Microsoft Word NCKH BAO CAO doc NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD Th S NGUYỄN VŨ QUỲNH 01/12/2009 TRANG 1 SVTH PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI Đ[.]
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN Y Z BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI TRUYỀN TỪ XA GVHD: Ths Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Phạm Ngọc Đăng Khoa Lớp: 05 CĐT1 01/12/2009 TRANG SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH LỜI CẢM ƠN Sau năm tìm hiểu thực đề tài: “ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI TRUYỀN TỪ XA” thu thành công bước đầu sống điều khiển thiết bị tự động hóa Trong thời gian đầu thử nghiệm đề tài hoạt động cách tương đối ổn định nhận đánh giá cao khả sáng tạo, cách áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến vào phục vụ nhu cầu điều khiển công nghiệp sống người Trong trình thực hiện, đề tài nhận hướng dẫn giúp đỡ thầy thạc sĩ Nguyễn Vũ Quỳnh, câu lạc Tự Động Hóa, tất thầy khoa Cơ Điện trường đại học LẠC HỒNG Thành công đề tài lời cảm ơn đến cá nhân câu lạc giúp đỡ, hướng dẫn em suốt q trình thiết kế thi cơng hệ thống Vì lần khai thác lĩnh vực mẻ, nên em bỏ nhiều tâm huyết, thời gian, công sức, không tránh khỏi thiếu sót, hạn chế áp dụng vào thực tiễn sống Hy vọng vấn đề hạn chế đề tài nhận nhiều ý kiến đóng góp chân thành cá nhân, tổ chức trường đại học LẠC HỒNG bạn đọc gần xa 01/12/2009 TRANG SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH MỤC LỤC PHẦN A LÝ THUYẾT Số trang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHI TIẾT BỘ PHẬN XỬ LÝ GIỌNG NÓI 1.1 Giới thiệu nguyên lý IC HM2007 1.2 Giới thiệu IC nhớ SRAM 6264 12 12 17 CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 2.1 Chi tiết chip AVR Atmega8 2.2 Cấu trúc ngắt Atmega8 2.3 Các phận ngoại vi khác 2.4 Hệ thống xung clock lập trình nhớ on – chip 19 19 29 34 38 CHƯƠNG 3: NGÔN NGỮ C CHO AVR 3.1 Khái niệm 3.2 Tóm tắt cấu trúc điều khiển 3.3 Chẳng hợp ngữ vào chương trình C 3.4 Tổ chức nhớ SRAM 3.5 Phần mềm lập trình cho điều khiển từ xa AVR Atmega8 3.6 Phương pháp phần mềm nạp cho Atmega8 39 39 45 49 50 51 54 PHẦN B: THIẾT KẾ - THI CÔNG CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI 4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển tín hiệu giọng nói 4.2 Các board mạch IC HM2007 thực thử nghiệm 64 64 67 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 5.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển từ xa 5.2 Sơ đồ thiết kế mạch in thi công 5.3 Hình ảnh thực tế Atmega8 thiết bị 69 69 70 70 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CÁC MODUL NGÕ RA CỦA SẢN PHẨM 6.1 Mục đích thiết kế modul ngõ 6.2 Hình ảnh thực tế thiết kế board mạch ngõ 71 71 71 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MẪU VỎ HỘP BÊN NGOÀI CHO THIẾT BỊ 7.1 Ý tưởng thiết kế 7.2 Sản phẩm hoàn chỉnh phần mềm 74 74 75 01/12/2009 TRANG SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 PHẦN C: • • • GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH SẢN PHẨM Hệ thống điều khiển robot sử dụng modul 24VDC Bộ điều khiển thiết bị 220VAC giọng nói truyền từ xa Khả ứng dụng, thành bước đầu đề tài 77 78 79 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ • • • • Kết luận Những khó khăn trình thực đề tài Ưu điểm, khuyết điểm cần cải tiến thiết bị Kiến nghị DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 80 82 82 83 PHỤ LỤC • • Hình ảnh cải tiến board mạch chủ thiết bị Chương trình lập trình cho điều khiển từ xa 01/12/2009 TRANG SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH DANH MỤC HÌNH ẢNH Số thứ tự 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 01/12/2009 Chú thích hình ảnh Hình A Tổng quan hệ thống điều khiển Hình 1.1 Tổng quan IC HM 2007 Hinh 1.2 Sơ đồ chân loại IC HM 2007 Hình 1.3 Bàn phím ma trận Hình 1.4 Bản vẽ mạch hiển thị Hình 1.5 Sơ đồ khối SRAM 6264 Hình 1.6 Cấu tạo bên SRAM 6264 Hình 2.1 Hình ảnh loại AVR Hình 2.2 Sơ đồ khối cấu trúc vi điều khiển AVR Hình 2.3 Tổng quan chế độ hoạt động Boot loader Hình 2.4 Bản đồ nhớ ATmega8 Hình 2.5 Sơ đồ định thời Hình 2.6 Sơ đồ ngõ khối Hình 2.7 Sơ đồ khối định thời Hình 2.8 Sơ đồ khối định thời Hình 2.9 Bảng vector ngắt Atmega8 Hình 2.10 Các ngắt lồng Hình 2.11 Bảng điều khiển kiểu bắt mẫu ngắt Hình 2.12 Sơ đồ giản lượt so sánh tương tự Hình 2.13 Sơ đồ khối đơn giản ADC Hình 2.14 Sơ đồ ngõ vào vi sai Hình 2.15 Sơ đồ khối USART Hình 2.16 Sơ đồ hệ thống xung clock cho Atmega8 Hình 3.1 Chương trình lập trình Atmega8 Hình 3.2 Giao diện lập trình phần mềm CodeVision Hình 3.3 Cách tạo project CodeVision Hình 3.4 Các bước thực Hình 3.5 Các bước thực Hình 3.6 Cách chọn loại AVR Hình 3.7 Các bước thực Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch xử lý giọng nói Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý IC HM 2007 Capture Hình 4.3 Board HM 2007 (lần 1) Hình 4.4 Board HM 2007 (lần 2) Hình 4.5 Board lớp thiết kế thử nghiệm Hình 4.6 Board mạch lớp thực tế Hình 4.7 Board cho sản phẩm hồn chỉnh Hình 5.1 Sơ đồ mạch Atmega8 Capture Hình 5.2 Sơ đồ mạch in Atmega8 layout Hình 5.3 Mạch thực tế Hình 5.4 Bộ thu (phát) từ xa thiết bị Hình 6.1 Bản thiết kế modul ngõ 220VAC TRANG Số trang 12 13 15 15 17 18 20 20 21 23 25 27 27 28 30,31 31 32 34 35 36 37 38 51 51 52 52 52 53 53 64 65 66 66 67 67 68 69 70 70 70 71 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 43 44 45 46 47 48 49 50 51 01/12/2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH Hình 6.2 Sơ đồ mạch in modul 220VAC với ngõ Hình 6.3 Sơ đồ mạch in modul 220VAC với ngõ Hình 6.4 Modul ngõ 24VDC thực tế Hình 6.5 Board lớp Modul 220VAC (với ngõ ra) Hình 7.1 Thiết kế khí khung vỏ mạch điều khiển (NX5) Hình 7.2 Thiết kế khí modul mạch động lực (NX5) Hình 7.3 Sản phẩm hồn chỉnh thiết kế Hình B Điều khiển robot giọng nói Hình C Bộ điều khiển giọng nói modul 220VAC TRANG 72 72 73 73 74 75 75 77 78 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CMOS: Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (một thuật ngữ loại công nghệ dùng chế tạo vi mạch tích hợp) MPS: Material Product System ( Modul sản xuất linh hoạt) NX5: Phần mềm thiết kế khí Unifraphic ISR : Interrupt Service Ruotine (trình phục vụ ngắt) INT : Interrupt (trình phục vụ ngắt) RF Radio Frequence (một dạng sóng tuyền AVR) : PWM: Pulse Width Modulation ( kênh điều chế độ rộng xung) TTL : Transistor–transistor logic (thuật ngữ công nghệ chế tạo vi mạch) USART: Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter ( truyền liệu nối tiếp) 01/12/2009 TRANG SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH LỜI MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU Khoảng thời gian từ năm 2001 đến xem thời gian công ty, doanh nghiệp nước áp dụng nhiều tiến khoa học kỹ thuật vào ngành công nghiệp chủ chốt Việt Nam, dây chuyền công nghệ lần lược đời nhằm đơn giản hóa trình sản xuất, máy móc đại bắt đầu làm việc thay người nhiều lónh vực sản xuất Bên cạnh thành tựu khoa học công nghệ tiên tiến ứng dụng phục vụ cho sống người Hàng loạt sản phẩm tự động hóa tiên tiến được phát minh bán rộng rãi thị trường như: robot hút bụi sàn phẳng Nhật sản xuất, máy giặt đa năng, máy rửa chén tự động, thiết bị giám sát nhà qua internet… Đối với nước ngồi việc điều khiển giọng nói nghiên cứu chế tạo để ứng dụng vào đời sống sản xuất đời vài năm trở lại Như Mỹ ứng dụng để điều khiển robotcam y khoa Riêng nước ta lĩnh vực cịn mẻ Do cần có đầu tư để nghiên cứu theo kịp công nghệ để phục vụ trực tiếp cho công việc giảng dạy trường nhằm giúp sinh viên hiểu rõ lý thuyết, tạo điều kiện cho sinh viên có ý tưởng tản có sẵn Thấy khả phát triển nhu cầu tìm hiểu điều khiển giọng nói thân người yêu thích mong muốn sử dụng dịch vụ này, bắt tay vào thực nghiên cứu đề tài: “ Điều khiển thiết bị giọng nói truyền từ xa” TẦM QUAN TRỌNG Ở Việt Nam việc ứng dụng cơng nghệ tiên tiến giới cịn chậm phát triển, q trình đưa cơng nghệ vào phục vụ đời sống, sản xuất gặp nhiều khó khăn Tận dụng ic nhập sẵn ic chuyên dụng nước sản xuất để thiết kế thành sản phẩm cụ thể nhu cầu cần thiết cho việc giảng dạy trường học, sống từ phát triển cao để ứng dụng lĩnh vực điều khiển phức tạp[1] Đề tài: “ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI TRUYỀN TỪ XA” tìm hiều thực nhằm đưa người tiến gần tới công nghệ, mở hướng cho việc nghiên cứu Điều quan trọng hết vấn đề liên quan tới đề tài, nguyên lý hoạt động mạch xử lý giọng nói, mạch truyền từ xa sử dụng chip AVR Atmega 8, modul ngõ tích hợp, cách lập trình hệ thống giới thiệu đề tài Nó nguồn thơng tin hữu ích cho muốn tìm hiểu phát triển lĩnh vực này, nhằm mở hướng cho cơng nghệ điều khiển tự động hóa 01/12/2009 TRANG SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Đề tài: “ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI TRUYỀN TỪ XA” thực nhằm tạo hệ thống biết tuân theo mệnh lệnh giọng nói người Đề tài không dừng lại mức tìm hiểu lý thuyết hay hồn thiện mạch sử dụng ic HM 2007 số sinh viên trường đại học khác tìm hiểu thời gian trước Sản phẩm đề tài trước hết ứng dụng vào điều khiển thiết bị tự động hóa như: tay máy cơng nghiệp, robot tự hành, xy lanh, cảm biến… với modul ngõ 24VDC Đề tài thiết kế mở rộng thêm modul ngõ 220VAC đề điều khiển thiết bị điện dân dụng phục vụ sống đèn, quạt, máy tính…… Đặt biệt đề tài tích hợp cơng nghệ điều khiển từ xa sử dụng tín hiệu truyền sóng RF (Radio Frequence) mở hướng phát triển cho đề tài Con người cần ngồi vị trí cách thiết bị vài trăm mét điều khiển theo yêu cầu mà họ mong muốn Với điều khiển sử dụng điện áp từ 5VDC 9VDC nên tránh cho người điều khiển tiếp xúc trực tiếp với nguồn điện áp cao Do hướng phát triển mạnh sống đề tài thiết lập hệ thống điều khiển giọng nói trường mầm non, tiểu học phòng trẻ em GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Hình Tổng quan hệ thống điều khiển 01/12/2009 TRANG SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH Đề tài “ Điều khiển thiết bị giọng nói từ xa” bao gồm bốn giai đoạn chính: + Thiết kế thi công mạch nhận dạng xử lý giọng nói xử dụng IC chuyên dụng HM 2007 Đây giai đoạn mang tính kiên trì sáng tạo trình thiết kế hệ thống hoạt động ổn đinh Vì mục tiêu đạt đến đề tài thực sản phẩm hoàn chỉnh, sử dụng thị trường nên yếu tố mỹ quan chất lượng đặt lên hàng đầu + Hoàn thành kết nối thêm thiết bị điều khiển từ xa, giao tiếp phận điều khiển modul chấp hành Hệ thống truyền từ xa cách lập trình giao tiếp, đưa tín hiệu từ phát đến thu thơng qua ngơn ngữ C Chip vi xử lí dán ATMEGA8 sử dụng chủ đạo hệ thống truyền từ xa Đây giai đoạn quan trọng mang tính thiết yếu đề tài Sóng RF bảo đảm việc truyền nhận liệu cách đơn giản loại thiết bị sử dụng giao tiếp qua internet + Thiết kế modul ngõ nhận tính hiệu từ phát, tín hiệu kích điện 5VDC đưa thiết bị sử dụng điện 5VDC, 24VDC 220VAC Như hệ thống bao gồm loại modul ngõ để phục vụ nhu cầu điều khiển thiệt bị tự động hóa có thị trường Ở giai đoạn Modul ngõ sử dụng điện 220VAC xem có ứng dụng thân thiện với sống người, modul giúp người điều khiển thiết bị điện nhà, hay cơng sở + Thiết kế vẽ khí, gia cơng vỏ hộp cho tồn thiết bị, giai đoạn cuối thiên khả sáng tạo mẫu mã, thiết kế sản phẩm bắt mắt cho người tiêu dùng Đòi hỏi người thực đề tài cần có kiến thức khí, có khả vẽ phần mềm 3D Auto CAD, NX5, Catia… Theo xưu công nghệ nay, phần mềm vẽ Unigrafic (NX5) phần mềm mạnh thiết kế mẫu mã, nhiều công ty lớn SYM, Pepsico, Sanko Mod… sử dụng thiết kế mẫu mã loại xe máy, mẫu chai nước giải khát, mẫu điện thoại di động Do sinh viên ngành Cơ Điện Tử em ứng dụng phần mềm NX5 vào thiết kế mẫu mã cho thiết bị cách hoàn chỉnh Bốn giai đoạn để hoàn thành đề tài, giai đoạn có khó khăn riêng, đề tài lên ý tưởng thiết kế từ cuối năm 2008, thực tới đầu tháng 11/2009 đem lại thành bước đầu sản phẩm Ở giai đoạn đầu, mạch điều khiển thiết bị giọng nói sau hồn thành nhận nhiều đơn đặt hàng cá nhân, câu lạc tự động hóa, họ người quan tâm đến đến khả nhận giọng nói IC HM2007, thành công bước đầu, đề tài Các Modul mạch điều khiển giọng nói nhận nhiều quan tâm sinh viên điện – điện tử trường đại học kỹ thuật lớn Việt Nam, sinh viên mua thiết bị hoàn thành ý tưởng liên quan tới “xử lý giọng nói” dễ dàng, với giá thấp nhiều so với sản phẩm liên quan bán thị trường Mỹ 01/12/2009 TRANG 10 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH Hình 6.2 Sơ đồ mạch in modul 220VAC với ngõ Hình 6.3 Sơ đồ mạch in thiết kế với ngõ 220VAC 01/12/2009 TRANG 72 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH Hình 6.4 Modul ngõ 24VDC thực tế Modul sử dụng điện 24VDC có tích hợp thêm chức ATMEL 89C51 để dễ dàng điều khiển thiết bị, hay lấy thẳng tín hiệu nhận từ mạch phát điều khiển mà khơng thơng qua 89C51 Hình 6.5 Board lớp Modul 220VAC (với ngõ ra) 01/12/2009 TRANG 73 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH CHƯƠNG THIẾT KẾ MẪU VỎ HỘP BÊN NGOÀI CHO THIẾT BỊ 7.1 Ý tưởng thiết kế Nhận thấy đề tài có khả phát triển ứng dụng cao, nên thực đề tài em dành thời gian lên vẽ thiết kế vỏ hộp cho thiết bị cách hồn chỉnh để nhanh chóng đưa sản phẩm vào sử dụng thực tế Phần vỏ bao gồm thiết bị: • Bộ vỏ mạch điều khiển có kích thước 12 x 15 x (cm), bên chứa đựng board xử lí giọng nói HM2007, mạch phát ATmega 8, bàn phím, pin thiết kế hình bên Bộ vỏ thiết kế chất liệu gỗ, đảm bảo mỹ quan cho thiết bị thu phát Hình 7.1 Thiết kế khí khung vỏ mạch điều khiển phần mềm Unigrafic • Bộ vỏ mạch động lực thiết kế gỗ nhằm tăng tính mỹ quan sang trọng thiết bị kết hợp với loại ổ cắm có sẵn thị trường để hoàn thiện sản phẩm Khi thực đề tài em thiết kế khung vỏ cho modul 220VAC, với modul 5VDC hay 24VDC ta khơng cần thiết phải thiết kế khung sử dụng modul người ta thường gắn trực tiếp thiết bị sử dụng 01/12/2009 TRANG 74 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH Hình 7.2 Thiết kế khí Modul mạch động lưc 220VAC phần mềm Unigrafic 7.2 Sản phẩm hoàn chỉnh phần mềm Hình 7.3 Sản phẩm hồn chỉnh thiết kế 01/12/2009 TRANG 75 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH PHẦN C SẢN PHẨM 01/12/2009 TRANG 76 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 • GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT SỬ DỤNG MODUL 24VDC Hình B Điều khiển robot giọng nói Với 40 tín hiệu giọng nói cài đặt thiết bị Do robot điều khiển cách linh hoạt đảm bảo thực chức người điều khiển mong muốn Với cơng nghệ “điều khiển thiết bị giọng nói truyền từ xa” người điều kiển lệnh thực thi nhiệm vụ robot phạm vi bán kính 200m, bao qt trình hoạt động Với kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, truyền từ xa không cần dây kết nối mở cho đề tài nhiều hướng phát triển mạnh Đặt biệt ứng dụng điều khiển thiết bị dây chuyền tự động hóa đại 01/12/2009 TRANG 77 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 • GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH BỘ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ 220VAC BẰNG GIỌNG NĨI TỪ XA Hình C Bộ điều khiển giọng nói modul 220VAC 01/12/2009 TRANG 78 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 • GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG – THÀNH QUẢ BƯỚC ĐẦU CỦA ĐỀ TÀI Khơng dừng lại việc truyền tải tín hiệu xa đề tài thiết kế thêm Modul ngõ thích ứng với nhiều thiết bị điều khiển tự động Giờ cần kết nối dùng giọng nói điều khiển chương trình chip vi xử lí hoạt động điện áp 5VDC thực thi chương trình với modul ngõ 5VDC, điều khiển motor, relay, van khí nén thủy lực… sử dụng 24VDC giọng nói nơi cách vài trăm mét với modul ngõ 24VDC Và ngày mệt mõi sau làm về, bạn bước vào nhà mình, tồn thiết bị điện 220VAC làm việc theo bạn nói làm cho bạn cảm thấy thoải mái nhà Chỉ với điều khiển kích thước 8x12 cm tay, bạn điều khiển nhiều ứng dụng sống Một vài ứng dụng giai đoạn đầu hoàn thành thiết bị + Dùng giọng nói ngồi từ xa điều khiển hệ thống tay gấp phân loại sản phẩm, thiết bị điều khiển xy lanh khí nén, van đảo chiều hai cuộn coil, cảm biến công nghiệp Hệ thống hoạt động ổn định ta điều khiển thiết bị PLC Omron CPU 21 + Điều khiển hệ thống MPS trường đại học LẠC HỒNG + Hệ thống kết nối từ phận phát đến bơ phận thu tín hiệu điều khiển robot xưởng robocon hoạt động chạy thực thi nhiệm vụ theo yêu cầu giọng nói người điều khiển + Với ngõ 220VAC, hệ thống dễ dàng điều khiển thiết bị dân dụng sống gia đình quạt, đèn, nơi em bé, đóng mở cửa + Chế tạo thiết bị điện an tồn (người dùng khơng tiếp xúc gần với điện cao) vẩn sử dụng lệnh đóng ngắt nguồn điện cách dễ dàng + Hệ thống dùng điều khiển robot tự hành vùng nguy hiểm, mà người đến 01/12/2009 TRANG 79 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ • Kết luận Sau năm thực đề tài “điều khiển thiết bị giọng nói truyền từ xa” thu nhiều thành công Hệ thống khơng phải lần tìm hiểu nghiên cứu Việt Nam, thành công mạch nhận dạng xử lý giọng nói đề tài vượt xa nghiên cứu khoa học sinh viên trường đại học khác độ ổn định khả xử lý tính mỹ quan thiết bị Đề tài không dừng lại mức nhận diện giọng nói, sau xuất tín hiệu ngõ ra, việc thiết kế, lập trình ứng dụng thu phát từ xa sử dụng chip AVR Atmega8 thành công lớn đề tài Như dậy người điều khiển ngồi phịng điều khiển thiết bị mà mong muốn mà bật công tắc, hay cần mạng internet phức tạp Khả thu phát từ xa lên tới 300m nơi điều kiện lý tưởng (khơng có vật che khuất), mơi trường làm việc cơng sở đời sống khoảng cách thu nhận tín hiệu phận điều khiển modul ngõ phạm vi bán kính 200m Điều giúp đề tài có nhiểu điểm mạnh mà thiết bị điện dân dụng khác không thực được: - Người điều khiển ngổi lệnh với điều khiển sử dụng điện áp 5VDC, tránh cho người tiêu dùng tiếp xúc trực tiếp với lưới điện 220VAC, gây nguy hiểm cho người tiếp cận với ổ cấm rò rĩ điện - Giảm số lượng lớn dây nối thiết bị khoảng cách xa - Một thiết bị điều khiển điều khiển lúc nhiều modul ngõ lúc phạm vi 40 lệnh “giọng nói” thu vào Đây nét đặt biệt đề tài, thực tế tính tốn thì, modul ngõ thiết kế Jack cấm điện 220VAC, cần điều khiển sử dụng chip HM 2007 có thề điều khiển tương ứng modul ngõ sóng RF truyền từ xa • Những khó khăn q trình thực đề tài Dùng giọng nói điều khiển thiết bị vấn đề mẻ Việt Nam có thơng tin nói việc cấu thành thiết bị, tiến hành thực đề tài thân em trãi qua nhiều khó khăn để hồn thành thiết bị - IC HM2007 IC sản xuất bán số cửa hàng Mỹ, việc tìm đặt hàng với số lượng lớn khó khăn đề tài Hơn tháng, tìm hiểu qua internet mối quan hệ bạn bè em có sản phẩm HM2007 Đây giai đoạn cần thiết để thực đề tài, việc giúp đề tài tiến hành tốt giai đoạn đầu dần sâu 01/12/2009 TRANG 80 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH vào hệ thống quan trọng sản phẩm HM2007 sản phẩm mà nhiều sinh viên dân điện tử mong muốn có để thực ý tưởng táo bạo Việc đưa hm 2007 Việt Nam nói thành cơng bước đầu đề tài nói riêng, phục vụ nhu cầu người tiêu dùng Việt Nam nói chung - Các tài liệu IC HM2007 cịn mang tính giới hạn, hầu hết chức phải tìm tịi thử nghiệm để có độ xác cao Ngay datasheet IC HM2007 down mạng nháp đánh máy sửa chữa viết tay người sản xuất Sơ đồ nguyên lý IC sơ đồ khối thiết bị, khơng có sơ đồ kết nối cụ thể đo khó thiết kế board thành công lần Bản thân em thực đề tài tháng để làm board thiết kế thành board lớp hoàn chỉnh phục vụ nhu cầu đề tài - Tuy nhiên, thiết kế vào hoàn thành board xử lí giọng nói thành cơng bước đầu đề tài Đây bốn phần cần hoàn thiện đề tài “ điều khiển thiết bị giọng nói từ xa” Đây đề tài lớn mang tính cơng nghệ, địi hỏi người thực thơng thạo có kiến thức tất cà lĩnh vực: + Khả sử dụng thành thạo máy tính mạng internet + Khả giao tiếp linh hoạt sống + Khả thiết kế board mạch lớp + Khả sử dụng phần mềm, lập trình ngơn ngữ C + Khả thiết kế vẽ khí phần vỏ hộp + Tính sáng tạo khả phát triển tư để tạo sản phẩm Trên thực tế, đề tài nhiều người hướng đến thực hiện, họ dừng lại mức tìm hiểu lý thuyết hồn thành board điều khiển nhận dạng giọng nói đề điều khiển thiết bị đơn giản qua cáp tín hiệu Ở đề tài phát triển thêm điều khiển từ xa, giao tiếp sóng truyền riêng, modul ngõ thiết kế để dần hoàn thiện sản phẩm, để phục vụ cho nhiều ứng dụng sống 01/12/2009 TRANG 81 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 • GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH Ưu điểm, khuyết điểm cần cải tiến thiết bị + Ưu điểm: - Hệ thống điều khiển bẳng giọng nói điều khiển tay remote điều khiển từ xa - Sản phẩm thiết kế nhỏ gọn, mang theo sử dụng nơi - Thiết bị điều khiển sử dụng pin 9V, có bán phổ biến thị trường Với pin 9V sản phẩm sử dụng hoạt động liên tục tiếng Và thời gian chờ lên tới tiếng Hoặc kết nối nguồn trực tiếp với Adapter - Chỉ cần thiết bị điều khiển 40 lệnh, lập trình điều khiển modul ngõ điều khiển thiết bị - Bộ điều khiển gọn nhẹ, thiết kế để người sử dụng cách dễ dàng (chỉ cần thời gian phút người sử dụng đưa lệnh giọng nói vào điều khiển cách dễ dàng) - Toàn thiết bị chạy mạch in lớp nên khả hoạt động ổn định cao - Có thể sử dụng micro không dây để tiện lợi cho việc di chuyển người dùng - Thiết kế vỏ với vân gỗ mang lại vẻ sang trọng cho thiết bị, đồng thời tăng khả cách điện thiết bị với - Đây sản phẩm mới, hoàn toàn chưa bán thị trường Việt Nam + Khuyết điểm: - Đề tài hoàn thành phát triển thành sản phẩm hoàn chỉnh, nên việc đưa sản phẩm thị trường vấn đề thiết yếu cần thực hiện, nhiên với khả sinh viên năm cuối việc bán sản phẩm dừng lại việc bán lẽ Modul (đặt biệt modul điều khiển giọng nói) - Ở mạch điều khiển giọng nói IC nhớ SRAM 6264 bị liệu nguồn 5V cấp vào (hết pin) Tuy nhiên, việc nhập lại liệu cho SRAM 6264 người sử dụng khoản phút để thiết lập lại tín hiệu giọng nói - Tín hiệu giọng nói đưa vào khoản cách gần, phạm vi hẹp • Kiến nghị Đề tài “điều khiển thiết bị giọng nói truyền từ xa” sau hồn thành vào tháng 11 năm 2009 mở hướng điều khiển thiết bị cho sống sản xuất công nghiệp Tuy nhiên để đưa vào phục vụ nhu cầu sống đề tài cần nhiều cải tiến mặt kỹ thuật giúp đỡ nhiều phương diện từ trường đại học LẠC HỒNG đơn vị có trách nhiệm 01/12/2009 TRANG 82 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu chip AVR lập trình C tác giả Lê Trung Thắng [2] Tài liệu IC HM2007 sinh viên Nguyễn Minh Trí thực năm 1998 [3] Phần mềm lập trình CodeVisionAVR Help phát triển Pavel Haiduc and HP InfoTech [4] Tài liệu tham khảo viết báo cáo dịch từ datasheet tiếng Anh thiết bị (HM 2007, Sram 6264, ATmega 8,……) trang: www.alldatasheet.com Các từ khóa : “HM2007”, “6264”, “Atmega8”, “ 74LS373”, “74LS47”, “Moc3402”, “BTA06”, “A1015” [5] www.google.com , www.wikipedia.org Từ khóa: “ điều khiển giọng nói”, “ Voice command” [6] Các trang web tham khảo tài liệu www.diendandientu.com www.dientuvienthong.net www.dientuvietnam.net www.5giay.vn 01/12/2009 TRANG 83 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH PHỤ LỤC • Hình ảnh cải tiến board mạch chủ thiết bị Board mạch sản phầm thiết kế lại nhiều lần để tăng tính sử dụng giảm kích thước sản phẩm “Điều khiển thiết bị giọng nói truyền từ xa” • Chương trình lập trình cho điều khiển từ xa Chương trình mạch phát tín hiệu: While (1) { if (PINB.0==1 && PINB.1==0 && PINB.2==0 && PINB.3==0) // putchar ( ‘a’); if (PINB.0==0 && PINB.1==1 && PINB.2==0 && PINB.3==0) // putchar ( ‘b’); if (PINB.0==1 && PINB.1==1 && PINB.2==0 && PINB.3==0) // putchar ( ‘c’); if (PINB.0==0 && PINB.1==0 && PINB.2==1 && PINB.3==0) // putchar ( ‘d’); if (PINB.0==1 && PINB.1==0 && PINB.2==1 && PINB.3==0) // putchar ( ‘e’); 01/12/2009 TRANG 84 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH if (PINB.0==0 && PINB.1==1 && PINB.2==1 && PINB.3==0) // putchar ( ‘f’); if (PINB.0==1 && PINB.1==1 && PINB.2==1 && PINB.3==0) // putchar ( ‘g’); if (PINB.0==0 && PINB.1==0 && PINB.2==0 && PINB.3==1) // putchar ( ‘h’); if (PINB.0==1 && PINB.1==0 && PINB.2==0 && PINB.3==1) // putchar ( ‘i’); }; Chương trình mạch thu tín hiệu While (1) { Char ; h = getchar ( ) ; switch (h) { case ‘a’ PORTB = x FE; break; case ‘b’ PORTB = x FD; break; case ‘c’ PORTB = x FB; break; case ‘d’ PORTB = x F7; break; case ‘e’ PORTB = x EF; break; case ‘f’ PORTB = x DF; break; case ‘g’ PORTB = x FF; break; case ‘h’ PORTB = x FF; break; case ‘i’ PORTB = x FF; break; }; 01/12/2009 TRANG 85 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 01/12/2009 TRANG 86 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA