全功能聲控3C智能型電冰箱技術(shù)介紹

本產(chǎn)品即應用恩智浦公司所開(kāi)發(fā)LPC2478嵌入式系統作為核心，應用在信息家電自動(dòng)化控制的研發(fā)上。信息家電自動(dòng)化的風(fēng)潮吹襲著(zhù)各個(gè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域，家庭是人類(lèi)生活的重要空間，如何將家庭中的設施、電器結合自動(dòng)化的設計觀(guān)念，讓我們的生活更方便、快捷，成為嵌入式微電腦應用方面的另一種思維。

由于現代信息科技的進(jìn)步，因此，我們本次研發(fā)信息家電產(chǎn)品為“全功能聲控3C智能型電冰箱”，此冰箱可自動(dòng)監測內部各類(lèi)型食品，使用者可通過(guò)LPC2478嵌入式系統監控目前冰箱食品的存量，并且借由Wireless Sensor Network (WSN，無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò ))系列之藍牙，作為無(wú)線(xiàn)數據傳輸接口，此無(wú)線(xiàn)接口可結合由本團隊設計的電話(huà)網(wǎng)絡(luò )系統、智能型廚房家電系統，并且應用SPCE061A芯片結合LPC2478嵌入式系統實(shí)現語(yǔ)音播報、識別功能，達到與家電互動(dòng)效果。

產(chǎn)品設計目的

(1) 研制符合現代生活與科技發(fā)展的多功能智能型電冰箱，以L(fǎng)PC2478嵌入式系統為核心，結合語(yǔ)音、藍牙無(wú)線(xiàn)傳輸、各類(lèi)型感測機制。

(2) 研制以L(fǎng)PC2478嵌入式設計整合型智能冰箱圖控人機接口系統。

(3) 研制以藍牙作為無(wú)線(xiàn)智能型家電控制的模塊化系統。

(4) 研制以SPCE061A語(yǔ)音芯片結合各類(lèi)型傳感器的語(yǔ)音播報系統。

(5) 研制LPC2478嵌入式圖像識別系統。

系統架構

本系統在使用者欲查詢(xún)冰箱內部食品存量時(shí)，可通過(guò)聲控詢(xún)問(wèn)及視覺(jué)觀(guān)看LCD觸控面板目前顯示狀態(tài)。以聲控方式詢(xún)問(wèn)時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)以語(yǔ)音播報方式告知使用者食品存量，以視覺(jué)方式查詢(xún)時(shí)，可完全一次了解目前冰箱內部所有食品存量及家電控制狀態(tài)，并可以觸控方式操控智能型家電控制，當食品存量單位為預設最低單位“一”時(shí)，語(yǔ)音會(huì )播報為存量不足，且立即通過(guò)藍牙主控端傳送相對應食品采購代碼，借由電話(huà)網(wǎng)絡(luò )系統撥打使用者預設電話(huà)號碼至使用者，使用者接通電話(huà)時(shí)可于話(huà)筒內部聽(tīng)到語(yǔ)音播放食品存量不足，提醒使用者訂購。

圖1為系統架構圖，系統架構可分為架設于冰箱門(mén)上的LPC2478嵌入式系統、藍牙無(wú)線(xiàn)傳輸主控端及語(yǔ)音識別系統，電話(huà)網(wǎng)絡(luò )系統架設于一般家庭放置市內電話(huà)的客廳位置，智能型家電受控為改良式自動(dòng)關(guān)火瓦斯爐及廚房電燈，上述家電除以L(fǎng)PC2478嵌入式系統控制之外，也可于戶(hù)外通過(guò)一般市話(huà)、手機撥打家中電話(huà)號碼，即可進(jìn)入電話(huà)控制家電系統進(jìn)行家電控制。



系統功能

功能一：食品自動(dòng)感測系統

通過(guò)各類(lèi)型傳感器裝設于智能型電冰箱內部，其感測食品(雞蛋、大/小瓶飲料、魚(yú)類(lèi)、肉類(lèi))由SPCE061A芯片監測食品存量狀態(tài)，將目前狀態(tài)信號傳送至LPC2478嵌入式系統進(jìn)行整合，并以圖標模式顯示于LCD觸控屏幕，讓使用者不必開(kāi)啟冰箱門(mén)也可得知內部食品信息，減少冰箱壓縮機起動(dòng)次數，達到節能效果。

功能二：CCD圖像識別系統

蔬果放入冰箱時(shí)借由圖像采集及圖像識別等多媒體技術(shù)，使LPC2478嵌入式系統能自動(dòng)判斷冰箱內蔬果存量，當使用者將蔬果放置于冷藏柜中后，先將物品經(jīng)由冰箱內部CCD快速圖像采集識別，將識別信號傳送至LPC2478嵌入式系統經(jīng)軟件處理后，于LCD觸控屏幕顯示識別后的圖像，作為蔬果識別的圖像數據依據，讓使用者不必開(kāi)啟冰箱門(mén)也可得知內部蔬果信息。

功能三：語(yǔ)音聲控播報系統

通過(guò)人類(lèi)以聲控方式直接下達命令詢(xún)問(wèn)冰箱物品存量，冰箱以語(yǔ)音自動(dòng)播報方式回答使用者物品目前存量，達到與冰箱做自然語(yǔ)言的溝通，除此之外也為冰箱門(mén)設計自動(dòng)感測系統，只要冰箱門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)都會(huì )有語(yǔ)音播報冰箱門(mén)狀態(tài)。當主人忘關(guān)冰箱門(mén)時(shí)，通過(guò)語(yǔ)音提示讓主人及時(shí)關(guān)門(mén)，防止能源無(wú)端耗損。

功能四：LCD接口顯示監控系統

本系統設計的所有傳感器及圖像采集識別信號統一傳送至LPC2478嵌入式系統LCD觸控屏幕顯示，使用者可于冰箱門(mén)上輕松得知內部所有物品存量，系統會(huì )依照你所設定物品的最低需求量不足時(shí)自動(dòng)撥號告知使用者訂購，冰箱也可支持使用者通過(guò)因特網(wǎng)自行訂購功能。

功能五：借由電話(huà)網(wǎng)絡(luò )控制藍牙無(wú)線(xiàn)模塊遙控家電

每個(gè)人可能都有外出而忘記關(guān)閉家中電源或煤氣灶等問(wèn)題，此系統可由遠程手機、市話(huà)、公共電話(huà)撥打家中電話(huà)且輸入各種功能碼來(lái)達到控制家電，當家電已完成我們預期想控制的動(dòng)作狀態(tài)后，會(huì )由手機聽(tīng)筒中聽(tīng)到語(yǔ)音播報控制結果，達到準確地控制家電，不用擔心控制錯誤以及出遠門(mén)而忘記關(guān)閉電源或其它設備而造成危險?？刂葡到y以藍牙模塊作為無(wú)線(xiàn)通訊接口，顛覆傳統以低頻RF及紅外線(xiàn)作無(wú)線(xiàn)傳輸功能，完全解決低頻干擾導致控制家電錯誤問(wèn)題，并具有自動(dòng)提醒主人訂購不足物品，而且使用者電話(huà)號碼可隨時(shí)更新調整。

系統硬件設計

食品之感測系統

各類(lèi)型食品感測機制可分為雞蛋、大/小瓶飲料、魚(yú)類(lèi)、肉類(lèi)，對于雞蛋感測設計原理選擇遮斷式紅外線(xiàn)發(fā)射接收器，其電路設計如圖2、圖3所示，圖3中內部?jì)膳艌A圈為發(fā)射器，外部圓圈為接收器，兩排發(fā)射器位置需以背對背方式設置，避免產(chǎn)生鄰近接收器誤判導致信號錯誤。