jié)語目前高層建筑安裝自動電梯的越來越多，醫(yī)院、賓館等公共場合的自動電梯也越來越多，采用語音控制系統(tǒng)的