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全方位智能型家电控制

—— Full-purposed Function Intelligent Appliance Control System
作者:郑金林 潘以宸 林玮恒 圣约翰科技大学电机工程系(中国台湾)时间:2010-05-05来源:电子产品世界

  前言

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

  面对二十一世纪以人为本的科技发展趋势,世界先进国家纷纷积极投入智能化生活空间科技之研发,建立健康舒适的环境,提高人们的生活品质与工作效能。本本主要探讨人类在步入二十一世纪后在生活中处处引用3C概念所衍生出来一系列的议题。近几年来,日本与韩国投注大量资源研究数字生活空间且已经有极大成效,台湾在远雄建设积极推动“数字城”的概念下也引发了将3C产品应用在平时生活空间的研发上,其内涵包括家庭电器的自动控制、安全系统自动化、门禁系统监控、甚至纳入个人医疗保健等议题,也提供产业界另一个明星产业发展的契机。微软前总裁比尔·盖茨在“拥抱未来”一书中提到“在未来的五年当中,语音识别、社会界面和高速公路连结器,都将放入主要的应用软件中。到时候,不论公司或个人都会对那些可提高效率及生产力的新版本趋之若鹜。”这也意味着语音识别技术是未来软件的三个新兴技术之一。

  智能型生活空间已经被列为重点发展科技项目之一,智能型生活空间是利用系统结合Wireless Sensor Network(WSN)技术应用于人类生活空间中,使生活更便利、舒适。本设计以恩智浦半导体(NXP)的LPC2478发展系统结合凌阳科技的SPCE061A芯片作为家电的主/副控端及监控系统界面,进而搭配WSN通讯模组的通讯系统应用在“全方位智能型家电控制”的系统研发,包括LPC2478系统软、硬件驱动程序设计、LPC2478嵌入式周边硬件电路开发、SPCE061A芯片语音声控、音频压缩编码、API函数设定、无线UART传输、通讯主-从一对多通讯系统技术、家电受控端以单接点及多接点改良设计等。系统功能经实际验证后效果良好,确实能达到智能型家电与数字家庭控制,产品实用性与创意性极高。

  产品设计目的

  本产品主要是以LPC2478嵌入式研发系统作为核心,结合LinkMatik2.0蓝牙模组构建一套全方位数字家庭人机监控界面,完全取代之前以PC高成本设备,并结合SPCE061A芯片与蓝牙模组自行开发智能型家电控制,由于语音声控具有直接性,将其整合于数字家庭中能够使人机界面更具有亲和力, 所以本设计的目的为下列几点:

  (1) 以LPC2478嵌入式研发系统作为监控服务器;

  (2) 以蓝牙模组建立智能型系统的相关通讯技术研究;

  (3) 以语音识别结构与蓝牙进行LPC2478嵌入式人机界面的研究;

  (4) 以LPC2478研制嵌入式语音识别及蓝牙技术声音无线感测器。

  系统结构

  LPC2478嵌入式全方位智能型家电人机监控界面

  现代人生活已迈向高科技数字空间,在家中以微控芯片设计的电器产品已很多,虽然有些超级豪宅已有整合性的家电控制,但一般家庭中还是只有一对一遥控的方式,现代嵌入式科技已成熟稳定,市面上以嵌入式系统取代PC结构产品很多,但极度缺乏整合型家电控制界面,本系统将LPC2478嵌入式系统结合LinkMatik2.0蓝牙模组构建数字家庭人机监控界面,将与智能型家电达到同步监控,并可通过远程监控系统PC Anywhere软件经由网络连结LPC2478嵌入式系统监控,成为一套整合型数字家庭监控伺服中心,如图1所示的嵌入式系统基本结构。

  本系统主要设计产品为掌上型嵌入式蓝牙无线声控遥控器,此遥控器已将多种电器产品作整合即可达到一对多的遥控,控制方式为触碰式LCD面板选择及多普通话声控方式,可直接通过人的声音经由蓝牙无线声控遥控器作为室内较远距离的声控控制,遥控器可准确辨识使用者的声音,如果要换其它使用者操控时,只要选取重新录制声音键,就可以通过语音自动提示来完成新使用者的声音录制,达到不因使用者的语音信号不同却能任何使用者都可以控制的功能。

  本产品设计优势在于目前市面上尚没有以蓝牙作为无线传输遥控界面产品,且不用担心像传统红外线传输需要对准接收端的方向,以高频传输的蓝牙模组来取代低频的RF射频,受其它频率干扰的程度也大幅降低,由于运作频率高达2.4 GHz,不易造成仪器的干扰,故适合用于家庭、医院或工厂自动化的情境,并设计家电受控结果回授机制由LCD面板显示,随时掌握家电即时状态。

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