全功能聲控3C智能型電冰箱技術介紹

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

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)架構圖，系統(tǒng)架構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，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閉時都會有語音播報冰箱門狀態(tài)。當主人忘關冰箱門時，通過語音提示讓主人及時關門，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。