Tehnoloģiju attīstība ir izstrādājusi inteliģentu cilvēka un mašīnas saskarnes tehniku, kas atvieglo datoru, mašīnu vai robotu darbību, izmantojot cilvēka balss komandas, neizmantojot ievades sistēmas, piemēram, tastatūras vai peli. Šo cilvēka un mašīnas saskarni (HMI) var sasniegt, izmantojot balss atpazīšana moduļi. Šajā rakstā mēs apspriedīsim balss atpazīšanas moduļus, kā arī to darba kārtību un lietojumprogrammas.
Balss modulis
Balss atpazīšanas modulis
Balss atpazīšana ir tehnika, kas atvieglo dabisku un ērtu cilvēka un mašīnas saskarne izmantojot balss atpazīšanas moduli. Tas iegūst un analizē cilvēka balss iezīmes, kuras caur mikrofonu tiek piegādātas mašīnā vai datorā. Balss atpazīšanas tehnika tiek klasificēta daudzos veidos, pamatojoties uz dažādiem kritērijiem, piemēram, lietotāju darbības jomu, atpazīšanai izmantoto vārdu skaitu, runāšanas dabiskumu. Ja balss atpazīšanas līmenis ir lielāks par 95%, tad praktiski tiek izmantota tikai balss atpazīšana.
Balss atpazīšanas moduļa darbības princips
HM2007 ir vienas mikroshēmas CMOS balss atpazīšanas modulis. Tā ir mikroshēmā ievietota liela mēroga integrēta shēma ar balss analīzi, runas atpazīšanu un balss atpazīšanas sistēmas vadības procesiem. HM2007 var darbināt divos režīmos: manuālajā režīmā un CPU vadības režīmā.
HM2007 tapu diagramma
Manuālajā darbības režīmā balss atpazīšanas moduli HM2007 izmanto, lai izveidotu vienkāršu atpazīšanas sistēmu, savienojot komponentus, piemēram, tastatūru, 8 kt baitu atmiņas SRAM un citas sastāvdaļas. Ja strāva ir ieslēgta, HM2007 sāk inicializācijas procesu un, ja WAIT tapa ir L, tad HM2007 pārbauda ārējo atmiņu: 8Kbyte SRAM - neatkarīgi no tā, vai tā ir ideāla vai nē. Bet, ja WAIT ir H, HM2007 izlaidīs atmiņas pārbaudes procesu. Pēc šī inicializācijas procesa HM2007 pāriet atpazīšanas režīmā. Atpazīšanas režīmā, ja WAIT tapa ir H, tad HM2007 ir gatavs pieņemt balsi un sāk atpazīšanas procesu. Ja WAIT tapa ir L, tad HM2007 nepieņem atpazīstamo balsi. Pēc tam jaunu modeļu apmācība, notīrot apmācītos modeļus, ir divas darbības, kuras veic, izmantojot funkciju taustiņus: TRN un CLR. Visus HM2007 modeļus var notīrīt, ievadot cipara taustiņu 99 un nospiežot CLR.
CPU vadības režīmā šajā režīmā tiek nodrošinātas vairākas balss atpazīšanas moduļa HM2007 funkcijas, piemēram, RECOG, TRAIN, RESULT, UPLOAD, DOWNLOAD, RESET. Līdzīgi kā manuālajā darbības režīmā, arī šajā režīmā tiek ieslēgtas, atpazīšanas, apmācības, rezultātā, augšupielādes, lejupielādes un atiestatīšanas darbības, pamatojoties uz dažādiem kritērijiem.
Balss atpazīšanas moduļa lietojumi
Balss vadāms robotu transportlīdzeklis
Balss vadības robotizētu transportlīdzekļu projekta komplekts
Balss vadāms robotizēts transportlīdzeklis ar tālsatiksmes runas atpazīšanas sistēmu ir paredzēts vadīšanai, izmantojot robotizēta transportlīdzekļa attālinātai darbībai cilvēka un mašīnas saskarni un balss komandas. An 8051 mikrokontrolleris tiek izmantots kopā ar balss atpazīšanas moduli vai runas atpazīšanas moduli, lai sasniegtu vēlamo darbību. Robota transportlīdzekļa kustības virzienu var kontrolēt, izmantojot balss komandas vai spiedpogas. Balss komandas RF nosūta no raidītāja gala uz saņemšanas galu. Tādējādi robotizētais transportlīdzeklis virzās uz priekšu, atpakaļ, pa kreisi vai pa labi, pamatojoties uz komandām, kuras saņēmis uztvērējs.
Balss vadāma robotizēta transportlīdzekļa raidītāja bloka diagramma
Šī kustība robotu transportlīdzeklis noteiktā virzienā var vadīt, izmantojot divus motorus, kas ir savienoti ar 8051. sērijas mikrokontrolleru. RF raidītājs pārveido komandas ar slēdža nospiešanu vai balss komandām, kas tiek pārveidotas par kodētiem digitāliem datiem, lai gūtu labumu no robotizētā transportlīdzekļa pieņemamā diapazonā (līdz 200 metriem). Uztvērēja ķēdē saņemtie kodētie dati tiek atšifrēti nosūtīšanai uz citu mikrokontrolleru līdzstrāvas motoru vadīšanai, izmantojot motora draivera IC, lai kontrolētu motoru virzienu un kustību, izmantojot balss komandu dekodētos datus.
Balss vadāma robotizēta transportlīdzekļa uztvērēja bloka diagramma
Šo balss vadāmo robotu transportlīdzekli ar tālsatiksmes runas atpazīšanas projektiem var integrēt ar DTMF tehnoloģija kas atvieglo robotizēta transportlīdzekļa vadību, izmantojot mobilo tālruni. Šī DTMF tehnoloģija nodrošina ļoti liela attāluma sakarus salīdzinājumā ar RF tehnoloģiju - tādējādi robotus transportlīdzekļus var vadīt attālināti no ļoti liela attāluma.
Balss ierakstīšanas un atskaņošanas shēma
APR 9301 IC
APR 9301 IC
APR 9301 IC sastāv no 28 tapām un nemainīgas zibatmiņas. Tas atvieglo 100K ciklu ierakstīšanu un atmiņas saglabāšanu apmēram 100 gadus. APR 9301 integrētās shēmas normālai darbībai ir nepieciešami tikai zemsprieguma 5V un 25mA strāva.
Balss ierakstīšanas un atskaņošanas ķēdes darbība
Aprīlis 9301 IC veic balss ierakstīšana un atskaņošana operācijas. Ierakstīšanas darbību var veikt, saņemot balss signālus, izmantojot labas kvalitātes (jebkura veida) kondensatora mikrofonu, kas savienots ar integrētās shēmas 17 un 18 tapām. Ja aizveram slēdzi S1, var sākt ierakstīšanas režīmu, lai ērti ierakstītu balss ziņojumu 20-30 sekundes. Kā indikators ierakstīšanas LED, kas savienots ar APR 9301 IC 25. kontaktu, mirgos, kamēr L iezīme 27 ir iezemēta.
Balss ierakstīšanas un atskaņošanas shēma
Pēc 20 ciklu pabeigšanas ar pēdējo atmiņu ierakstīšanas process tiek automātiski pārtraukts, mainot rezistora R1 vērtību, kas savienota ar APR 9301 IC 6. un 7. tapām. Maksimālo ierakstīšanas ilgumu 20 sekundes, 24 sekundes un 30 sekundes var iegūt, mainot rezistora R1 vērtības attiecīgi par 52K, 67K un 89K.
Atskaņošanas režīmā ievades sadaļa tiek automātiski izslēgta. Ja slēdzis S2 ir aizvērts, no skaļruņa atskanēs ziņojums no ierakstīto ziņojumu sākuma. Ja ierakstīšanas vai atskaņošanas funkcijas ir pabeigtas, APR 9301 IC pārslēdzas gaidīšanas režīmā.
Šo ķēdi var uzkrāt kopējā PCB. Rūpīgi pielodējiet APR 9301 IC pamatni tā, lai starp integrālās shēmas tapām nerastos īssavienojums. Pēc montāžas uz PCB pārbaudiet ķēdi, pēc tam pievienojiet IC IC pamatnē. Pirms strāvas padeves ķēdei, rūpīgi pārbaudiet tapu savienojumus. 5 voltu regulatora IC balstīta strāvas padeve tiek izmantota strāvas padevei ķēdei. Lai iegūtu skaidru skaņu, tiek izmantots 2 collu-8 omu labas kvalitātes skaļrunis. Ierakstīšanu var izdarīt, nospiežot slēdzi S1. Skaņas signālus (runu vai mūziku) uztver mikrofons un tie tiek nodoti IC, kur balss signāli tiek glabāti atmiņas šūnās. Ja aizveram slēdzi S2, tiek sākta atskaņošana, un mēs varam dzirdēt ierakstīto ziņojumu caur skaļruni.
Balss atpazīšanas moduli var izmantot daudzās lietojumprogrammās, piemēram, lidmašīnu sistēmu vadīšanai, izmantojot pilotu balss komandas, motorizētas riteņu automašīnas kontrolei, izmantojot balss aktivizētu daudzprocesoru utt. Ja jūs interesē uzzināt par elektrotehnikas un elektronikas projekti pamatojoties uz balss atpazīšanas moduli, pēc tam varat vērsties pie mums, ievietojot komentārus zemāk esošajā komentāru sadaļā.
Foto kredīti:
- APR 9301 IC elektrošematika
- HM 2007 emartee
