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        基于語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的智能通風(fēng)柜的設(shè)計(jì)

        2016-11-23 05:59:52桂宏凡韋高梧
        工程技術(shù)研究 2016年10期
        關(guān)鍵詞:語(yǔ)音指令視窗微控制器

        曹 藝,桂宏凡,韋高梧

        (湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院,湖北 孝感 432000)

        基于語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的智能通風(fēng)柜的設(shè)計(jì)

        曹 藝1,桂宏凡2,韋高梧3

        (湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院,湖北 孝感 432000)

        傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜控制設(shè)備主要完成對(duì)電源、照明、排風(fēng)控制等功能,其產(chǎn)品集成度低,功能較為簡(jiǎn)單,另外,現(xiàn)有通風(fēng)柜的玻璃視窗大多為滑動(dòng)安裝在通風(fēng)柜中部,其需要操作人員手動(dòng)將其推上或拉下,存在操作不便,費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺陷。本設(shè)計(jì)克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種基于普通話的語(yǔ)音識(shí)別智能控制系統(tǒng)。

        通風(fēng)柜;語(yǔ)音識(shí)別;單片機(jī)

        1 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜的缺陷分析

        現(xiàn)有通風(fēng)柜的玻璃視窗大多為滑動(dòng)安裝在通風(fēng)柜中部,其需要操作人員手動(dòng)將其推上或拉下,存在操作不便,費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺陷。通風(fēng)柜的電控元件主要是控制燈光、風(fēng)機(jī)和水流,這些電控元件都需要人工按下相應(yīng)的控制按鍵來完成,但是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室的用品多為化學(xué)品且有毒有害化學(xué)品多,人操作時(shí)難免雙手會(huì)接觸到有害物體,長(zhǎng)期積累下來,會(huì)對(duì)操作人員的健康和通風(fēng)柜的長(zhǎng)期使用造成一定的風(fēng)險(xiǎn),所以為了要盡可能少接觸設(shè)備和用品,需要一種能自動(dòng)控制通風(fēng)柜玻璃視窗、燈光、風(fēng)機(jī)的設(shè)備和裝置。

        2 語(yǔ)音識(shí)別通風(fēng)柜的系統(tǒng)組成

        語(yǔ)音識(shí)別通風(fēng)柜的組成主要包括:微控制器(單片機(jī))、語(yǔ)音識(shí)別模塊、無(wú)線麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、電機(jī)、鏈條、鋼化玻璃視窗、照明燈管、風(fēng)機(jī)。

        圖1 語(yǔ)音識(shí)別通風(fēng)柜的外觀結(jié)構(gòu)

        如圖1所示,其中,微控制器、語(yǔ)音識(shí)別模塊、揚(yáng)聲器、無(wú)線麥克風(fēng)接收器統(tǒng)一集成在柜體右側(cè)前面的側(cè)面上,微控制器和語(yǔ)音識(shí)別模塊內(nèi)嵌在柜體內(nèi),而揚(yáng)聲器和無(wú)線麥克風(fēng)接收器裸露在外表面。電機(jī)和驅(qū)動(dòng)鏈條連接在一起,放置在玻璃視窗上側(cè)的柜體內(nèi),用于帶動(dòng)玻璃視窗上升或者下降。與無(wú)線麥克風(fēng)接收器相對(duì)應(yīng)的,無(wú)線麥克風(fēng)攜帶在實(shí)驗(yàn)人員的身上。在通風(fēng)柜的柜體內(nèi),每個(gè)部分:電機(jī)、風(fēng)機(jī)、照明燈管通過各自的驅(qū)動(dòng)電路和微控制器相連。

        3 語(yǔ)音識(shí)別通風(fēng)柜工作流程分析

        通風(fēng)柜以微控制器(單片機(jī))為核心,以語(yǔ)音識(shí)別模塊為主要元件,配以電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,燈管驅(qū)動(dòng)電路,風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路組成(如圖3所示)。無(wú)線麥克風(fēng)接收來自通風(fēng)柜操作人員的語(yǔ)音信息,經(jīng)過無(wú)線傳輸?shù)綗o(wú)線麥克風(fēng)接收器,接收器再將信號(hào)傳輸給語(yǔ)音識(shí)別模塊,語(yǔ)音識(shí)別模塊根據(jù)人的語(yǔ)音信息進(jìn)行識(shí)別,并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的操作指令,然后傳送到微控制器,微控制器根據(jù)接收到的操作指令對(duì)通風(fēng)柜玻璃視窗、照明燈管、風(fēng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行控制,如:玻璃視窗上升、下降、停止;照明燈管的亮與滅;風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止,于此同時(shí),揚(yáng)聲器會(huì)播報(bào)當(dāng)前正在執(zhí)行的語(yǔ)音指令的執(zhí)行情況。

        將需要用到的語(yǔ)音指令通過編程存放到語(yǔ)音識(shí)別模塊中,這些語(yǔ)音指令包括玻璃視窗、照明燈管、風(fēng)機(jī)的控制指令,玻璃視窗的語(yǔ)音指令可設(shè)置為“上升”、“下降”、“停止”;照明燈管的語(yǔ)音指令可設(shè)置為“開燈”、“關(guān)燈”;風(fēng)機(jī)的語(yǔ)音指令可設(shè)置為“打開風(fēng)機(jī)”、“關(guān)閉風(fēng)機(jī)”。這些語(yǔ)音指令對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼為:“上升”為0001、“下降”為0010、“停止”為0011、“開燈”為0100、“關(guān)燈”為0101、“打開風(fēng)機(jī)”為0110、“關(guān)閉風(fēng)機(jī)”為0111。語(yǔ)音指令設(shè)置完畢,操作人員可開始通過麥克風(fēng)發(fā)出相應(yīng)的語(yǔ)音指令,如發(fā)出“玻璃視窗請(qǐng)上升”時(shí),麥克風(fēng)將這句語(yǔ)音傳送到語(yǔ)音識(shí)別模塊,語(yǔ)音識(shí)別模塊開始處理,識(shí)別到預(yù)先設(shè)定的“上升”關(guān)鍵詞,開始調(diào)用“上升”的二進(jìn)制代碼0001,并送到微控制器,微控制器接收到后打開電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,電機(jī)連接著驅(qū)動(dòng)鏈條,鏈條連接著通風(fēng)柜的玻璃視窗,電機(jī)正轉(zhuǎn),鏈條帶動(dòng)著玻璃視窗上升,于此同時(shí),揚(yáng)聲器發(fā)出操作成功的語(yǔ)音,如“玻璃視窗正在上升”,以此來回應(yīng)操作人員的“上升”命令;相對(duì)應(yīng)的,當(dāng)操作人員發(fā)出“玻璃視窗請(qǐng)下降”時(shí),調(diào)用二進(jìn)制代碼0010,控制電機(jī)反轉(zhuǎn),鏈條帶動(dòng)著玻璃視窗下降,揚(yáng)聲器發(fā)出相應(yīng)的語(yǔ)音;當(dāng)操作人員發(fā)出“玻璃視窗請(qǐng)停止”時(shí),調(diào)用二進(jìn)制代碼0011,控制電機(jī)停止,玻璃視窗不運(yùn)動(dòng)。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        現(xiàn)有通風(fēng)柜的玻璃視窗大多需要操作人員手動(dòng)將其推上或拉下,照明燈管和風(fēng)機(jī)需要人工手動(dòng)按下按鈕來控制,這些操作方式存在操作不便,費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺陷。本文采用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和無(wú)線語(yǔ)音通信技術(shù),以實(shí)現(xiàn)通風(fēng)柜的智能化控制。系統(tǒng)通過操作人員的語(yǔ)音命令實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)柜的自動(dòng)控制,真正解放人的雙手,減輕了人的負(fù)擔(dān),讓操作人員更專注于試驗(yàn)對(duì)象。

        [1]陳康.實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜安全應(yīng)用的影響因素研究[D].華東理工大學(xué),2014.

        [2]趙俠.實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].潔凈與空調(diào)技術(shù),2012,(1):62-65.

        [3]郭玉君.實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜在工程實(shí)例中的通風(fēng)方式[J].制冷,2008,(1):56-58.

        TB47

        A

        1671-3818(2016)10-0180-01

        曹藝(1989-),男,湖北人,碩士,助教,研究方向:可持續(xù)設(shè)計(jì)與制造、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品開發(fā)。

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