一种基于ＳＰＣＥ０６１Ａ单片机的燃气炉灶语音控制装置
摘 要：燃气炉灶的安全使用一直是人们关心的问题，将计算机控制技术引入到燃气炉灶的控制中，是解决燃气炉灶安全使用的最好途径。介绍一种基于SPCE061A单片机为核心，充分利用SPCE061A单片机的语音处理功能，控制功能，实现利用语音提示和语音命令对燃气炉灶的点火、火力调节、关闭燃气、火焰异常熄灭时紧急关闭燃气等功能的控制。经过实验测试，该装置具有工作稳定可靠，对于提高燃气炉灶的安全性，节能降耗等都有明显的效果，将语音控制技术应用于燃气炉灶的控制，填补了该类产品的市场空白，有非常好的市场应用前景。
关键词：SPCE061A单片机;语音控制技术;燃气炉灶;报警
中图分类号：TP23文献标识码：B
文章编号：1004-373X(2009)03-114-02
Fuel Gas Fire Pivot Voice Control Installment Based on SPCE061A
TAN Jianjun
(Hubei National Institute,Enshi,445000,China)
Abstract：The computer control technology applied in the fuel gas fire pivot is a best way to solve the fuel gas fire pivots safety.This article introduces a fuel gas fire pivot voice control installment based on SPCE061A,it uses SPCE061A pronunciation processing function,and control function to realize the fuel gas fire pivot′s ignition,firepower adjustment,closure fuel gas,the flame exceptionally extinguishes when function and so on emergency cut-off fuel gas controls.Tests after the experiment,this equipment′s work is stable reliable,it has obvious effects on improving security and saving energy of the fuel gas fire pivot′s.Appling the voice control technology in the fuel gas fire pivot′s control,it has very good market application prospect.
Keywords：SPCE061A;voice control technology;fuel gas fire pivot;warning
当前，在很多的领域都能看到语音控制技术应用的例子，然而，对于千家万户都要使用的燃气炉灶却没有在市场上发现用语音控制技术实现的产品，燃气炉灶的使用控制依然是传统的手动控制方式，这种情况使燃气炉灶的安全使用受到限制，安全事故时有发生，给人民群众的生命财产带来损失。笔者正是基于解决燃气炉灶的安全使用问题而引入语音控制技术，在传统的燃气炉灶基础之上，加装语音控制装置，对燃气炉灶的点火、灭火、火力调节、火焰异常熄灭时紧急关闭气源等功能都能用语音命令和语音提示智能化地完成。这样不仅使燃气炉灶的使用安全性有很大的提高，而且使用户使用燃气炉灶更加方便。该装置的设计制作从硬件和软件两个层面叙述如下。
1 硬件设计
1.1 电路设计
该装置的电路系统由三部分构成：检测火焰的传感器电路，高压点火电路和电动燃气阀等执行部分，以SPCE061A单片机为核心的信号处理与控制部分。火焰传感器采用红外测温传感器，该传感器是采用辐射测温原理，检测燃气炉灶的火焰情况，高压点火电路则选择可控高压点火模块，为了实现火焰是连续可调的要求，气源的控制采用了电动气阀。为了实现语音控制和语音提示，该装置的信息处理和控制单元选择了凌阳公司的SPCE061A单片机，该单片机具有强大的语音处理和语音控制能力，能轻松完成该装置的控制目的。该装置的原理如图1所示。
1.2 装置工作原理
本装置的主要功能有4个:点火、熄火、火力调节、报警。要完成3个任务：一是语音任务，主要负责监听命令和语音报警，要求采用非特定语音识别技术，这主要是考虑对任何使用者语音命令都要有效；二是火焰传感任务，主要负责火焰的传感信号处理;三是控制任务，实现对燃气阀的控制和对点火电路的控制。该装置的功能虽然有点简单，但内部操作却并不简单，3个任务必须相互通信，相互协调工作，才能完成该装置的功能和保证该装置的性能，才能发挥操作系统的优越性和充分利用CPU的资源。
首先，该装置上电复位后，SPCE061A单片机就开始自检，检测传感器是否正常，检测麦克风是否正常，检测燃气阀是否关闭，检测高压点火电路是否正常，随后，该装置处于待用状态。当有有效的语音命令出现时，SPCE061A单片机就会按照语音命令的内容实现对燃气炉灶的控制，对于燃气炉灶在使用过程中出现的异常，该装置也能快速地自动完成对燃气炉灶的控制处理，以避免出现危险。为了使用上的方便，该装置还设计了键盘手动控制子系统，便于手动操作控制燃气炉灶。
2 软件设计
该语音控制装置的硬件电路结构简单，工作量较大的是软件的开发，为了达到设计要求，实现需要的功能，保证该装置的性能，对该装置的程序进行了认真的设计和编制，其程序框图如图2所示。
程序的运行过程如图3所示。
系统上电复位，程序从0x0000地址开始执行，程序一开始就先初始化μC/OSⅡ操作系统，并向系统注册FIQ_TMA_VEC中断，这是个语音中断。接着创建3个任务，优先级分别为：0,1,4。任务一的主要功能是保证其他两个任务运行；任务二的主要功能是负责火焰传感;任务三的主要任务是负责监听命令和语音报警。最后启动μC/OSⅡ操作系统。程序从主函数main，转到了μC/OSⅡ操作系统任务之间的切换。任务一先运行，保证任务二、三运行。如果点火命令执行则任务三把COMMNOE_FLAG置1，FireOpened置0，并检测FireOpened是否为1，如果为1，则关闭电子打火。火焰点着后，任务二把FireOpened置1。COMMNOE_FLAG置0。如果熄火命令执行，则任务三把FireClosed置1，任务二检测到FireClosed为1，则不报警，否则报警。
3 结 语
将语音控制技术应用于燃气炉灶，这是一个非常有意义的尝试，鉴于目前市场上并没有相同产品出现，应该说也是很有创意的开发，从实验的结论来看，对于提高燃气炉灶的使用安全性，改善操控性都有非常明显的效果。虽然该装置的开发离成熟的产品面市还有一段路要走，主要就是如何让燃气炉灶与控制装置合二为一，成为一个成熟的产品走向市场，但相信这类产品的面市，一定能得到用户的认可，受到用户的欢迎。
参考文献
［1］罗亚非.凌阳16位单片机应用基础［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2003.
［2］袁霞，杜潜，姚丽娜，等.基于凌阳单片机SPCE061A的语音识别控制系统的设计［J］.河南机电高等专科学校学报,2007,15(2):118-120.
［3］张福学.传感器应用及其电路精选［M］.北京：电子工业出版社，1991.
［4］陶厚鑫.基于PSTN的智能语音报警系统\.沿海企业与科技,2007,12(12):56-59.
［5］雷思孝,李伯成,雷向莉.单片机原理及实用技术——凌阳16位单片机原理及应用\.西安:西安电子科技大学出版社,2004.
［6］许良越.从区别特征理论看声纽四等［J］.四川师范大学学报:社会科学版,2003,30(5):64-69.
［7］何燕玲,马建国.嵌入式语音识别系统设计［J］.微计算机信息,2007,23(35):29-30,19.
［8］龙银东,刘宇红,敬岚,等.在Matlab环境下实现的语音识别［J］.微计算机信息,2007,23(34):255-256,276.
［9］余良俊,张友纯.基于LPCC的话者识别系统［J］.科技资讯,2007(31):1-3.
［10］李战明,苏敏,赵正天,等.基于HMM和PNN的混合语音识别模型［J］.电声技术,2007,31(12):44-46,50.
［11］MiniOS用户操作手册\.凌阳科技股份有限公司.
［12］金湖庭,贾相武.打火机CR装置创新设计［J］.现代塑料加工应用,2006,18(4):47-49.
［13］贾相武,王耘,胡树根.打火机CR装置创新设计方法研究［J］.机械设计与制造,2004(6):93-94.
［14］陈朝俊,姚凯学,苏涛.基于C8051的高速电磁阀测控系统的研究与开发［J］.科技咨询导报,2007(9):4-5.
［15］林铭礼.自动变速器电动阀的结构与检查［J］.烟台交运集团,2007(12):32-33.
作者简介 谭建军 男，1960年出生，湖北利川人，教授，多年从事电子信息技术的教学与科研工作。研究方向为电子信息的处理与控制。