全方位智能型家電控制

　　前言

　　面對二十一世紀以人為本的科技發(fā)展趨勢，世界先進國家紛紛積極投入智能化生活空間科技之研發(fā)，建立健康舒適的環(huán)境，提高人們的生活品質(zhì)與工作效能。本本主要探討人類在步入二十一世紀后在生活中處處引用3C概念所衍生出來一系列的議題。近幾年來，日本與韓國投注大量資源研究數(shù)字生活空間且已經(jīng)有極大成效，臺灣在遠雄建設積極推動“數(shù)字城”的概念下也引發(fā)了將3C產(chǎn)品應用在平時生活空間的研發(fā)上，其內(nèi)涵包括家庭電器的自動控制、安全系統(tǒng)自動化、門禁系統(tǒng)監(jiān)控、甚至納入個人醫(yī)療保健等議題，也提供產(chǎn)業(yè)界另一個明星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機。微軟前總裁比爾·蓋茨在“擁抱未來”一書中提到“在未來的五年當中，語音識別、社會界面和高速公路連結(jié)器，都將放入主要的應用軟件中。到時候，不論公司或個人都會對那些可提高效率及生產(chǎn)力的新版本趨之若鶩。”這也意味著語音識別技術(shù)是未來軟件的三個新興技術(shù)之一。

　　智能型生活空間已經(jīng)被列為重點發(fā)展科技項目之一，智能型生活空間是利用嵌入式系統(tǒng)結(jié)合Wireless Sensor Network(WSN)技術(shù)應用于人類生活空間中，使生活更便利、舒適。本設計以恩智浦半導體(NXP)的LPC2478嵌入式發(fā)展系統(tǒng)結(jié)合凌陽科技的SPCE061A芯片作為家電的主/副控端及監(jiān)控系統(tǒng)界面，進而搭配WSN通訊模組的藍牙通訊系統(tǒng)應用在“全方位智能型家電控制”的系統(tǒng)研發(fā)，包括LPC2478嵌入式系統(tǒng)軟、硬件驅(qū)動程序設計、LPC2478嵌入式周邊硬件電路開發(fā)、SPCE061A芯片語音聲控、音頻壓縮編碼、API函數(shù)設定、藍牙無線UART傳輸、藍牙通訊主-從一對多通訊系統(tǒng)技術(shù)、家電受控端以單接點及多接點改良設計等。系統(tǒng)功能經(jīng)實際驗證后效果良好，確實能達到智能型家電與數(shù)字家庭控制，產(chǎn)品實用性與創(chuàng)意性極高。

　　產(chǎn)品設計目的

　　本產(chǎn)品主要是以LPC2478嵌入式研發(fā)系統(tǒng)作為核心，結(jié)合LinkMatik2.0藍牙模組構(gòu)建一套全方位數(shù)字家庭人機監(jiān)控界面，完全取代之前以PC高成本設備，并結(jié)合SPCE061A芯片與藍牙模組自行開發(fā)智能型家電控制，由于語音聲控具有直接性，將其整合于數(shù)字家庭中能夠使人機界面更具有親和力， 所以本設計的目的為下列幾點：

　　(1) 以LPC2478嵌入式研發(fā)系統(tǒng)作為監(jiān)控服務器;

　　(2) 以藍牙模組建立智能型系統(tǒng)的相關(guān)通訊技術(shù)研究;

　　(3) 以語音識別結(jié)構(gòu)與藍牙進行LPC2478嵌入式人機界面的研究;

　　(4) 以LPC2478研制嵌入式語音識別及藍牙技術(shù)聲音無線感測器。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　LPC2478嵌入式全方位智能型家電人機監(jiān)控界面

　　現(xiàn)代人生活已邁向高科技數(shù)字空間，在家中以微控芯片設計的電器產(chǎn)品已很多，雖然有些超級豪宅已有整合性的家電控制，但一般家庭中還是只有一對一遙控的方式，現(xiàn)代嵌入式科技已成熟穩(wěn)定，市面上以嵌入式系統(tǒng)取代PC結(jié)構(gòu)產(chǎn)品很多，但極度缺乏整合型家電控制界面，本系統(tǒng)將LPC2478嵌入式系統(tǒng)結(jié)合LinkMatik2.0藍牙模組構(gòu)建數(shù)字家庭人機監(jiān)控界面，將與智能型家電達到同步監(jiān)控，并可通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)PC Anywhere軟件經(jīng)由網(wǎng)絡連結(jié)LPC2478嵌入式系統(tǒng)監(jiān)控，成為一套整合型數(shù)字家庭監(jiān)控伺服中心，如圖1所示的嵌入式系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)。

　　本系統(tǒng)主要設計產(chǎn)品為掌上型嵌入式藍牙無線聲控遙控器，此遙控器已將多種電器產(chǎn)品作整合即可達到一對多的遙控，控制方式為觸碰式LCD面板選擇及多普通話聲控方式，可直接通過人的聲音經(jīng)由藍牙無線聲控遙控器作為室內(nèi)較遠距離的聲控控制，遙控器可準確辨識使用者的聲音，如果要換其它使用者操控時，只要選取重新錄制聲音鍵，就可以通過語音自動提示來完成新使用者的聲音錄制，達到不因使用者的語音信號不同卻能任何使用者都可以控制的功能。

　　本產(chǎn)品設計優(yōu)勢在于目前市面上尚沒有以藍牙作為無線傳輸遙控界面產(chǎn)品，且不用擔心像傳統(tǒng)紅外線傳輸需要對準接收端的方向，以高頻傳輸?shù)乃{牙模組來取代低頻的RF射頻，受其它頻率干擾的程度也大幅降低，由于運作頻率高達2.4 GHz，不易造成儀器的干擾，故適合用于家庭、醫(yī)院或工廠自動化的情境，并設計家電受控結(jié)果回授機制由LCD面板顯示，隨時掌握家電即時狀態(tài)。