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1 畢業(yè)設(shè)計外文翻譯 音電子密碼鎖的設(shè)計 ： ***** ： 本科 ： 電氣與信息學院 ： ***** ***** ： ***** ： ： 2008 年 5 月 15 日 學生姓名 學歷層次 所在院系 所學專業(yè) 指導教師 教師職稱 完成時間 2 200 6 ) is of CM in a of of of s s of a n of or of as to In to of CM a on 2 is 4 × 4 ED is s a by on of of s a In be of or of of is on to CM 3 to of it is a of of a s of is of a of 6 K 2 K 2 / O / D GC of / D of / A in ~ - of - it to to O nd l4 be a u'6 × 16SP of in a SP ? 3.1 / D be as to a he it be to in to 4 ? 3.2 CU of / A of as A in of of (0 - (0 ? 3.3 of in ED ~ 20mA to O I up do to to In to of by a of 0 ms be to 0 so of Is ED at ? of a of to of 6 of a of O ~ × 4 as of be of on is a if is a a is if no be of of of if a a be is ? of of 2 K, of in 5 of of as a in to to s ? to of to to by as in if of if is to up to f CU to as a to is to as of In in to n of In to , of to , a in to of to L a , F. is to of of s be to , is to / D / D in of of 4 6 of o It a s DE to be so s In of to of to a of of to to of to of to 5 he a 6to to to be so in as nd of of 7 語音電子密碼鎖的設(shè)計 摘要： 本設(shè)計是采用語音識別技術(shù)加鍵盤控制輸入，在凌陽 片機上實現(xiàn)的一種語音電子密碼鎖認證系統(tǒng)。語音識別并配合電子密碼鎖的普通鎖具功能，實現(xiàn)雙重安全保障作用。該密碼鎖安全、有效、可靠，而且具有語音識別、密碼預置、保密性強誤碼提示等特點。 關(guān)鍵詞： 音識別；電子密碼鎖； 引言 隨著人們生活水平的提高和安全意識的加強，鎖具系統(tǒng)的安全性變得至關(guān)重要，于是出現(xiàn)了密碼鎖磁性鎖、電子鎖、激光鎖、聲控鎖等等鎖具，它們是在傳統(tǒng)鑰匙的基礎(chǔ)上，利用一或多組密碼，不同聲音不同磁場，不同聲波，不同光束光波，不同圖像 (如指紋、眼底視網(wǎng)膜等 )等來控制鎖的開啟。本文采用語音識別技術(shù)和鍵盤控制輸入相結(jié)合，在凌陽 片機上實現(xiàn)一種語音電子密碼鎖認證系統(tǒng)。 2 語音電子密碼鎖的系統(tǒng)功能 本系統(tǒng)主要由凌陽 片機、 入電路、語音輸出電路、 4× 4鍵盤、 6 位七段 示 、輸出控制及 儲器組成。系統(tǒng)主要的功能是：在訓練時，說話人的聲音通過麥克風進入說話人語音信號采集前端電路，由語音信號處理電路對采集的語音信號進行特征化和語音處理，提取說話人的個性特征參數(shù)并進行存儲，形成說話人特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫。在識別時，將待識別語音與說話人特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫進行匹配，完成語音識別以及鍵盤的控制，實現(xiàn)激活或解除鎖具，最終完成開鎖。系統(tǒng)是依靠硬件和軟件地密切配合，由凌陽 片機的靈活控制實現(xiàn)的。語音輸入由于受到外部環(huán)境的干擾，有可能出現(xiàn)錯誤，但通過多次的訓練可以使語音對比和識別 有很大的提高。 3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 本系統(tǒng)采用具有內(nèi)核的凌陽 片機，該芯片內(nèi)有 8 時器／計數(shù)器、 器件，加上適當?shù)耐鈬娐放c配套的凌陽公司的集成開發(fā)環(huán)境，可以很方便地完成硬件設(shè)計和軟件編程，從而實現(xiàn)上述功能。語音電子密碼鎖系統(tǒng)的核心是說話人識別模塊。 凌陽公司開發(fā)的一種性價比非常高的 16 位單片機，內(nèi)嵌 2K 字的 32K 字的 有 32 位可編程的多功能 I／ O 端口；包含有 7 通道 1O 位通用 A／ D 轉(zhuǎn)換器、內(nèi)置麥克風放大器、自動增益控制 能的單通道聲音 A／ D 轉(zhuǎn)換器，以及具有音頻輸出功能的雙通道 1O 位 D／ A 轉(zhuǎn)換器；在 2． 6V~3． 6V 工作電壓范圍內(nèi)，工作頻率范圍為 0． 329． 152高的處理速度使其能夠非常容易、快速地處理復雜的數(shù)字信號；中斷系統(tǒng)支持 1O 個中斷向量以及 可來自系統(tǒng)時鐘、定時器／計數(shù)器、時間基準發(fā)生器、外部中斷、鍵喚醒、通用異步串行通信及軟件中斷的中斷源，非常適合實時應(yīng)用領(lǐng)域； U’ 指令系統(tǒng)還提供具有較高運算速度的 16 位× 16 位的乘法運算指令和內(nèi)積運算指令，為其應(yīng)用增添了 能，在復雜 的數(shù)字信號處理方面既非常便利，又比專用的 片便宜得多。 語音輸人電路 置 8 通道 1O 位模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中 7 個通道用于將模擬信號 (例如電壓信號 )轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號， 1 個通道只用于語音輸入，即通過內(nèi)置自動增益控制放大器的麥克風通道 (入。因此，可以直接將語音信號送給此輸入通道，完成 8音信號的采集、編碼并存儲到片外 ，簡化了電路設(shè)計。 音頻輸出電路 凌陽 ／ 以完成用戶訓練、識 別等各種操作的語音提示。 供的音頻輸出方式為雙通道 式，在此方式下， 換輸出的模擬量電流信號分別通過 腳輸出，輸入的字量分別寫入 P— )(0 P— )(0元。 六位七段數(shù)碼管顯示電路 示器中每個發(fā)光二極管要通過 5～ 20流才能達到正常亮度，而 輸出電流可達到 5用驅(qū)動電路即可達到正常亮度。系統(tǒng) 9 為了滿足可靠性設(shè)計，采用晶體管構(gòu)成驅(qū)動電路。整個顯示過程中采用 動態(tài)顯示，即六位顯示器逐一輪流顯示，每位持續(xù) 10環(huán)一遍，也可以適當進行更改，但刷新速度不要小于每秒三十幀，這樣，由于視覺暫留現(xiàn)象，看到的便是六位七段 示器同時顯示。 矩陣式鍵盤掃描電路 按鍵輸入部分共有數(shù)字鍵、密碼設(shè)定鍵、密碼顯示鍵、確認鍵和密碼清除鍵等16 個按鍵，用于密碼輸入和功能按鍵的實現(xiàn)。本設(shè)計采用具有鍵喚醒功能的 低 8位 × 4鍵盤作為控制輸入部分，從而可以合理利用硬件資源，且編程靈活。識別鍵盤有無鍵被按下的方法是：讓所有列線均為低電平，檢查 各行線電平是否有高電平，如果有則說明有鍵被按下；如果沒有，則說明無鍵被按下 (實際編程時應(yīng)考慮按鍵抖動的影響，通?？偸遣捎密浖訒r的方法進行消抖處理 )。識別具體按鍵的方法采用掃描法：逐個列置零電平，并檢查各行線電平的變化，如果某行電平由低電平變?yōu)楦唠娖?，則可確定此行此列交叉點處按鍵被按下。 外部 展電路 內(nèi)的 儲器只有 32K，在播放大量語音資源時需要外擴存儲器。本設(shè)計使用凌陽科技公司的 為外擴存儲器，與 合播放語音。在使用 ，采用 行讀寫操作，用于存儲說話人的個性特征參數(shù)參考模板。 電鎖的激活與解除 片機完成識別和顯示后，驅(qū)動電磁執(zhí)行器實現(xiàn)開鎖功能，并檢測其驅(qū)動電流值、接收傳感器送來的報警信號、發(fā)送數(shù)據(jù)等。單片機接收鍵入的代碼，并與存貯在 的密碼進行比較，如果密碼正確，則驅(qū)動電磁執(zhí)行器開鎖；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次；如果三次都不正確，則單片機通過通信線路向智能監(jiān)控器報警。單片機將每次開鎖操作和此時電磁執(zhí)行器的驅(qū)動 電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給智能監(jiān)控器，同時將接收的來自傳感器接口的報警信息也發(fā)送給智能監(jiān)控器，作為智能化分析的依據(jù)。在發(fā)送端，電子鎖具通過脈沖變壓器 T 將調(diào)制好的數(shù)據(jù)信號升壓后發(fā)送出去；在接收端，脈沖變壓器 T 將接收到的數(shù)據(jù)信號降壓后送解調(diào)器，以減少載波信號在傳輸 10 過程中的損耗。為了減少通信和供電之間的相互干擾，對扼流圈 L、耦合電容 載波頻率 400了保證絕大部分信號能量傳輸?shù)浇邮斩?，?L 一 33． 7H， 0． 047~F。電流監(jiān)視功能是為了防止通信線路的人為破壞和電磁執(zhí)行器因某種 原因造成流過電磁線圈的電流過大而燒毀線圈。電流監(jiān)視器采用 司生產(chǎn)的電流／電壓轉(zhuǎn)換芯片 芯片能將被測電流 I 轉(zhuǎn)化成對地輸出電壓 U，且有測量范圍大、精度高、輸出電壓 U 和被測電流 I 成正比等特點。電流監(jiān)視器輸出電壓送達 A／ D 轉(zhuǎn)換器，單片辨識器初始化機通過讀取 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 ,獲知線路中電流的變化情況，通過分析及時發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出報警信號。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 開發(fā)可通過在線調(diào)試器 實現(xiàn)。它利用了 置的在線仿真電路 n— 凌陽公司的在線串行編程技術(shù)。工作于凌陽 成開發(fā)環(huán)境軟件 ，具有編輯、編譯、鏈接、調(diào)試以及仿真等功能。利用 好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問命令列表可以使用戶的編程、調(diào)試工作更加方便和高效。此外， 軟件仿真功能可以在不連接仿真板的情況下模擬硬件的各項功能來調(diào)試程序。當系統(tǒng)工作時，在主函數(shù)中調(diào)用相關(guān)函數(shù)完成特定人語音的訓練，訓練成功后再進行語音識別，根據(jù)識別的命令執(zhí)行鍵盤控制操作，根據(jù)各功能鍵的不同，執(zhí)行相應(yīng)的程序，完成對密碼的修改、設(shè)置、對比、顯示 等功能。 5 結(jié)論 本系統(tǒng)采用 作簡單，易于使用，但語音識別能力尚有待提高。電子密碼鎖技術(shù)發(fā)展至今，已廣泛應(yīng)用于財產(chǎn)安全防范要求較高的領(lǐng)域隨著信息技術(shù)和和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，語音電子密碼鎖技術(shù)必將有更大的發(fā)展，并最終實現(xiàn)高效、安全、可靠的聲紋控制的語音電子密碼鎖。