一種基于SPCE061A單片機的燃氣爐灶語(yǔ)音控制裝置

　　當前，在很多的領(lǐng)域都能看到語(yǔ)音控制技術(shù)應用的例子，然而，對于千家萬(wàn)戶(hù)都要使用的燃氣爐灶卻沒(méi)有在市場(chǎng)上發(fā)現用語(yǔ)音控制技術(shù)實(shí)現的產(chǎn)品，燃氣爐灶的使用控制依然是傳統的手動(dòng)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(shí)有發(fā)生，給人民群眾的生命財產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失。筆者正是基于解決燃氣爐灶的安全使用問(wèn)題而引入語(yǔ)音控制技術(shù)，在傳統的燃氣爐灶基礎之上，加裝語(yǔ)音控制裝置，對燃氣爐灶的點(diǎn)火、滅火、火力調節、火焰異常熄滅時(shí)緊急關(guān)閉氣源等功能都能用語(yǔ)音命令和語(yǔ)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(hù)使用燃氣爐灶更加方便。該裝置的設計制作從硬件和軟件兩個(gè)層面敘述如下。

　　l硬件設計

　　1.1電路設計

　　該裝置的電路系統由三部分構成：檢測火焰的傳感器電路，高壓點(diǎn)火電路和電動(dòng)燃氣閥等執行部分，以SPCE061A單片機為核心的信號處理與控制部分?；鹧鎮鞲衅鞑捎眉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(diǎn)火電路則選擇可控高壓點(diǎn)火模塊，為了實(shí)現火焰是連續可調的要求，氣源的控制采用了電動(dòng)氣閥。為了實(shí)現語(yǔ)音控制和語(yǔ)音提示，該裝置的信息處理和控制單元選擇了凌陽(yáng)公司的SPCE061A單片機，該單片機具有強大的語(yǔ)音處理和語(yǔ)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。

　　圖1 原理框圖

　　1.2裝置工作原理

　　本裝置的主要功能有4個(gè)：點(diǎn)火、熄火、火力調節、報警。要完成3個(gè)任務(wù)：一是語(yǔ)音任務(wù)，主要負責監聽(tīng)命令和語(yǔ)音報警，要求采用非特定語(yǔ)音識別技術(shù)，這主要是考慮對任何使用者語(yǔ)音命令都要有效;二是火焰傳感任務(wù)，主要負責火焰的傳感信號處理;三是控制任務(wù)，實(shí)現對燃氣閥的控制和對點(diǎn)火電路的控制。該裝置的功能雖然有點(diǎn)簡(jiǎn)單，但內部操作卻并不簡(jiǎn)單，3個(gè)任務(wù)必須相互通信，相互協(xié)調工作，才能完成該裝置的功能和保證該裝置的性能，才能發(fā)揮操作系統的優(yōu)越性和充分利用CPU的資源。

　　首先，該裝置上電復位后，SPCE061A單片機就開(kāi)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(diǎn)火電路是否正常，隨后，該裝置處于待用狀態(tài)。當有有效的語(yǔ)音命令出現時(shí)，SPCE061A單片機就會(huì )按照語(yǔ)音命令的內容實(shí)現對燃氣爐灶的控制，對于燃氣爐灶在使用過(guò)程中出現的異常，該裝置也能快速地自動(dòng)完成對燃氣爐灶的控制處理，以避免出現危險。為了使用上的方便，該裝置還設計了鍵盤(pán)手動(dòng)控制子系統，便于手動(dòng)操作控制燃氣爐灶。

　　2軟件設計

　　該語(yǔ)音控制裝置的硬件電路結構簡(jiǎn)單，工作量較大的是軟件的開(kāi)發(fā)，為了達到設計要求，實(shí)現需要的功能，保證該裝置的性能，對該裝置的程序進(jìn)行了認真的設計和編制，其程序框圖如圖2所示。

　　圖2 程序框圖

　　程序的運行過(guò)程如圖3所示。

　　圖3 程序運行過(guò)程圖

　　系統上電復位，程序從Ox0000地址開(kāi)始執行，程序一開(kāi)始就先初始化μC/OSⅡ操作系統，并向系統注冊FIQ TPMA VEC中斷，這是個(gè)語(yǔ)音中斷。接著(zhù)創(chuàng )建3個(gè)任務(wù)，優(yōu)先級分別為：O，1，4.任務(wù)一的主要功能是保證其他兩個(gè)任務(wù)運行;任務(wù)二的主要功能是負責火焰傳感;任務(wù)三的主要任務(wù)是負責監聽(tīng)命令和語(yǔ)音報警。最后啟動(dòng)μC/OSⅡ操作系統。程序從主函數main，轉到了μC/OSⅡ操作系統任務(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(diǎn)火命令執行則任務(wù)三把COMMNOE FLAG置1，FireOpened置O，并檢測FireOpened是否為1，如果為1，則關(guān)閉電子打火?；鹧纥c(diǎn)著(zhù)后，任務(wù)二把FireOpened置1.COMMNOEFLAG置0.如果熄火命令執行，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結語(yǔ)

　　將語(yǔ)音控制技術(shù)應用于燃氣爐灶，這是一個(gè)非常有意義的嘗試，鑒于目前市場(chǎng)上并沒(méi)有相同產(chǎn)品出現，應該說(shuō)也是很有創(chuàng )意的開(kāi)發(fā)，從實(shí)驗的結論來(lái)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(kāi)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(gè)成熟的產(chǎn)品走向市場(chǎng)，但相信這類(lèi)產(chǎn)品的面市，一定能得到用戶(hù)的認可，受到用戶(hù)的歡迎。