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全方位智能型家電控制

—— Full-purposed Function Intelligent Appliance Control System
作者:鄭金林 潘以宸 林瑋恒 圣約翰科技大學電機工程系(中國臺灣)時間:2010-05-05來源:電子產品世界收藏

  前言

本文引用地址:http://www.tsejo.com.cn/article/108666.htm

  面對二十一世紀以人為本的科技發展趨勢,世界先進國家紛紛積極投入智能化生活空間科技之研發,建立健康舒適的環境,提高人們的生活品質與工作效能。本本主要探討人類在步入二十一世紀后在生活中處處引用3C概念所衍生出來一系列的議題。近幾年來,日本與韓國投注大量資源研究數字生活空間且已經有極大成效,臺灣在遠雄建設積極推動“數字城”的概念下也引發了將3C產品應用在平時生活空間的研發上,其內涵包括家庭電器的自動控制、安全系統自動化、門禁系統監控、甚至納入個人醫療保健等議題,也提供產業界另一個明星產業發展的契機。微軟前總裁比爾·蓋茨在“擁抱未來”一書中提到“在未來的五年當中,語音識別、社會界面和高速公路連結器,都將放入主要的應用軟件中。到時候,不論公司或個人都會對那些可提高效率及生產力的新版本趨之若鶩。”這也意味著語音識別技術是未來軟件的三個新興技術之一。

  智能型生活空間已經被列為重點發展科技項目之一,智能型生活空間是利用系統結合Wireless Sensor Network(WSN)技術應用于人類生活空間中,使生活更便利、舒適。本設計以恩智浦半導體(NXP)的LPC2478發展系統結合凌陽科技的SPCE061A芯片作為家電的主/副控端及監控系統界面,進而搭配WSN通訊模組的通訊系統應用在“全方位智能型家電控制”的系統研發,包括LPC2478系統軟、硬件驅動程序設計、LPC2478嵌入式周邊硬件電路開發、SPCE061A芯片語音聲控、音頻壓縮編碼、API函數設定、無線UART傳輸、通訊主-從一對多通訊系統技術、家電受控端以單接點及多接點改良設計等。系統功能經實際驗證后效果良好,確實能達到智能型家電與數字家庭控制,產品實用性與創意性極高。

  產品設計目的

  本產品主要是以LPC2478嵌入式研發系統作為核心,結合LinkMatik2.0藍牙模組構建一套全方位數字家庭人機監控界面,完全取代之前以PC高成本設備,并結合SPCE061A芯片與藍牙模組自行開發智能型家電控制,由于語音聲控具有直接性,將其整合于數字家庭中能夠使人機界面更具有親和力, 所以本設計的目的為下列幾點:

  (1) 以LPC2478嵌入式研發系統作為監控服務器;

  (2) 以藍牙模組建立智能型系統的相關通訊技術研究;

  (3) 以語音識別結構與藍牙進行LPC2478嵌入式人機界面的研究;

  (4) 以LPC2478研制嵌入式語音識別及藍牙技術聲音無線感測器。

  系統結構

  LPC2478嵌入式全方位智能型家電人機監控界面

  現代人生活已邁向高科技數字空間,在家中以微控芯片設計的電器產品已很多,雖然有些超級豪宅已有整合性的家電控制,但一般家庭中還是只有一對一遙控的方式,現代嵌入式科技已成熟穩定,市面上以嵌入式系統取代PC結構產品很多,但極度缺乏整合型家電控制界面,本系統將LPC2478嵌入式系統結合LinkMatik2.0藍牙模組構建數字家庭人機監控界面,將與智能型家電達到同步監控,并可通過遠程監控系統PC Anywhere軟件經由網絡連結LPC2478嵌入式系統監控,成為一套整合型數字家庭監控伺服中心,如圖1所示的嵌入式系統基本結構。

  本系統主要設計產品為掌上型嵌入式藍牙無線聲控遙控器,此遙控器已將多種電器產品作整合即可達到一對多的遙控,控制方式為觸碰式LCD面板選擇及多普通話聲控方式,可直接通過人的聲音經由藍牙無線聲控遙控器作為室內較遠距離的聲控控制,遙控器可準確辨識使用者的聲音,如果要換其它使用者操控時,只要選取重新錄制聲音鍵,就可以通過語音自動提示來完成新使用者的聲音錄制,達到不因使用者的語音信號不同卻能任何使用者都可以控制的功能。

  本產品設計優勢在于目前市面上尚沒有以藍牙作為無線傳輸遙控界面產品,且不用擔心像傳統紅外線傳輸需要對準接收端的方向,以高頻傳輸的藍牙模組來取代低頻的RF射頻,受其它頻率干擾的程度也大幅降低,由于運作頻率高達2.4 GHz,不易造成儀器的干擾,故適合用于家庭、醫院或工廠自動化的情境,并設計家電受控結果回授機制由LCD面板顯示,隨時掌握家電即時狀態。

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