全功能聲控3C智能型電冰箱技術(shù)介紹

本產(chǎn)品即應用恩智浦公司所開發(fā)LPC2478嵌入式系統(tǒng)作為核心，應用在信息家電自動化控制的研發(fā)上。信息家電自動化的風潮吹襲著各個生產(chǎn)制造領(lǐng)域，家庭是人類生活的重要空間，如何將家庭中的設施、電器結(jié)合自動化的設計觀念，讓我們的生活更方便、快捷，成為嵌入式微電腦應用方面的另一種思維。

由于現(xiàn)代信息科技的進步，因此，我們本次研發(fā)信息家電產(chǎn)品為“全功能聲控3C智能型電冰箱”，此冰箱可自動監(jiān)測內(nèi)部各類型食品，使用者可通過LPC2478嵌入式系統(tǒng)監(jiān)控目前冰箱食品的存量，并且借由Wireless Sensor Network (WSN，無線傳感網(wǎng)絡)系列之藍牙，作為無線數(shù)據(jù)傳輸接口，此無線接口可結(jié)合由本團隊設計的電話網(wǎng)絡系統(tǒng)、智能型廚房家電系統(tǒng)，并且應用SPCE061A芯片結(jié)合LPC2478嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)語音播報、識別功能，達到與家電互動效果。

產(chǎn)品設計目的

(1) 研制符合現(xiàn)代生活與科技發(fā)展的多功能智能型電冰箱，以LPC2478嵌入式系統(tǒng)為核心，結(jié)合語音、藍牙無線傳輸、各類型感測機制。

(2) 研制以LPC2478嵌入式設計整合型智能冰箱圖控人機接口系統(tǒng)。

(3) 研制以藍牙作為無線智能型家電控制的模塊化系統(tǒng)。

(4) 研制以SPCE061A語音芯片結(jié)合各類型傳感器的語音播報系統(tǒng)。

(5) 研制LPC2478嵌入式圖像識別系統(tǒng)。

系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)在使用者欲查詢冰箱內(nèi)部食品存量時，可通過聲控詢問及視覺觀看LCD觸控面板目前顯示狀態(tài)。以聲控方式詢問時，系統(tǒng)會自動以語音播報方式告知使用者食品存量，以視覺方式查詢時，可完全一次了解目前冰箱內(nèi)部所有食品存量及家電控制狀態(tài)，并可以觸控方式操控智能型家電控制，當食品存量單位為預設最低單位“一”時，語音會播報為存量不足，且立即通過藍牙主控端傳送相對應食品采購代碼，借由電話網(wǎng)絡系統(tǒng)撥打使用者預設電話號碼至使用者，使用者接通電話時可于話筒內(nèi)部聽到語音播放食品存量不足，提醒使用者訂購。

圖1為系統(tǒng)架構(gòu)圖，系統(tǒng)架構(gòu)可分為架設于冰箱門上的LPC2478嵌入式系統(tǒng)、藍牙無線傳輸主控端及語音識別系統(tǒng)，電話網(wǎng)絡系統(tǒng)架設于一般家庭放置市內(nèi)電話的客廳位置，智能型家電受控為改良式自動關(guān)火瓦斯爐及廚房電燈，上述家電除以LPC2478嵌入式系統(tǒng)控制之外，也可于戶外通過一般市話、手機撥打家中電話號碼，即可進入電話控制家電系統(tǒng)進行家電控制。



系統(tǒng)功能

功能一：食品自動感測系統(tǒng)

通過各類型傳感器裝設于智能型電冰箱內(nèi)部，其感測食品(雞蛋、大/小瓶飲料、魚類、肉類)由SPCE061A芯片監(jiān)測食品存量狀態(tài)，將目前狀態(tài)信號傳送至LPC2478嵌入式系統(tǒng)進行整合，并以圖標模式顯示于LCD觸控屏幕，讓使用者不必開啟冰箱門也可得知內(nèi)部食品信息，減少冰箱壓縮機起動次數(shù)，達到節(jié)能效果。

功能二：CCD圖像識別系統(tǒng)

蔬果放入冰箱時借由圖像采集及圖像識別等多媒體技術(shù)，使LPC2478嵌入式系統(tǒng)能自動判斷冰箱內(nèi)蔬果存量，當使用者將蔬果放置于冷藏柜中后，先將物品經(jīng)由冰箱內(nèi)部CCD快速圖像采集識別，將識別信號傳送至LPC2478嵌入式系統(tǒng)經(jīng)軟件處理后，于LCD觸控屏幕顯示識別后的圖像，作為蔬果識別的圖像數(shù)據(jù)依據(jù)，讓使用者不必開啟冰箱門也可得知內(nèi)部蔬果信息。

功能三：語音聲控播報系統(tǒng)

通過人類以聲控方式直接下達命令詢問冰箱物品存量，冰箱以語音自動播報方式回答使用者物品目前存量，達到與冰箱做自然語言的溝通，除此之外也為冰箱門設計自動感測系統(tǒng)，只要冰箱門打開或關(guān)閉時都會有語音播報冰箱門狀態(tài)。當主人忘關(guān)冰箱門時，通過語音提示讓主人及時關(guān)門，防止能源無端耗損。

功能四：LCD接口顯示監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)設計的所有傳感器及圖像采集識別信號統(tǒng)一傳送至LPC2478嵌入式系統(tǒng)LCD觸控屏幕顯示，使用者可于冰箱門上輕松得知內(nèi)部所有物品存量，系統(tǒng)會依照你所設定物品的最低需求量不足時自動撥號告知使用者訂購，冰箱也可支持使用者通過因特網(wǎng)自行訂購功能。

功能五：借由電話網(wǎng)絡控制藍牙無線模塊遙控家電

每個人可能都有外出而忘記關(guān)閉家中電源或煤氣灶等問題，此系統(tǒng)可由遠程手機、市話、公共電話撥打家中電話且輸入各種功能碼來達到控制家電，當家電已完成我們預期想控制的動作狀態(tài)后，會由手機聽筒中聽到語音播報控制結(jié)果，達到準確地控制家電，不用擔心控制錯誤以及出遠門而忘記關(guān)閉電源或其它設備而造成危險?？刂葡到y(tǒng)以藍牙模塊作為無線通訊接口，顛覆傳統(tǒng)以低頻RF及紅外線作無線傳輸功能，完全解決低頻干擾導致控制家電錯誤問題，并具有自動提醒主人訂購不足物品，而且使用者電話號碼可隨時更新調(diào)整。

系統(tǒng)硬件設計

食品之感測系統(tǒng)

各類型食品感測機制可分為雞蛋、大/小瓶飲料、魚類、肉類，對于雞蛋感測設計原理選擇遮斷式紅外線發(fā)射接收器，其電路設計如圖2、圖3所示，圖3中內(nèi)部兩排圓圈為發(fā)射器，外部圓圈為接收器，兩排發(fā)射器位置需以背對背方式設置，避免產(chǎn)生鄰近接收器誤判導致信號錯誤。