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自动电梯语音控制系统的设计

来源:中国电子网/李文联?? 2007年11月27日 ?? 收藏1

  引言

  AP7003是一款新型、低成本的语音识别专用集成电路,用AP7003构成的语音识别电路,电路结构简单、外围元器件少,设计、制作、调试及操作十分容易。用AP7003设计的自动电梯语音控制系统,利用语音代替人工按键,控制电梯的自动运行,既方便了乘客,又提高了自动电梯的效率和智能化水平,进一步体现了自动电梯的安全性和人性化,可提高产品的竞争力。

  AP7003简介

  内部功能框图

  AP7003内置有麦克风放大器、A/D转换器、语音处理器和I/O控制器等电路,其功能框图如图1所示。

功能框图

  引脚功能

  AP7003包括AP7003-01(由CPU串行控制)和AP7003-02(由按键直接控制)两种型号,经预处理后可识别12组不同的字词,每组1.5秒时长,可连词或单词识别,可控制不同的输出开关,完成指定的功能。AP7003具有高度的I/O可编程性,使用简单方便,可广泛应用于智能玩具、识别控制、自动答录等领域。AP7003-02为双列直插40脚封装,其引脚图如图2所示。

引脚图

  表1? AP7003-02引脚功能
AP7003-02引脚功能

  操作过程和工作原理

  语音

识别电路的操作分为两大部分,首先必须将标准字句录入,第二步操作才是识别模式。

  在需要做识别操作时,目标字句必须已存入内部的12个存贮区,可以用键盘来选择存贮区或用适当的命令控制将字句录入,每个存贮区可以存放长达1.5秒的字句。

  可用外部的麦克风或其它媒体输入语音或字句内容,经过内部麦克风放大器准确放大之后,语音信号的内容被A/D转换器数字化,内部声效处理器将数字化后的语音或字句里的特征进行抽样并存储。

  进入语音识别操作模式后,输入的语音被声音处理器特征抽样,同存储在内部的目标字句的抽样特征进行比较,必须是刚好同所选择的识别的目标字匹配,结果才输入信号至PA口使相应的发光二极管发光或进行相应的控制。

  自动电梯语音控制系统设计

  根据AP7003的性能和特点,我们用其设计了一个低成本的自动电梯语音控制系统,与自动电梯原有的按键控制系统并用,在不影响电梯原有的功能和可靠性的基础上,使电梯增加语音控制功能,以方便乘客,提高自动电梯的效率和智能化水平。

  自动电梯语音控制系统由语音提示电路和语音控制电路两部分组成。

  语音控制系统的功能

  自动电梯语音控制系统具有以下功能:

  1)具有语音提示功能,当有乘客来到电梯前或进入电梯后,可用语音提示乘客发出语音命令,控制电梯的运行。

  2)能准确识别“上”、“下”、“开门”、“关门”、“1楼”、“2楼”、“3楼”……等语音命令,并有相应的控制信号输出。

  3)根据使用场合和楼层的不同,可设置不同的语音命令进行识别。

  4)安全可靠,不会影响电梯原有的功能。

  当乘客来到电梯前时,发出提示语音:“请问:您是上还是下?”回答:“上”或“下”,则相应的指示灯即亮。

  当乘客进入电梯中后,发出提示语音:“请问:您去几楼?”回答:“1楼”或“2楼”等即可,相应的指示灯也会亮起来。

  在电梯中,乘客还可发出“开门”、“关门”的命令,如同按下电梯中的“开门”、“关门”按钮一样。

  语音控制电路的结构

  语音控制电路的核心是AP7003-01或AP7003-02语音识别集成电路,外围电路由语音输入电路、状态转换控制电路和输出控制电路等组成。语音控制电路原理图如图4所示。

语音控制电路原理图

  图中,语音输入电路由MIC、R5、R6、R7、C4和C5等组成,状态转换控制电路由T1、D1、D2、R1、R2、R3、R4、C1、C2和C3等组成,输出控制电路由T2~T13、J1~J12和R8~R19等组成。

  因AP7003只有12个输出控制端,所以在每一个电梯间门口,需安装一片语音控制电路,用于控制“上”和“下”两个按钮。在电梯内,视楼层数的多少,需安装一片或多片语音控制电路,用于控制“开门”、“关门”两个按钮和楼层按钮。一般10层以下楼房需安装一片,22层以下楼房需安装两片,34层以下楼房需安装三片语音控制电路,......以此类推。

  由于篇幅限制,语音提示电路将另文介绍。


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