基于語音合成的單片機(jī)家用警示系統(tǒng)

何小映

西安航空學(xué)院電氣系，陜西 西安 710077

引言

在現(xiàn)實(shí)生活中，人們有時(shí)候正在做飯或者看電視時(shí)，突然有急事要外出，可能就會(huì)忘記關(guān)閉煤氣開關(guān)或者電源開關(guān)就出去了，比如說，正在燒水，突然有事沒關(guān)閉煤氣就出去了，結(jié)果水燒干了，極有可能造成火災(zāi)，這樣的事情一旦發(fā)生，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果，這樣的新聞報(bào)道也比較多。鑒于此，設(shè)計(jì)一套自動(dòng)提示系統(tǒng)，當(dāng)人們出門時(shí)，提示關(guān)閉相關(guān)的開關(guān)，避免由于開關(guān)沒關(guān)造成的損失，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

1. 系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)的整體框圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)框圖

該系統(tǒng)主要包括：人體檢測(cè)模塊、單片機(jī)[1]、DA轉(zhuǎn)換電路、喇叭、時(shí)鐘和復(fù)位電路，利用人體檢測(cè)人的進(jìn)入或者離開，由單片機(jī)判斷后選擇相應(yīng)的數(shù)字語音提示信息，該信息經(jīng)DA轉(zhuǎn)換后由喇叭發(fā)出相應(yīng)的語音提示。

2. 硬件電路

2.1 人體檢測(cè)模塊

人體檢測(cè)模塊由兩個(gè)模塊1、2組成，模塊1安裝在離門比較的地方，模塊2安裝在離門較遠(yuǎn)的地方。兩個(gè)模塊均由人體熱釋電傳感器RE200B和集成電路AS082電路組成。電路如圖2所示。

RE200B是熱釋電紅外傳感器[2]，它對(duì)于不同波長(zhǎng)的光線照射都能產(chǎn)生不同程度的響應(yīng)，因此在傳感器前加入一個(gè)濾鏡窗口，通過這個(gè)濾鏡可以限定晶體對(duì)特定波長(zhǎng)的光線產(chǎn)生響應(yīng)，一般紅外波長(zhǎng)在8um～14um，非常接近人體輻射的紅外線波長(zhǎng)。AS082采用第三代PIR 人體熱釋紅外線探測(cè)技術(shù)方案，內(nèi)置高精度算法單元，可自調(diào)整適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，濾除環(huán)境干擾，有效提取人體信號(hào)，最遠(yuǎn)感應(yīng)距離高達(dá)二十幾米，當(dāng)有人通過RE200B時(shí)，OUT輸出高電平。

2.2 DA轉(zhuǎn)換及語音輸出電路

DA轉(zhuǎn)換及語音輸出電路如圖3所示。

圖3 DA轉(zhuǎn)換及語言輸出電路

DA轉(zhuǎn)換采用直通雙極型輸出方式，根據(jù)圖3中的電路及電阻值可得出DA轉(zhuǎn)換輸出的電

壓公式為：VOUT= (2D/256－1)VREF，D =0時(shí)，VOUT= －VREF；D =128時(shí)，VOUT= 0；D = 255時(shí)，VOUT= (2×255/256－1)×VREF= (254/255)VREF，輸出的模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出聲音。

3. 軟件設(shè)計(jì)

軟件程序流程圖如圖4所示，整個(gè)程序采用C51語言[3]編寫。

圖4 程序流程圖

上電或者復(fù)位后先進(jìn)行初始化處理，初始化包括：打開總中斷及中斷0，因?yàn)樵撓到y(tǒng)模塊1的信號(hào)送入單片機(jī)的P3.0，模塊2的信號(hào)輸入P3.2作為外部中斷0的輸入信號(hào)，系統(tǒng)首先檢測(cè)離門較近的模塊1是否有信號(hào)，若無則一直檢測(cè)，若有則再檢測(cè)模塊2是否有信號(hào)，若模塊2有信號(hào)則表示是出門，輸出離家語音：“請(qǐng)關(guān)閉電源、窗戶、煤氣”，若模塊2無信號(hào)則表示是進(jìn)門，輸出回家語音：“您辛苦了”，當(dāng)然具體的語音信息可以自由設(shè)置。

這些語音信息是通過語音合成技術(shù)[4]得到的，語音合成技術(shù)簡(jiǎn)稱為TTS,用于將文字轉(zhuǎn)化為語音，使用語音合成軟件，可將輸入的漢字轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的語音，轉(zhuǎn)換后的格式有MP3或WAV，MP3的格式比較復(fù)雜，解碼困難，設(shè)計(jì)中采用WAV格式，使用Ultredit32打開WAV格式文件，取出對(duì)應(yīng)語音的數(shù)字信號(hào)，送到DA轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后就能聽見對(duì)應(yīng)漢字的語音。

4. 結(jié)束語

該系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)出人是進(jìn)入或者離開家，然后給出相應(yīng)的語音提示信息，避免了離家時(shí)因忘記關(guān)閉窗戶、電源、煤氣等開關(guān)造成的安全隱患，具有一定的實(shí)用性。

[1]劉建華.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2010.06：86

[2]韓麗英.光電變換與檢測(cè)技術(shù)[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2010.11：58～66

[3]劉文濤.單片機(jī)語言C51程序設(shè)計(jì)[M].原子能出版社，2004.07：1～139

[4]張剛.語音處理與編碼[M].兵器工業(yè)出版社，2000.08：2～15