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AP7003是一款新型、低成本的語音識別專用集成電路，用AP7003構成的語音識別電路，電路結構簡單、外圍元器件少，設計、制作、調試及操作十分容易。用AP7003設計的自動電梯語音控制系統，利用語音代替人工按鍵，控制電梯的自動運行，既方便了乘客，又提高了自動電梯的效率和智能化水平，進一步體現了自動電梯的安全性和人性化，可提高產品的競爭力。 AP7003簡介 內部功能框圖 AP7003內置有麥克風放大器、A/D轉換器、語音處理器和I/O控制器等電路，其功能框圖如圖1所示。 引腳功能 AP7003包括AP7003-01（由CPU串行控制）和AP7003-02（由按鍵直接控制）兩種型號，經預處理后可識別12組不同的字詞，每組1.5秒時長，可連詞或單詞識別，可控制不同的輸出開關,完成指定的功能。AP7003具有高度的I/O可編程性，使用簡單方便，可廣泛應用于智能玩具、識別控制、自動答錄等領域。AP7003-02為雙列直插40腳封裝，其引腳圖如圖2所示。 表1 AP7003-02引腳功能 操作過程和工作原理 語音識別電路的操作分為兩大部分，首先必須將標準字句錄入，第二步操作才是識別模式。 在需要做識別操作時，目標字句必須已存入內部的12個存貯區，可以用鍵盤來選擇存貯區或用適當的命令控制將字句錄入，每個存貯區可以存放長達1.5秒的字句。 可用外部的麥克風或其它媒體輸入語音或字句內容，經過內部麥克風放大器準確放大之后，語音信號的內容被A/D轉換器數字化，內部聲效處理器將數字化后的語音或字句里的特征進行抽樣并存儲。 進入語音識別操作模式后，輸入的語音被聲音處理器特征抽樣，同存儲在內部的目標字句的抽樣特征進行比較，必須是剛好同所選擇的識別的目標字匹配，結果才輸入信號至PA口使相應的發光二極管發光或進行相應的控制。 自動電梯語音控制系統設計 根據AP7003的性能和特點，我們用其設計了一個低成本的自動電梯語音控制系統，與自動電梯原有的按鍵控制系統并用，在不影響電梯原有的功能和可靠性的基礎上，使電梯增加語音控制功能，以方便乘客，提高自動電梯的效率和智能化水平。 自動電梯語音控制系統由語音提示電路和語音控制電路兩部分組成。 語音控制系統的功能 自動電梯語音控制系統具有以下功能： 1）具有語音提示功能，當有乘客來到電梯前或進入電梯后，可用語音提示乘客發出語音命令，控制電梯的運行。 2）能準確識別“上”、“下”、“開門”、“關門”、“1樓”、“2樓”、“3樓”……等語音命令，并有相應的控制信號輸出。 3）根據使用場合和樓層的不同，可設置不同的語音命令進行識別。 4）安全可靠，不會影響電梯原有的功能。 當乘客來到電梯前時，發出提示語音：“請問：您是上還是下？”回答：“上”或“下”，則相應的指示燈即亮。 當乘客進入電梯中后，發出提示語音：“請問：您去幾樓？”回答：“1樓”或“2樓”等即可，相應的指示燈也會亮起來。 在電梯中，乘客還可發出“開門”、“關門”的命令，如同按下電梯中的“開門”、“關門”按鈕一樣。 語音控制電路的結構 語音控制電路的核心是AP7003-01或AP7003-02語音識別集成電路，外圍電路由語音輸入電路、狀態轉換控制電路和輸出控制電路等組成。語音控制電路原理圖如圖4所示。 圖中，語音輸入電路由MIC、R5、R6、R7、C4和C5等組成，狀態轉換控制電路由T1、D1、D2、R1、R2、R3、R4、C1、C2和C3等組成，輸出控制電路由T2～T13、J1～J12和R8～R19等組成。 因AP7003只有12個輸出控制端，所以在每一個電梯間門口，需安裝一片語音控制電路，用于控制“上”和“下”兩個按鈕。在電梯內，視樓層數的多少，需安裝一片或多片語音控制電路，用于控制“開門”、“關門”兩個按鈕和樓層按鈕。一般10層以下樓房需安裝一片，22層以下樓房需安裝兩片，34層以下樓房需安裝三片語音控制電路，......以此類推。 由于篇幅限制，語音提示電路將另文介紹。 語音控制電路的工作原理 標準語音控制命令事先可用按鍵控制由外部的麥克風錄入或用計算機控制由其它媒體輸入，存儲在內部的存儲器中。用按鍵控制的語音錄入可用圖3所示的電路進行，用計算機控制的語音輸入電路不在本文介紹。 正常使用時，AP7003處于識別操作模式，乘客發出的語音命令由MIC轉換成模擬電信號送至AP7003內部，經MIC放大器放大，A/D轉換器進行數字化，輸入的語音被聲音處理器特征抽樣，同存貯在內部的目標字句的抽樣特征進行比較，必須是剛好同所選擇的識別的目標字匹配，結果才輸出信號至相應的PA口（POA1～POA12）。因POSL端接高電平，所以相應的PA口輸出為高電平，晶體管T2～T13中相應的一個導通，繼電器J1～J12中相應的一個觸點閉合，電梯控制面板上相應的指示燈亮，相當于按下了某一按鍵。此時，由于LED2端由高電平變為低電平，晶體管T1導通，PORES端變為高電平，PA口復位為低電平，等待下一命令的輸入。 經過多次試驗，語音識別電路的識別率大于80%，即使識別錯誤，也不會對電梯的安全運行有任何影響。 結語 目前高層建筑安裝自動電梯的越來越多，醫院、賓館等公共場合的自動電梯也越來越多，采用語音控制系統的自動電梯具有很大的市場潛力。目前國內外未見自動電梯語音控制系統投入使用，用AP7003設計的自動電梯語音控制系統可以為電梯生產廠家的產品升級換代，提高產品的競爭力，也可以對現有的正在運行的自動電梯進行改造，因而具有較大的應用價值。 |
