基于語音合成的單片機家用警示系統

何小映

西安航空學院電氣系，陜西 西安 710077

引言

在現實生活中，人們有時候正在做飯或者看電視時，突然有急事要外出，可能就會忘記關閉煤氣開關或者電源開關就出去了，比如說，正在燒水，突然有事沒關閉煤氣就出去了，結果水燒干了，極有可能造成火災，這樣的事情一旦發生，將會造成嚴重的后果，這樣的新聞報道也比較多。鑒于此，設計一套自動提示系統，當人們出門時，提示關閉相關的開關，避免由于開關沒關造成的損失，具有實際的應用價值。

1. 系統概述

該系統的整體框圖如圖1所示：

圖1 系統框圖

該系統主要包括：人體檢測模塊、單片機[1]、DA轉換電路、喇叭、時鐘和復位電路，利用人體檢測人的進入或者離開，由單片機判斷后選擇相應的數字語音提示信息，該信息經DA轉換后由喇叭發出相應的語音提示。

2. 硬件電路

2.1 人體檢測模塊

人體檢測模塊由兩個模塊1、2組成，模塊1安裝在離門比較的地方，模塊2安裝在離門較遠的地方。兩個模塊均由人體熱釋電傳感器RE200B和集成電路AS082電路組成。電路如圖2所示。

RE200B是熱釋電紅外傳感器[2]，它對于不同波長的光線照射都能產生不同程度的響應，因此在傳感器前加入一個濾鏡窗口，通過這個濾鏡可以限定晶體對特定波長的光線產生響應，一般紅外波長在8um～14um，非常接近人體輻射的紅外線波長。AS082采用第三代PIR 人體熱釋紅外線探測技術方案，內置高精度算法單元，可自調整適應當前環境，濾除環境干擾，有效提取人體信號，最遠感應距離高達二十幾米，當有人通過RE200B時，OUT輸出高電平。

2.2 DA轉換及語音輸出電路

DA轉換及語音輸出電路如圖3所示。

圖3 DA轉換及語言輸出電路

DA轉換采用直通雙極型輸出方式，根據圖3中的電路及電阻值可得出DA轉換輸出的電

壓公式為：VOUT= (2D/256－1)VREF，D =0時，VOUT= －VREF；D =128時，VOUT= 0；D = 255時，VOUT= (2×255/256－1)×VREF= (254/255)VREF，輸出的模擬信號驅動喇叭發出聲音。

3. 軟件設計

軟件程序流程圖如圖4所示，整個程序采用C51語言[3]編寫。

圖4 程序流程圖

上電或者復位后先進行初始化處理，初始化包括：打開總中斷及中斷0，因為該系統模塊1的信號送入單片機的P3.0，模塊2的信號輸入P3.2作為外部中斷0的輸入信號，系統首先檢測離門較近的模塊1是否有信號，若無則一直檢測，若有則再檢測模塊2是否有信號，若模塊2有信號則表示是出門，輸出離家語音：“請關閉電源、窗戶、煤氣”，若模塊2無信號則表示是進門，輸出回家語音：“您辛苦了”，當然具體的語音信息可以自由設置。

這些語音信息是通過語音合成技術[4]得到的，語音合成技術簡稱為TTS,用于將文字轉化為語音，使用語音合成軟件，可將輸入的漢字轉化為相應的語音，轉換后的格式有MP3或WAV，MP3的格式比較復雜，解碼困難，設計中采用WAV格式，使用Ultredit32打開WAV格式文件，取出對應語音的數字信號，送到DA轉換電路進行數模轉換后就能聽見對應漢字的語音。

4. 結束語

該系統能自動檢測出人是進入或者離開家，然后給出相應的語音提示信息，避免了離家時因忘記關閉窗戶、電源、煤氣等開關造成的安全隱患，具有一定的實用性。

[1]劉建華.單片機原理及應用技術[M].上?？茖W技術出版社，2010.06：86

[2]韓麗英.光電變換與檢測技術[M].國防工業出版社，2010.11：58～66

[3]劉文濤.單片機語言C51程序設計[M].原子能出版社，2004.07：1～139

[4]張剛.語音處理與編碼[M].兵器工業出版社，2000.08：2～15