係統設計目標

(1)每分鍾采用語音報告一次所測溫度的實時值
，無誤報、漏報。所測溫度超過預警溫度值時，係統立即報警。

(2)係統預警溫度值可在-55．O～+125．O℃的範圍內任意設置(默認值設定為37．O℃)。

(3)記錄測溫結果，並可以和計算機聯網顯示溫度變化曲線。

(4)測量精度為±0．1℃(或0．2 F)。

(5)係統結構簡單，使用方便
，價格合理。

硬件設計

係統采用一般自動測試係統的成熟方案，由主控單片機
、測溫電路、語音播報和編程電路組成。

主控芯片的選擇

可供選擇的主控芯片比較多，如使用麵最廣的MCS-5l係列
、資源豐富的ARM7TDMI-S係列微控製器、低功耗的MSP430係列等。考慮到語音播報和語音編程功能的高性價比實現方案，所以采用台灣淩陽公司推出的16位μ’nSPTM內核單片機SPCE061A，其較高的處理速度能夠非常容易、快速地處理複雜的數字信號，也是適用於數字語音識別應用領域產品的一種最經濟的選擇。

測溫方案

在不同的測溫範圍，成熟的測溫方案也比較多，如采用熱敏電阻、利用鉑電阻、基於集成溫度傳感器等的測溫係統。當前流行的數字型溫度傳感器有 AD7416
；MAX6575L／H以及DSl8X20。前兩者多用於計算機或儀器設備內部的溫度檢測。鑒於後者接口簡單，且就測量精度、器件可靠性、穩定性及參數一致性而言表現良好，應用較廣泛。由於在-10～+85℃範圍其測溫誤差不超過±O．5℃，以及有12位的分辨率而使其在各適用領域十分受歡迎。本係統采用DSl8B20
，該傳感器內部自帶信號調理和A／D轉換，與單片機之間的硬件接口非常簡單，隻需要通過一根數據線與單片機相連，所以保證了係統的高可靠性。為了實現測量精度為±0．1℃，利用了DSl8B20中SCRATCHPAD中的“剩餘脈衝數”和“每度脈衝數”，通過公式：高分辨率溫度值=TI-0．25+(Tp—TR)／TP可以獲得±0．1℃的測量精度。

語音播報

對於語音播報，常用做法是用單片機對ISDl420操作來實現，所用硬件和連線都較多
，所以係統的可靠性和成本都不占優勢。本設計由於采用了 SPCE061A單dan片pian機ji
，由you於yu其qi強qiang大da的de信xin號hao處chu理li功gong能neng，所suo以yi可ke以yi直zhi接jie由you單dan片pian機ji輸shu出chu語yu音yin信xin號hao，不bu需xu要yao借jie助zhu其qi他ta語yu音yin芯xin片pian，從cong而er使shi係xi統tong的de可ke靠kao性xing得de到dao大da幅fu提ti高gao。

語音控製(編程)

語音控製也有現成的芯片可供選擇
，由於本係統采用的單片機具有較強的數字信號處理能力
，而且其Mic輸入內部已經集成AGC電路，使得語音控製更為穩定，所以直接用SPCE061A實現語音控製。由於淩陽公司提供的語音識別API是(shi)基(ji)於(yu)特(te)定(ding)人(ren)語(yu)音(yin)識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)的(de)，所(suo)以(yi)使(shi)用(yong)之(zhi)前(qian)需(xu)要(yao)用(yong)戶(hu)對(dui)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)訓(xun)練(lian)，同(tong)時(shi)也(ye)隻(zhi)有(you)對(dui)訓(xun)練(lian)過(guo)的(de)人(ren)的(de)語(yu)音(yin)識(shi)別(bie)率(lv)才(cai)較(jiao)高(gao)，所(suo)以(yi)使(shi)用(yong)很(hen)不(bu)方(fang)便(bian)。本(ben)係(xi)統(tong)基(ji)於(yu)DHMM模型的識別算法，用BaumWelch法對模板進行訓練，Viterbi算suan法fa進jin行xing識shi別bie實shi現xian的de非fei特te定ding人ren語yu音yin識shi別bie，使shi得de使shi用yong者zhe可ke以yi直zhi接jie控kong製zhi而er無wu需xu進jin行xing繁fan瑣suo的de訓xun練lian
，不bu同tong的de用yong戶hu也ye不bu需xu要yao經jing常chang反fan複fu訓xun練lian，使shi係xi統tong的de適shi應ying性xing大da為wei增zeng強qiang。

鍵盤電路

考慮到使用者講話的習慣
，對於部分用戶，使用語音控製不太方便
，所以設置鍵盤電路，以解決其設置(編程)問題，所以要求鍵盤電路非常簡單，對整體成本影響不大。SPCE06IA有2個16位的通用I／O接口Port A和Port B，而且Port A具有喚醒功能，所以采用A口直控鍵盤的形式。

聯網功能

SPCE061A同樣提供了通用異步串行接口UART
，所以可以直接利用其通用異步串行接口進行聯網
，實現測溫人員與被測對象的隔離，即遠距離和多點測溫。

綜上所述，整體硬件電路組成如圖1所示，由SCPE061Adanpianjishixianxitongzhengtikongzhibingshixianyuyinhuojianpanbianchengyuyuyinbobao
，xitongketongguotongyongyibuchuanxingjiekoushixianlianwanggongneng，zaibuxuyaolianwangdechanghe
，wendujiyekeyidandushiyong，shixianlexitongdekecaijian
，DSl8B20用來實現溫度檢測。

 
圖1：係統組成

軟件設計

軟件設計的主要任務是將測量溫度通過語音播報出來，接收編程數據使係統工作於不同的狀態。

溫度檢測

通過DSl8B20測溫時，要求控製器嚴格按照其單總線協議進行通信，對於DSl8B20的通信控製程序已有很多討論，這裏不再贅述。

語音播報

實驗淩陽公司提供的API可以直接播放壓縮格式的語音
，將O～9十個數字和攝氏度、設置、報警溫度等語音的數字信號(文件)壓縮後直接寫入單片機，播報溫時傳遞溫度參數給放音程序就可以實現語音播報或者報警功能。

參數設置

參數設置可以通過語音控製和鍵盤輸入實現
，對於普通話較好的用戶，可以直接使用語音控製實現係統參數的調整，而普通話不太好( 識別率低)的用戶，則可以選擇使用鍵盤調整係統參數。係統采用非特定人語音識別技術，使得使用語言控製係統較為簡單
、方便
，同時鍵盤的設計也為不方便使用語音控製的人群提供了另一種選擇，可以適應不同類型的用戶。

可設置的參數主要有

，播報方式：“連續、隔x秒

、禁止”；報警溫度值
；工作方式等。在需要實時關注溫度值的時候，可以設置為連續播報；溫度變化較慢的時候可以設置為隔x秒方式；夜ye晚wan設she置zhi報bao警jing模mo式shi後hou
，可ke以yi設she置zhi為wei禁jin止zhi播bo報bao模mo式shi。設she置zhi報bao警jing溫wen度du值zhi後hou可ke以yi，可ke以yi處chu理li其qi他ta事shi情qing
，在zai出chu現xian警jing情qing時shi，係xi統tong給gei出chu報bao警jing，提ti示shi用yong戶hu。選xuan擇ze工gong作zuo方fang式shi為wei“聯網工作”後(hou)，係(xi)統(tong)除(chu)了(le)現(xian)場(chang)播(bo)報(bao)和(he)報(bao)警(jing)外(wai)，還(hai)將(jiang)相(xiang)應(ying)信(xin)息(xi)通(tong)過(guo)異(yi)步(bu)串(chuan)行(xing)口(kou)發(fa)送(song)到(dao)遠(yuan)端(duan)。設(she)置(zhi)過(guo)程(cheng)全(quan)部(bu)采(cai)用(yong)語(yu)音(yin)菜(cai)單(dan)方(fang)式(shi)
，可(ke)以(yi)大(da)幅(fu)度(du)較(jiao)低(di)成(cheng)本(ben)，設(she)置(zhi)流(liu)程(cheng)圖(tu)如(ru)圖(tu)2所示。

 
圖2：設置子程序流程圖

結語

本文設計的智能溫度計
，電路簡單
、所需元器件少、測量精度高、抗幹擾能力強，可以實現實時測溫、chaoxianbaojingheyuyinbobaodenggongneng。youyugezhonggongnengshitongguodanpianjilaishixiande
，keyigenjujutiyaoqiutianjiabutongdecewenmoshi，shixianleshejimubiao，keguangfandiyingyongyuwenducelianghexingjiabiyaoqiujiaogaodelingyu，youqishiteshuyingyongchanghe。