語音控制多功能臺(tái)燈

南京醫(yī)科大學(xué) 徐志超

語音控制多功能臺(tái)燈

南京醫(yī)科大學(xué) 徐志超

目前市面上的臺(tái)燈多以普通白熾燈、節(jié)能燈作為光源，采用的是手動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，存在耗電量大，損害視力等問題。本文提出的智能臺(tái)燈功能有：感應(yīng)人體紅外信號(hào)的熱釋電紅外傳感器，當(dāng)有人且環(huán)境亮度較低時(shí)，臺(tái)燈自動(dòng)開燈，還有語音控制模塊，可以語音控制亮度變化，并且控制開關(guān)臺(tái)燈，另外，亮度檢測(cè)模塊，對(duì)外界環(huán)境亮度檢測(cè)，只有當(dāng)亮度低于一定值才允許臺(tái)燈變亮。

智能臺(tái)燈；語音控制；亮度檢測(cè)；人體檢測(cè)

1.引言

在臺(tái)燈的發(fā)展進(jìn)程中總共出現(xiàn)了三代。最初一代的發(fā)光設(shè)施是日光燈管與白熾燈兩種，運(yùn)行時(shí)通常使用220伏交流電，此代存在較多缺陷，就比如其中一點(diǎn)220V電壓，可能為人們使用埋下安全隱患，二可能因燈泡頻繁閃動(dòng)等因素，也許會(huì)讓長期使用日關(guān)燈管的人的眼睛帶來一定的傷害；三是耗電量大、能量耗盡快，通常條件下采用手工形式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，但由于常忘關(guān)閉電源而導(dǎo)致一定消耗。第二代較好處理了因頻閃和耗能大等困惑，得到一定升級(jí)，在此情況下選擇LED型用于發(fā)光，則可具有使用效率高、耗能少、安全性強(qiáng)、使用時(shí)間期限長等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)具備智能要求標(biāo)準(zhǔn)，可在較暗氛圍下進(jìn)行自動(dòng)化操作。第三代，智能化程度更高，其運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境僅僅需要5v即可。和上面兩代相比，更綠色環(huán)保，更消耗低。

2.功能介紹

（1）人體接近檢測(cè)模塊，識(shí)別人體接近后，并且是天黑，則臺(tái)燈自動(dòng)打開；

（2）語音控制模塊，可以語音控制亮度變化，并且控制開關(guān)臺(tái)燈；

（3）亮度檢測(cè)模塊，對(duì)外界環(huán)境亮度檢測(cè)，只有當(dāng)亮度低于一定值才允許臺(tái)燈變亮。

3.電路原理部分

3.1 人體接近開關(guān)燈控制

（1）功能模塊選型：HC-SR501人體感應(yīng)模塊

（2）模塊特點(diǎn)：

1）自動(dòng)感應(yīng):人處于其控制區(qū)域下進(jìn)行高電平輸出，在脫離控制區(qū)域后會(huì)進(jìn)行自動(dòng)化處理，輸出情況和之前相反。

2）光敏控制（可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）能自行配置光敏參數(shù)，在光線充足的條件下靈敏度差。

3）溫度補(bǔ)償(可選擇，出廠時(shí)未設(shè))：在6-9月期間在所處地溫度升高在30～32℃時(shí)，檢測(cè)間距會(huì)有所縮小，在此情況下溫度可適當(dāng)代替其他因素。

4）兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇）

a、不可重復(fù)觸發(fā)方式:在高電平輸出之后，繼續(xù)持續(xù)一段時(shí)間再進(jìn)行關(guān)閉，此時(shí)輸出轉(zhuǎn)變?yōu)橄喾吹那闆r。

b、可重復(fù)觸發(fā)方式：在高電平輸出之后，繼續(xù)持續(xù)一段時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，若有人出現(xiàn)于其控制區(qū)域內(nèi)，輸出情況則會(huì)保持不變，在人脫離控制區(qū)域后，輸出才會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄喾辞闆r。

5）具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(通常條件下設(shè)置為:2.5S 封鎖時(shí)間)：在每次輸出變化后，可在之后緊接的時(shí)間中做一個(gè)調(diào)制，這樣一來在此時(shí)間內(nèi)便可不受任何狀況干擾。此性能能夠達(dá)成對(duì)“感應(yīng)”和“封鎖”之間的間隔要求，如此便可用來探測(cè)相關(guān)信息。此性能能夠有效阻礙負(fù)載過程里出現(xiàn)的任何情況。（一般能夠把此時(shí)間控制在規(guī)定范圍內(nèi)）。

6）工作電壓范圍寬：一般設(shè)置在DC4.5V-20V。

7）微功耗:靜態(tài)電流<50微安，尤其適用于電源為干電池的的自動(dòng)型設(shè)備。

8）輸出高電平信號(hào)：可減小電路對(duì)接難度。

（3）電路圖使用說明：

感應(yīng)模塊在連接完成之后大致會(huì)有60s的初始處理，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)其會(huì)以不連續(xù)的形式輸出3次左右，并于60s之后處于待機(jī)情況。此時(shí)應(yīng)主動(dòng)使干擾因素遠(yuǎn)離透鏡設(shè)施，以避免多余情況的出現(xiàn)而造成失誤。操作環(huán)境應(yīng)盡可能封閉，因風(fēng)會(huì)對(duì)設(shè)施形成一定影響。感應(yīng)模塊大多選擇雙元探頭，其窗口是長方形，在人從左邊到右邊，或以相反方向移動(dòng)時(shí)，紅外光譜到雙元的所需時(shí)間與相對(duì)距離之間具有一定差異，差異越明顯，感應(yīng)越敏感，在人從正著移動(dòng)向探頭或從上至下再或是以相反方向移動(dòng)時(shí)，雙元不能檢測(cè)得到相應(yīng)距離和差異，進(jìn)而也就無法靈敏感覺。因此在安裝感應(yīng)設(shè)施的過程中需將探頭與人體活動(dòng)盡可能協(xié)調(diào)，這樣一來，才可以保障其對(duì)人體的靈敏度。

3.2 語音識(shí)別電路原理

（1）模塊選型：LD3320芯片

（2）芯片介紹

以ICRoute企業(yè)獨(dú)特的方式進(jìn)行處理和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)語音辨別功能。在此過程中不用任何使用者進(jìn)行事先準(zhǔn)備，辨別準(zhǔn)確度高達(dá)95%。

不用任何外部輔助的智能型芯片，F(xiàn)lash、RAM和AD，能夠順利實(shí)現(xiàn)識(shí)別要求。正真意義上做到單芯片處理，有突破性意義。

在進(jìn)行識(shí)別時(shí)最多能夠設(shè)定50個(gè)識(shí)別句，這些識(shí)別句形式?jīng)]有特殊規(guī)定。可以是一個(gè)字、一個(gè)短語、或是依據(jù)話，到在數(shù)目上要求的最大限制是10個(gè)漢子或79個(gè)字節(jié)。除此之外，識(shí)別內(nèi)容能夠進(jìn)行改變，所以一個(gè)體系對(duì)于場(chǎng)景的應(yīng)用并不局限。

芯片中已設(shè)置16位A/D轉(zhuǎn)換器、16位D/A轉(zhuǎn)換器和功放電路，此時(shí)耳機(jī)、喇叭等已可便捷安裝。立體聲耳機(jī)接口的輸出功率為20mW，而喇叭接口的輸出功率為550mW，能夠發(fā)出相對(duì)明朗的音質(zhì)。

可以以并行、串行兩種方式進(jìn)行接口，同時(shí)串行可有效進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。

可以調(diào)整為休眠形式，可以相對(duì)便捷的進(jìn)行開啟。

可以以MP3形式進(jìn)行操作，不用任何輔助設(shè)施即可實(shí)現(xiàn)，主控MCU把此依次序進(jìn)行處理

（3）語音識(shí)別的操作順序

語音識(shí)別用初始化（包含最初參數(shù)）→寫入識(shí)別詳情→開始識(shí)別，此時(shí)進(jìn)行中斷處理，操作中斷區(qū)域。在此要特別說明，若不采用中斷處理，可能夠操作查詢措施進(jìn)行處理。在進(jìn)行識(shí)別工作后，查看B2H，若參數(shù)表現(xiàn)為21H代表識(shí)別完成。在實(shí)現(xiàn)此步驟后可以能夠以一樣的中斷方式進(jìn)行結(jié)束。

4.電路測(cè)試

根據(jù)此進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真處理，模擬電路，具體測(cè)定步驟在下：

1）打開開關(guān)。

2）在天黑的時(shí)候，當(dāng)人靠近，則臺(tái)燈點(diǎn)亮，人走遠(yuǎn)，臺(tái)燈熄滅，當(dāng)天亮?xí)r，無論人體是否靠近，臺(tái)燈都不會(huì)亮。

3）語音控制，當(dāng)說出“開”“關(guān)”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)臺(tái)燈控制，當(dāng)我說“亮度加”“亮度減”，也實(shí)現(xiàn)了控制，測(cè)試完畢，功能正常。

5.結(jié)束語

通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與分析，此款新型智能漸變LED臺(tái)燈的產(chǎn)品的開發(fā)，不只提供了大大的便捷，同時(shí)還幫助人類實(shí)現(xiàn)智能操作、節(jié)能、環(huán)保等要求，能夠廣泛運(yùn)用于日常生活，形勢(shì)一片大好，具有可觀的價(jià)值潛力，在時(shí)代不斷進(jìn)步的同時(shí)，智能化臺(tái)燈已逐漸占據(jù)此領(lǐng)域重要位置。運(yùn)用光敏材料不僅可推動(dòng)智能化發(fā)展，還可以有效控制成本，成效可觀，語音控制也給生活帶來了很多便利。

[1]華中工學(xué)院電子學(xué)教研室,康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)[M]．3版．北京:高等教育出版社,1988．

[2]郁有文,常健,程繼紅．傳感器原理及工程應(yīng)用[M]．3版．西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2008．