Разработка системы голосового управления электромеханическими устройствами
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
тся по всей комнате (зданию) и постоянно сканируют, исходящие от человека звуки и проделываемые им жесты, обрабатывая их в блоке обработки аудио и видео сигналов (чем больше количество этих устройств, тем лучше и точнее он распознаётся) [22]. После чего сравнивает их с базой данных, определяя при этом какую команду ей нужно выполнить. Далее эта информация поступает в систему управления периферийными устройствами в виде двоичного кода. В конечном итоге эта система, в зависимости от кода, включает или выключает то или иное электрическое устройство.
рис. 2.1. Архитектурная схема умной системы.
2.3 Схема управления электрическими устройствами
Схема голосового управления электрическими устройствами представлена на рис. 2.2 (приложение 1). Она состоит из трёх основных частей: четырех поверхностных всенаправленных микрофонов Crown PZM-11LLWRS1, блока обработки аудио сигналов и системы управления периферийными устройствами. Принцип действия её прост: звук от человека с помощью микрофона передается в блок обработки аудио сигналов, который представляет собой ПЭВМ с ОС Windows98 и выше с соответствующим программным обеспечением, со встроенной картой аудио-захвата.
рис. 2.2. Схема голосового управления электрическими устройствами.
Примером может послужить аудиокарта Audiomedia III от фирмы Digidesign, имеющая 8 встроенных процессоров звуковой обработки, электронных регуляторов громкости и баланса и эквалайзеров, встроенный стереорегулятор мастер канала и панорамы и четыре электронных регулятора для входов. В этом блоке сканируются все сигналы идущие от микрофона. При распознавании из потока слов голосовой команды, например включить свет, программа ищет в базе данных голосовых команд какой код соответствует этой самой команде. Таким образом голосовая команда преобразуется в простейший двухразрядный сигнал и по шине данных поступает в СУПУ, где происходит уже непосредственное включение электромеханических устройств.
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ
.1 Принципиальная схема включения электрических устройств
Была поставлена задача следующего плана: необходимо было разработать умную систему, которая с помощью голоса могла включать и выключала в помещении электромеханические устройства - это кондиционер, обогреватель, вентилятор и три вида освещения: верхнее боковое и полное. А так же обеспечивала их независимую друг от друга работу.
Задача разработки системы была решена (рис. 3.1) с помощью программируемой микросхемы КР1533ИР35 [23]. предназначенной для фиксации данных, приходящих с ПЭВМ. В качестве ключей использованы оптроны (V1 - V5) ТСО-10 ( до 1000 В и 10 А), замыкающие цепь при подаче на них напряжения [10]. Для управления ими использованы сигналы D0 - D4. Так как тиристоры требуют питания не пять вольт, как микросхема, а всего лишь три, то было поставлено добавочное сопротивление .
Мощность сопротивления
Окончательно выбираем сопротивление МЛТ-0,25 на 25Ом.
Микросхема запрограммирована таким образом, что при приходе сигнала 1 на вывод D0, цепь замыкается по Q0. В таблице 3.1 приведены голосовые команды и соответствующие им комбинации сигналов.
Табл. 3.1 Комбинации голосовых команд и кодов.
Вывод регистраГолосовая командавключить светвключить обогреввключить вентиляторвключить кондиционервключить боковой светвключить верхний светD010000D101000D200100D300010D400001
При команде выключить все на все выводы D0 - D4 подаются 0, и все цепи размыкаются.
рис. 3.1. Принципиальная схема включения электромеханических устройств
Рассмотрим принцип действия этой схемы на одном из примеров. Пусть на блок обработки аудосигналов пришла команда включить свет. По шине данных от ПЭВМ к микросхеме с частотой в несколько килогерц поочередно начинают приходить сигналы 1,0,0,0,0 и 0,1,0,0,0 по входам D0,D1,D2,D3 и D4 соответственно. Регистр сравнивает эти сигналы с запрограммированными и замыкает цепь на выводы Q0 и Q1, через которые начинает течь ток. В результате этого в работу включаются оптроны V1 и V2, включая цепь бокового и верхнего освещения. В результате у нас в комнате загорается весь свет!
Если за этим последует команда выключить верхний свет, блок обработки аудосигналов перестает подавать сигнал с кодом 0,1,0,0,0, но не прекращает подачу импульсов бокового света. В конечном итоге цепь по выходу Q1 размыкается, на оптрон V1 перестает приходить ток и он размыкает цепь верхнего освещения., в результате чего остаётся гореть только боковой свет.
Для работы оптронов и блока управления периферийными устройствами в целом был разработан источник вторичного питания напряжением пять вольт, питающийся от общей сети переменного тока.
3.2 Принципиальная схема внутреннего источника питания
Вторичные источники питания (ВИП) - это устройства, предназначенные для преобразования входной электроэнергии переменного или постоянного напряжения при заданном качестве электроэнергии на выходе. Их основное назначение - это питание различных систем управления или питание электронных устройств (телевизоры, компьютеры и пр.). В нашем случае будут питаться оптроны и включающая их микросхема. Для этого необходимо спроектировать ВИП с заданными ниже характеристиками и требованиями:
Тип преобразователя: однофазный ~/=.
. Параметры входной сети: