【摘 要】本文設(shè)計的病人翻身床主要是以凌陽單片機(jī)SPCE061A為核心，實現(xiàn)了語音識別功能，可以根據(jù)語音指令完成病人翻身床前后、左右傾斜翻轉(zhuǎn)功能。不但能識別人的語音指令，而且還能依據(jù)指令做出相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)動作。聲控病人翻身床的整個設(shè)計環(huán)節(jié)簡明合理，實驗過程一切正常。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) SPCE061A 翻身床 語音識別

前言：隨著計算機(jī)、信息技術(shù)、微電子快速發(fā)展，智能化技術(shù)的研究發(fā)展速度也越來越快，智能度越來越高，應(yīng)用范圍也得到了極大的擴(kuò)展。電子技術(shù)在醫(yī)療器具的應(yīng)用也很廣泛，智能化的設(shè)計使得醫(yī)療器具更加省時、方面。聲控病人翻身床就是智能化技術(shù)中的一個很典型的例子。在護(hù)理重病或者癱瘓病人時，需要給病人經(jīng)常的翻身，使身體受壓部分得到血液循環(huán)，從而避免病人因為長期臥床發(fā)生機(jī)體組織壞死，患上褥瘡。這對于護(hù)理人員來說并不是很容易?，F(xiàn)有的病人護(hù)理翻身床大多是通過搖桿，或者按鍵來控制，這同樣也很費時費力。而本文設(shè)計的病人翻身床通過識別用戶的的語音指令，依據(jù)指令做出相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)動作，整個設(shè)計環(huán)節(jié)簡明合理，具有廣闊的發(fā)展前景。

一、總體電路設(shè)計

該系統(tǒng)的聲控系統(tǒng)是基于凌陽SPEC016A包括語音的輸人、語音的識別、語音的輸出及翻身床體控制部分，主要實現(xiàn)人機(jī)語音交流及控制。

當(dāng)使用者說“傾斜翻轉(zhuǎn)”床體發(fā)出“滴”聲，指示燈發(fā)亮，床體的左上支撐板和右上支撐板緩慢翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)角度合適時，當(dāng)使用者說“停”，翻轉(zhuǎn)停止。

當(dāng)使用者說“右側(cè)翻轉(zhuǎn)”床體發(fā)出“滴”聲，指示燈發(fā)亮，床體的右上支撐板和右下支撐板緩慢翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)角度合適時，當(dāng)使用者說“停”，翻轉(zhuǎn)停止。

當(dāng)使用者說“左側(cè)翻轉(zhuǎn)”床體發(fā)出“滴”聲，指示燈發(fā)亮，床體的左上支撐板和左下支撐板緩慢翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)角度合適時，當(dāng)使用者說“停”，翻轉(zhuǎn)停止。

當(dāng)使用者說“傾斜放平”床體發(fā)出“滴”聲，指示燈發(fā)亮，床體的左上支撐板和右上支撐板緩慢向下翻轉(zhuǎn)，直到床體平整。

當(dāng)使用者說“右側(cè)放平”床體發(fā)出“滴”聲，指示燈發(fā)亮，床體的右上支撐板和右下支撐板緩慢向下翻轉(zhuǎn)，直到床體平整。

當(dāng)使用者說“左側(cè)放平”床體發(fā)出“滴”聲，指示燈發(fā)亮，床體的左上支撐板和左下支撐板緩慢向下翻轉(zhuǎn)，直到床體平整。

總體設(shè)計原理如圖1所示：用戶語音輸人，即通過控制話筒將語音信號轉(zhuǎn)換成電信號輸人SPCE016A內(nèi)。SPCE016A將其放大，調(diào)用SPCE016A相關(guān)語音處理函數(shù)，SPCE016A會將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；語音識別，然后再調(diào)用SPCE016A相關(guān)語音識別函數(shù)，處理語音信號，進(jìn)行識別；語音輸出，將處理后的語音進(jìn)行功率放大，然后播放出來；翻轉(zhuǎn)床體控制，依據(jù)SPCE016A的控車指令，驅(qū)動翻身床進(jìn)行翻轉(zhuǎn)控制。

圖1

二、硬件電路設(shè)計

病人翻身床硬件驅(qū)動電路如圖2所示：

單片機(jī)SPCE016A控制語言信號從管腳IOAO-12輸出到驅(qū)動芯片E298中，E298把語言控制信號進(jìn)行放大，向負(fù)載直流電機(jī)B1-4提供適當(dāng)?shù)墓β?，供給病人翻身床進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。其中穩(wěn)壓芯片AMS1117保證了E298的邏輯電平為+5 ；穩(wěn)壓管D1-D8、D13-D20保證輸出線路上的電壓供電機(jī)使用。床體的一端對稱設(shè)置有能夠側(cè)翻和傾斜旋轉(zhuǎn)的左上支撐板和右上支撐板，床體的另一端對稱設(shè)置有夠側(cè)翻和傾斜旋轉(zhuǎn)的左下支撐板和右下支撐板，左上支撐板和右上支撐板連接B1、B2轉(zhuǎn)動電機(jī)，左下支撐板和右下支撐板連接B3、B4轉(zhuǎn)動電機(jī)，側(cè)翻角度為0°～50°前后傾斜翻轉(zhuǎn)角度為0°～25°四個轉(zhuǎn)動機(jī)均連接芯片L298。

床體傾斜翻轉(zhuǎn)時，指示燈D11和D12亮，后左電機(jī)B1與后右電機(jī)B2正轉(zhuǎn)，床體的左上支撐板和右上支撐板向上傾斜，病人的上身得到支撐起來；床體傾斜放平時，后左電機(jī)B1與后右電機(jī)B2反轉(zhuǎn)，指示燈D9、D10發(fā)亮，床體的左上支撐板和右上支撐板緩慢向下翻轉(zhuǎn)，直到床體平整；

床體左側(cè)翻轉(zhuǎn)時，后左電機(jī)B1與前左電機(jī)B4正轉(zhuǎn)，指示燈D11和D24發(fā)亮，床體的左上支撐板和左下支撐板緩慢向上翻轉(zhuǎn)，病人的左側(cè)身體得到支撐翻轉(zhuǎn)；床體左側(cè)放平時，B1與B4反轉(zhuǎn)，指示燈D9和D22發(fā)亮，床體的左上支撐板和左下支撐板緩慢向下翻轉(zhuǎn)，直到床體平整；

床體右側(cè)翻轉(zhuǎn)時，后右電機(jī)B2與前右電機(jī)B3正轉(zhuǎn)，指示燈D12和D23發(fā)亮，床體的右上支撐板和右下支撐板緩慢向上翻轉(zhuǎn)，病人的右側(cè)身體得到支撐翻轉(zhuǎn)；床體右側(cè)放平時，指示燈D10和D21發(fā)亮，床體的右上支撐板和右下支撐板緩慢向下翻轉(zhuǎn)，直到床體平整。

圖2

三、結(jié)論

語音信號處理技術(shù)隨著嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展而不斷得到廣泛的應(yīng)用，本文提出的智能聲控病人翻身床，無論在硬件設(shè)計還是在軟件開發(fā)上都比較占優(yōu)勢，翻轉(zhuǎn)角度可任意調(diào)整，工作運行比較穩(wěn)定，能耗小，輸出的音質(zhì)清晰，充分展現(xiàn)了智能化和人性化相結(jié)合的特征，在醫(yī)療器具方面有很大的實用價值。隨著語音識別技術(shù)和嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)療、教育、工業(yè)、辦公等技術(shù)領(lǐng)域?qū)φZ音操控終端的需求也會不斷上升，而本文設(shè)計電路簡單，成本低且易于實現(xiàn)，具有很強(qiáng)的操作性，具有很遠(yuǎn)大、廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝寧生，陸 英；一種基于PIC16C73單片機(jī)的電機(jī)測控系統(tǒng)[J]；微計算機(jī)信息；2002年08期

[2]張粉絨，常翠英，郭愛英；我國人口老齡化與老年保健的研究進(jìn)展[J]；現(xiàn)代護(hù)理；2002年03期

作者簡介：

蔡剛（1990.3-），貴州省織金縣，碩士研究生，專業(yè)：信息與通信工程。

路盼 （1988.4-），河南省鄧州市，碩士研究生，專業(yè)：信息與通信工程。