基于SPCE061A的智能溫度計設(shè)計

智能溫度計是為滿足特殊條件而設(shè)計的。控制核心采用凌陽16位單片機(jī)SPCE061A。其串口實現(xiàn)組網(wǎng)功能，語音輸入電路和按鍵電路實現(xiàn)編程功能，實現(xiàn)狀態(tài)切換和參數(shù)設(shè)置。 通過語音輸出電路實現(xiàn)語音播報，以一線總線數(shù)字溫度傳感器DSl8B20為測溫元件，實現(xiàn)語音播報溫度測量結(jié)果、不同狀態(tài)切換及相應(yīng)參數(shù)設(shè)置，可以與上位機(jī)在線顯示歷史溫度變化曲線，在線實現(xiàn)患者與醫(yī)護(hù)人員之間的隔離溫度測量 本發(fā)明具有實用性強(qiáng)、可靠性高、靈活性好、易于擴(kuò)展等優(yōu)點，具有一定的推廣應(yīng)用價值。 簡介常用溫度計根據(jù)材料和應(yīng)用類型可分為以下類型:玻璃水銀溫度計，測量準(zhǔn)確，價格低廉，但必須與人體直接接觸3分鐘以上，刻度太細(xì)不易閱讀，也有易碎等缺點。電子數(shù)字顯示器溫度計，以數(shù)字的形式顯示體溫，改善了玻璃水銀溫度計不易閱讀的缺點，但仍存在溫度計在緊急情況下需要持續(xù)關(guān)注的缺點。貼紙溫度計，使用方便，但精度不高；乳頭溫度計，特殊溫度計，晚上使用不方便。耳溫槍很貴；一次性溫度計相對昂貴 在數(shù)字溫度計的基礎(chǔ)上，采用數(shù)字語音技術(shù)，測量結(jié)果通過語音播報，可以充分發(fā)揮聽覺優(yōu)勢，彌補光信號完全傳遞信息的不足，實現(xiàn)溫度測量。查詢方法。To &ldquo。中斷模式。過渡時，充分發(fā)揮中斷模式的優(yōu)勢，如在黑暗的地方或眼睛注意其他細(xì)節(jié)或其他特殊情況(如夜間長時間監(jiān)控溫度) 本文設(shè)計開發(fā)了一種新型智能溫度計集編程(設(shè)定參數(shù))、語音播報和超限報警功能于一體，能在線顯示溫度變化曲線，并可在線使用。 可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)甚至家庭，如夜間溫度測量和溫度監(jiān)測。在監(jiān)測重癥患者時，設(shè)置適當(dāng)?shù)膱缶瘻囟戎悼梢杂行Ы档捅O(jiān)測人員的工作強(qiáng)度，同時可以及時發(fā)現(xiàn)溫度異常。 通過網(wǎng)絡(luò)化操作，還可以在傳染性強(qiáng)、體溫高的疾病檢測中發(fā)揮優(yōu)勢，有效保護(hù)醫(yī)務(wù)人員。 溫度計是可編程的，可以削減，這為溫度計的使用帶來了極大的靈活性，可以在需要溫度測量的不同行業(yè)中推廣。 1.系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)(1)系統(tǒng)使用語音每分鐘報告一次測量溫度的實時值，無誤差或遺漏 當(dāng)測得的溫度超過警告溫度值時，系統(tǒng)將立即發(fā)出警報。 (2)系統(tǒng)的警告溫度值可以在-55范圍內(nèi)任意設(shè)置。o～+125。o℃(默認(rèn)值為37。o℃) (3)記錄溫度測量結(jié)果，并用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)顯示溫度變化曲線。 (4)測量精度為& plusmn0.1℃(或0.2F) (5)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價格合理 2.硬件設(shè)計系統(tǒng)采用成熟的通用自動測試系統(tǒng)方案，由主控單片機(jī)、測溫電路、語音廣播和編程電路組成 2.1有許多主控芯片可供選擇，如寬嘴的MCS-5l系列、資源豐富的ARM7TDMI-S系列微控制器、低功耗的MSP430系列等。 考慮到語音廣播和語音編程功能的成本效益實現(xiàn)，采用臺灣凌陽引進(jìn)的16位MU。\\ f 6527 .}nSPTM核心單片機(jī)SPCE061A處理速度快，可以非常輕松快捷地處理復(fù)雜數(shù)字信號，也是適合數(shù)字語音識別應(yīng)用的較經(jīng)濟(jì)的選擇。 2.2溫度測量方案在不同的溫度測量范圍內(nèi)，有許多成熟的溫度測量方案，如使用熱敏電阻、鉑電阻、集成溫度傳感器等的溫度測量系統(tǒng)。 目前流行的數(shù)字溫度傳感器包括AD7416；較大6575 l/h和DSl8X20 前兩種主要用于計算機(jī)或儀器內(nèi)部的溫度檢測 由于后者接口簡單，在測量精度、器件可靠性、穩(wěn)定性和參數(shù)一致性方面表現(xiàn)良好，因此被廣泛使用。 由于溫度測量誤差在-10～+85℃范圍內(nèi)不超過±。0.5℃和12位分辨率使其在各種應(yīng)用領(lǐng)域非常受歡迎 本系統(tǒng)采用DSl8B20。傳感器有自己的信號調(diào)節(jié)和a/d轉(zhuǎn)換。傳感器和單片機(jī)之間的硬件接口非常簡單。只需要一條數(shù)據(jù)線與單片機(jī)連接，保證了系統(tǒng)的高可靠性。 為了實現(xiàn)& plusmn的測量精度。0.1℃，使用& ldquo在DSl8B20的草稿欄中；剩余脈沖數(shù)。還有。每度脈沖數(shù)。通過公式:高分辨率溫度值= ti-0.25+(總磷和多灰分)；Tr)/tp可用±。測量精度為0.1℃ 2.3語音廣播對于語音廣播，通常的做法是使用單片機(jī)來操作ISDl420，它使用更多的硬件和連接，因此系統(tǒng)的可靠性和成本并不占主導(dǎo)地位。 本設(shè)計采用SPCE061A單片機(jī)。由于其強(qiáng)大的信號處理功能，單片機(jī)可以直接輸出語音信號，而無需使用其他語音芯片，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性。 2.4語音控制(編程)語音控制也有現(xiàn)成的芯片可供選擇。由于本系統(tǒng)中使用的單片機(jī)具有很強(qiáng)的數(shù)字信號處理能力，并且其mic輸入與自動增益控制電路內(nèi)部集成，語音控制更加穩(wěn)定，因此直接使用SPCE061A實現(xiàn)語音控制 由于凌陽提供的語音識別應(yīng)用編程接口是基于特定人群的語音識別技術(shù)，用戶需要在使用前對系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)，同時只有經(jīng)過培訓(xùn)的人群的語音識別率較高，所以使用起來非常不方便。 該系統(tǒng)基于DHMM模型的識別算法。鮑姆韋爾奇(BaumWelch)方法用于訓(xùn)練模板，維特比(Viterbi)算法用于識別非特定的人類語音識別，使得用戶無需繁瑣的訓(xùn)練就可以直接控制，不同的用戶也不需要頻繁的重復(fù)訓(xùn)練，從而大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性。 2.5鍵盤電路考慮了用戶的說話習(xí)慣。對于一些用戶來說，使用語音控制不是很方便。因此，設(shè)置鍵盤電路是為了解決設(shè)置(編程)問題。因此，鍵盤電路需要非常簡單，并且對總成本影響很小。 SPCE06IA有兩個16位通用輸入輸出接口PortA和PortB，PortA具有喚醒功能，因此采用了A端口直接控制鍵盤的形式。 2.6聯(lián)網(wǎng)功能SPCE061A還提供通用異步串行接口UART，因此可以直接使用其通用異步串行接口進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)測溫人員與被測對象的隔離，即遠(yuǎn)程多點測溫。 總之，整個硬件電路組成如圖1所示。SCPE061A單片機(jī)實現(xiàn)系統(tǒng)的整體控制，實現(xiàn)語音或鍵盤編程和語音廣播。該系統(tǒng)可以通過通用異步串行接口實現(xiàn)組網(wǎng)功能。在不需要聯(lián)網(wǎng)的情況下，溫度計也可以獨立使用，實現(xiàn)系統(tǒng)定制，DSl8B20用于實現(xiàn)溫度檢測。 3.軟件設(shè)計(Software Design)軟件設(shè)計的主要任務(wù)是通過語音廣播測得的溫度，并接收編程數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)在不同的狀態(tài)下工作。 3.1當(dāng)溫度由DS31B20測量時，要求控制器嚴(yán)格按照其單總線協(xié)議進(jìn)行通信。關(guān)于DS31B20的通信控制程序已經(jīng)有很多討論，這里不再重復(fù)。 3.2語音播報實驗凌陽提供的API可以直接播放壓縮格式的語音，因此o ~ 90 數(shù)字和溫度、設(shè)置、報警溫度等語音數(shù)字信號(文件)被壓縮并直接寫入單片機(jī)，播報溫度時通過向回放程序傳輸溫度參數(shù)來實現(xiàn)語音播報或報警功能 3.3參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置可以通過語音控制和鍵盤輸入來實現(xiàn)。對于普通話好的用戶，語音控制可以直接用于調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，而普通話差(識別率低)的用戶可以選擇使用鍵盤來調(diào)整系統(tǒng)參數(shù) 該系統(tǒng)采用非特定人語音識別技術(shù)，使得語言控制系統(tǒng)的使用更加簡單方便。同時，鍵盤設(shè)計也為不方便使用語音控制并能適應(yīng)不同類型用戶的人提供了另一種選擇。 可以設(shè)置的主要參數(shù)有:廣播方式:& ldquo連續(xù)，每x秒，等等。；報警溫度值；工作方法等 當(dāng)需要實時關(guān)注溫度值時，可以將其設(shè)置為連續(xù)廣播。當(dāng)溫度變化緩慢時，可以設(shè)置為每x秒一次。在夜間設(shè)置警報模式后，可以將其設(shè)置為廣播禁止模式。 設(shè)置報警溫度值后，您可以處理其他事情。當(dāng)警報發(fā)生時，系統(tǒng)會發(fā)出警報并提示用戶。 選擇工作方法為&ldquo。網(wǎng)絡(luò)化。之后，系統(tǒng)不僅在現(xiàn)場廣播報警，還通過異步串口向遠(yuǎn)端發(fā)送相應(yīng)的信息。 設(shè)置過程采用語音菜單方式，可以大大降低成本。設(shè)置流程圖如圖2所示 4.結(jié)論本文設(shè)計的智能溫度計具有電路簡單、元件少、測量精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)實時測溫、超限報警、語音播報等功能。 由于各種功能都是通過單片機(jī)實現(xiàn)的，因此可以根據(jù)具體需求增加不同的測溫方式，從而實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)，廣泛應(yīng)用于對測溫和性價比要求較高的領(lǐng)域，尤其是特殊應(yīng)用場合

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