基于语音合成的单片机家用警示系统

2013-10-08何小映

中国科技信息 2013年17期

何小映

西安航空学院电气系，陕西西安 710077

引言

在现实生活中，人们有时候正在做饭或者看电视时，突然有急事要外出，可能就会忘记关闭煤气开关或者电源开关就出去了，比如说，正在烧水，突然有事没关闭煤气就出去了，结果水烧干了，极有可能造成火灾，这样的事情一旦发生，将会造成严重的后果，这样的新闻报道也比较多。鉴于此，设计一套自动提示系统，当人们出门时，提示关闭相关的开关，避免由于开关没关造成的损失，具有实际的应用价值。

1. 系统概述

该系统的整体框图如图1所示：

图1 系统框图

该系统主要包括：人体检测模块、单片机[1]、DA转换电路、喇叭、时钟和复位电路，利用人体检测人的进入或者离开，由单片机判断后选择相应的数字语音提示信息，该信息经DA转换后由喇叭发出相应的语音提示。

2. 硬件电路

2.1 人体检测模块

人体检测模块由两个模块1、2组成，模块1安装在离门比较的地方，模块2安装在离门较远的地方。两个模块均由人体热释电传感器RE200B和集成电路AS082电路组成。电路如图2所示。

RE200B是热释电红外传感器[2]，它对于不同波长的光线照射都能产生不同程度的响应，因此在传感器前加入一个滤镜窗口，通过这个滤镜可以限定晶体对特定波长的光线产生响应，一般红外波长在8um～14um，非常接近人体辐射的红外线波长。AS082采用第三代PIR 人体热释红外线探测技术方案，内置高精度算法单元，可自调整适应当前环境，滤除环境干扰，有效提取人体信号，最远感应距离高达二十几米，当有人通过RE200B时，OUT输出高电平。

2.2 DA转换及语音输出电路

DA转换及语音输出电路如图3所示。

图3 DA转换及语言输出电路

DA转换采用直通双极型输出方式，根据图3中的电路及电阻值可得出DA转换输出的电

压公式为：VOUT= (2D/256－1)VREF，D =0时，VOUT= －VREF；D =128时，VOUT= 0；D = 255时，VOUT= (2×255/256－1)×VREF= (254/255)VREF，输出的模拟信号驱动喇叭发出声音。

3. 软件设计

软件程序流程图如图4所示，整个程序采用C51语言[3]编写。

图4 程序流程图

上电或者复位后先进行初始化处理，初始化包括：打开总中断及中断0，因为该系统模块1的信号送入单片机的P3.0，模块2的信号输入P3.2作为外部中断0的输入信号，系统首先检测离门较近的模块1是否有信号，若无则一直检测，若有则再检测模块2是否有信号，若模块2有信号则表示是出门，输出离家语音：“请关闭电源、窗户、煤气”，若模块2无信号则表示是进门，输出回家语音：“您辛苦了”，当然具体的语音信息可以自由设置。

这些语音信息是通过语音合成技术[4]得到的，语音合成技术简称为TTS,用于将文字转化为语音，使用语音合成软件，可将输入的汉字转化为相应的语音，转换后的格式有MP3或WAV，MP3的格式比较复杂，解码困难，设计中采用WAV格式，使用Ultredit32打开WAV格式文件，取出对应语音的数字信号，送到DA转换电路进行数模转换后就能听见对应汉字的语音。