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具有语音控制的电器安全测试嵌入式系统

王少卿  
【摘要】: 本文首先针对电器安全性综合测试仪中的接地电阻和绝缘电阻的硬件方案进行了重新设计,用16位具有程控运算放大器功能的AD转换器AD7705取代原先的电阻分压改变量程的方法,不仅提高了测量精度而且方便了系统的开发使用,同时也减小了电路板面积。为了使电器安全性综合测试仪具有良好的可扩展性,系统软硬件设计采用了模块化的设计方法:采用单片机Atmega128作为主控制器,人机界面(MMI)、实时时钟(RTclock)与下位机通讯等都由Atmega128控制处理,下位机的测试功能实现由Atmega8来完成,这样测试功能项目的扩展或缩减就非常容易。整机已经研制成功,对整机的评审结果表明该机不仅测量精度高、平台化程度高,而且调试维修方便。但考虑到电器安全性测试系统还应具备智能化、人性化等方面的特性,故本文提出了一种具有语音控制的电器安全性测试系统的方案。在介绍了语音识别的基本原理后,阐述了本系统的特点:本系统是一个噪声环境下非特定人、小词汇量、孤立词的语音识别系统。根据本系统的这些特点设计了如下语音识别方案:利用过零率和短时能量相结合的方式确定语音端点;采用Mel频率倒谱系数(MFCC)作为语音识别的特征参数;得到的特征参数最后通过动态时间规整(DTW)的模式识别方法进行识别。为了确保本系统实现方案的可靠性,首先通过计算机利用MATLAB软件来仿真,在算法仿真实现后又进一步增加环境的复杂性:加上较大的环境噪声、突发性的噪声等,再通过修改参数、修改参考模板、两级识别等各种提高语音识别精度的方法来提 广东工业大学工学硕士学位论文 高识别率。最后通过比较两种硬件实现方案:利用嵌入式系统的方案和DsP 方案,最终根据本系统下的需要选择了DSP的方案。DSP方案采用 TMS320VC5409一80为核心,搭配AD转换器TLC2558、电源芯片TPS73HD318 等组成完整的硬件电路。同时实现该语音识别系统与原电器安全性测试系统 接口,由于DsP系统与mega128系统存在电平转换的问题,就又将电平转换 的方法进行了讨论,得到与原系统匹配的语音识别系统,由于本系统的识别 算法获得的语音样本有限,为了确保本语音识别系统的稳定可靠,在语音识 别系统中最后加入语音识别专用芯片RSC364作为辅助的语音识别子系统来 保证系统的可靠性。


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