一種基于ＳＰＣＥ０６１Ａ單片機的燃氣爐灶語音控制裝置

摘 要：燃氣爐灶的安全使用一直是人們關(guān)心的問題，將計算機控制技術(shù)引入到燃氣爐灶的控制中，是解決燃氣爐灶安全使用的最好途徑。介紹一種基于SPCE061A單片機為核心，充分利用SPCE061A單片機的語音處理功能，控制功能，實現(xiàn)利用語音提示和語音命令對燃氣爐灶的點火、火力調(diào)節(jié)、關(guān)閉燃氣、火焰異常熄滅時緊急關(guān)閉燃氣等功能的控制。經(jīng)過實驗測試，該裝置具有工作穩(wěn)定可靠，對于提高燃氣爐灶的安全性，節(jié)能降耗等都有明顯的效果，將語音控制技術(shù)應(yīng)用于燃氣爐灶的控制，填補了該類產(chǎn)品的市場空白，有非常好的市場應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：SPCE061A單片機;語音控制技術(shù);燃氣爐灶;報警

中圖分類號：TP23文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1004-373X(2009)03-114-02

Fuel Gas Fire Pivot Voice Control Installment Based on SPCE061A

TAN Jianjun

(Hubei National Institute,Enshi,445000,China)

Abstract：The computer control technology applied in the fuel gas fire pivot is a best way to solve the fuel gas fire pivots safety.This article introduces a fuel gas fire pivot voice control installment based on SPCE061A,it uses SPCE061A pronunciation processing function,and control function to realize the fuel gas fire pivot′s ignition,firepower adjustment,closure fuel gas,the flame exceptionally extinguishes when function and so on emergency cut-off fuel gas controls.Tests after the experiment,this equipment′s work is stable reliable,it has obvious effects on improving security and saving energy of the fuel gas fire pivot′s.Appling the voice control technology in the fuel gas fire pivot′s control,it has very good market application prospect.

Keywords：SPCE061A;voice control technology;fuel gas fire pivot;warning

當(dāng)前，在很多的領(lǐng)域都能看到語音控制技術(shù)應(yīng)用的例子，然而，對于千家萬戶都要使用的燃氣爐灶卻沒有在市場上發(fā)現(xiàn)用語音控制技術(shù)實現(xiàn)的產(chǎn)品，燃氣爐灶的使用控制依然是傳統(tǒng)的手動控制方式，這種情況使燃氣爐灶的安全使用受到限制，安全事故時有發(fā)生，給人民群眾的生命財產(chǎn)帶來損失。筆者正是基于解決燃氣爐灶的安全使用問題而引入語音控制技術(shù)，在傳統(tǒng)的燃氣爐灶基礎(chǔ)之上，加裝語音控制裝置，對燃氣爐灶的點火、滅火、火力調(diào)節(jié)、火焰異常熄滅時緊急關(guān)閉氣源等功能都能用語音命令和語音提示智能化地完成。這樣不僅使燃氣爐灶的使用安全性有很大的提高，而且使用戶使用燃氣爐灶更加方便。該裝置的設(shè)計制作從硬件和軟件兩個層面敘述如下。

1 硬件設(shè)計

1.1 電路設(shè)計

該裝置的電路系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：檢測火焰的傳感器電路，高壓點火電路和電動燃氣閥等執(zhí)行部分，以SPCE061A單片機為核心的信號處理與控制部分?；鹧?zhèn)鞲衅鞑捎眉t外測溫傳感器，該傳感器是采用輻射測溫原理，檢測燃氣爐灶的火焰情況，高壓點火電路則選擇可控高壓點火模塊，為了實現(xiàn)火焰是連續(xù)可調(diào)的要求，氣源的控制采用了電動氣閥。為了實現(xiàn)語音控制和語音提示，該裝置的信息處理和控制單元選擇了凌陽公司的SPCE061A單片機，該單片機具有強大的語音處理和語音控制能力，能輕松完成該裝置的控制目的。該裝置的原理如圖1所示。

1.2 裝置工作原理

本裝置的主要功能有4個:點火、熄火、火力調(diào)節(jié)、報警。要完成3個任務(wù)：一是語音任務(wù)，主要負(fù)責(zé)監(jiān)聽命令和語音報警，要求采用非特定語音識別技術(shù)，這主要是考慮對任何使用者語音命令都要有效；二是火焰?zhèn)鞲腥蝿?wù)，主要負(fù)責(zé)火焰的傳感信號處理;三是控制任務(wù)，實現(xiàn)對燃氣閥的控制和對點火電路的控制。該裝置的功能雖然有點簡單，但內(nèi)部操作卻并不簡單，3個任務(wù)必須相互通信，相互協(xié)調(diào)工作，才能完成該裝置的功能和保證該裝置的性能，才能發(fā)揮操作系統(tǒng)的優(yōu)越性和充分利用CPU的資源。

首先，該裝置上電復(fù)位后，SPCE061A單片機就開始自檢，檢測傳感器是否正常，檢測麥克風(fēng)是否正常，檢測燃氣閥是否關(guān)閉，檢測高壓點火電路是否正常，隨后，該裝置處于待用狀態(tài)。當(dāng)有有效的語音命令出現(xiàn)時，SPCE061A單片機就會按照語音命令的內(nèi)容實現(xiàn)對燃氣爐灶的控制，對于燃氣爐灶在使用過程中出現(xiàn)的異常，該裝置也能快速地自動完成對燃氣爐灶的控制處理，以避免出現(xiàn)危險。為了使用上的方便，該裝置還設(shè)計了鍵盤手動控制子系統(tǒng)，便于手動操作控制燃氣爐灶。

2 軟件設(shè)計

該語音控制裝置的硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，工作量較大的是軟件的開發(fā)，為了達到設(shè)計要求，實現(xiàn)需要的功能，保證該裝置的性能，對該裝置的程序進行了認(rèn)真的設(shè)計和編制，其程序框圖如圖2所示。

程序的運行過程如圖3所示。

系統(tǒng)上電復(fù)位，程序從0x0000地址開始執(zhí)行，程序一開始就先初始化μC/OSⅡ操作系統(tǒng)，并向系統(tǒng)注冊FIQ_TMA_VEC中斷，這是個語音中斷。接著創(chuàng)建3個任務(wù)，優(yōu)先級分別為：0,1,4。任務(wù)一的主要功能是保證其他兩個任務(wù)運行；任務(wù)二的主要功能是負(fù)責(zé)火焰?zhèn)鞲?任務(wù)三的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)監(jiān)聽命令和語音報警。最后啟動μC/OSⅡ操作系統(tǒng)。程序從主函數(shù)main，轉(zhuǎn)到了μC/OSⅡ操作系統(tǒng)任務(wù)之間的切換。任務(wù)一先運行，保證任務(wù)二、三運行。如果點火命令執(zhí)行則任務(wù)三把COMMNOE_FLAG置1，F(xiàn)ireOpened置0，并檢測FireOpened是否為1，如果為1，則關(guān)閉電子打火?；鹧纥c著后，任務(wù)二把FireOpened置1。COMMNOE_FLAG置0。如果熄火命令執(zhí)行，則任務(wù)三把FireClosed置1，任務(wù)二檢測到FireClosed為1，則不報警，否則報警。

3 結(jié) 語

將語音控制技術(shù)應(yīng)用于燃氣爐灶，這是一個非常有意義的嘗試，鑒于目前市場上并沒有相同產(chǎn)品出現(xiàn)，應(yīng)該說也是很有創(chuàng)意的開發(fā)，從實驗的結(jié)論來看，對于提高燃氣爐灶的使用安全性，改善操控性都有非常明顯的效果。雖然該裝置的開發(fā)離成熟的產(chǎn)品面市還有一段路要走，主要就是如何讓燃氣爐灶與控制裝置合二為一，成為一個成熟的產(chǎn)品走向市場，但相信這類產(chǎn)品的面市，一定能得到用戶的認(rèn)可，受到用戶的歡迎。

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作者簡介 譚建軍 男，1960年出生，湖北利川人，教授，多年從事電子信息技術(shù)的教學(xué)與科研工作。研究方向為電子信息的處理與控制。