CN109003560A - 语音讲解系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种语音讲解系统，包括服务器和多个终端设备，所述服务器包括第一无线通信模块、发音文本库、语音识别关键字库、监控管理模块和终端设备数据库；终端设备包括第二无线通信模块、存储模块、TTS发音模块、拾音模块、语音识别模块、触发接收模块、D/A转换器、音频切换模块、功放电路和电源模块；电源模块包括变压器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第一稳压二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第二电容、第三电容、第三电阻、第四电阻和第四电容。本发明电路结构较为简单、方便维护、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

Description

语音讲解系统

技术领域

本发明涉及语音讲解领域，特别涉及一种语音讲解系统。

背景技术

语音讲解系统是利用计算机、无线电、通信、语音、控制、GPS、GSM等多种现代科技手段，针对旅游业和旅游景区的特点，设计和制作的向旅游者提供旅游景点解说的电子设备或系统。把电子技术引入旅游行业，开发、研制具有后科技含量多，可靠性高，实用性强的旅游电子产品，无疑会给旅游行业注入现代科技的新概念，对于提高旅游行业的服务水平和档次具有重要的现实意义。目前的语音讲解系统中的内部电路结构使用的元器件较多，布线复杂，不便于维护，且硬件成本较高。另外，目前的语音讲解系统中的内部电路缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、方便维护、成本较低、电路的安全性和可靠性较高的语音讲解系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种语音讲解系统，包括服务器和多个终端设备，所述服务器包括第一无线通信模块、发音文本库、语音识别关键字库、监控管理模块和终端设备数据库，所述第一无线通信模块用于所述服务器与各个所述终端设备之间的通信，发音文本库与所述第一无线通信模块连接、用于预先存放需要播放的文本文件及其对应的终端号，所述语音识别关键字库与所述第一无线通信模块连接、用于预先存放各个所述终端设备的语音识别关键字及其对应的终端号，所述监控管理模块与所述第一无线通信模块连接、用于监控和管理各个所述终端设备的在线状态和运行状态，所述终端设备数据库与所述第一无线通信模块连接、用于存放各终端号、状态信息、当前发音文本编号和当前识别关键字编号；

所述终端设备包括第二无线通信模块、存储模块、TTS发音模块、拾音模块、语音识别模块、触发接收模块、D/A转换器、音频切换模块、功放电路和电源模块，所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块连接、用于实现与所述服务器之间的通信，所述存储模块与所述第二无线通信模块连接、用于存放由所述第二无线通信模块传递过来的发音文本和语音识别关键字，所述TTS发音模块与所述存储模块连接、用于将发音文本进行语音合成并输出数字语音信号；所述拾音模块与所述语音识别模块连接、用于等待用户发出的语音命令并进行本地语音采集，所述语音识别模块与所述存储模块连接、用于将所述拾音模块采集到的语音信息进行建模识别，将识别后的结果与识别项进行对比，然后由所述TTS发音模块进行语音合成；所述触发接收模块与所述音频切换模块连接、用于本地触发控制所述音频切换模块，选择由机器自动讲解或人工讲解模式，所述D/A转换器分别与所述音频切换模块和TTS发音模块连接、用于将所述TTS发音模块输出的数字语音信号转换成模拟语音信号，所述音频切换模块与所述D/A转换器连接、用于切换机器合成的模拟语音信号和人工麦克风的模拟语音信号，所述功放电路与所述音频切换模块连接、用于将所述音频切换模块输出的模拟语音信号进行功率放大，所述电源模块与所述D/A转换器连接、用于供电；

所述电源模块包括变压器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第一稳压二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第二电容、第三电容、第三电阻、第四电阻和第四电容，所述变压器的初级线圈的一端连接220V交流电的一端，所述变压器的初级线圈的另一端与所述220V交流电的另一端连接，所述变压器的第一次级线圈的一端与所述第一三极管的基极连接，所述变压器的第一次级线圈的另一端与所述第二三极管的发射极连接，所述变压器的第二次级线圈的一端与所述第一三极管的发射极连接，所述变压器的第二次级线圈的另一端与所述第四三极管的发射极连接，所述变压器的第二次级线圈的中间抽头与所述第一稳压二极管的阳极连接，所述变压器的第三次级线圈的一端与所述第五三极管的发射极连接，所述变压器的第三次级线圈的另一端与所述第四三极管的基极连接；

所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的集电极、第三三极管的集电极和第一电容的一端连接，所述第二三极管的基极与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的基极分别与所述第一电容的另一端和第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端通过所述第二电容与所述第八三极管的基极连接，所述第七三极管的基极通过所述第三电容与所述第四电阻的一端连接，所述第五三极管的基极与所述第六三极管的集电极连接，所述第四三极管的集电极、第五三极管的集电极和第六三极管的发射极均连接，所述第六三极管的基极分别与所述第四电阻的另一端和第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第六三极管的发射极连接，所述第七三极管的发射极分别与所述第一电容的一端、第八三极管的发射极和第四电容的另一端连接，所述第一二极管的型号为S-183T。

在本发明所述的语音讲解系统中，所述电源模块还包括第五电容，所述第五电容的一端与所述第七三极管的发射极连接，所述第五电容的另一端与所述第八三极管的发射极连接，所述第五电容的电容值为350pF。

在本发明所述的语音讲解系统中，所述电源模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第三三极管的基极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第一电容的另一端和第一电阻的一端连接，所述第二二极管的型号为S-352T。

在本发明所述的语音讲解系统中，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第六三极管的基极连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第四电阻的另一端和第四电容的一端连接，所述第五电阻的阻值为51kΩ。

在本发明所述的语音讲解系统中，所述第一三极管、第二三极管、第四三极管和第五三极管均为NPN型三极管，所述第三三极管、第六三极管、第七三极管和第八三极管均为PNP型三极管。

在本发明所述的语音讲解系统中，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本发明的语音讲解系统，具有以下有益效果：由于设有包括服务器和多个终端设备，服务器包括第一无线通信模块、发音文本库、语音识别关键字库、监控管理模块和终端设备数据库，终端设备包括第二无线通信模块、存储模块、TTS发音模块、拾音模块、语音识别模块、触发接收模块、D/A转换器、音频切换模块、功放电路和电源模块，电源模块包括变压器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第一稳压二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第二电容、第三电容、第三电阻、第四电阻和第四电容，该电源模块相对于传统语音讲解系统的内部电路，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明语音讲解系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明语音讲解系统实施例中，该语音讲解系统的结构示意图如图1所示。图1中，该语音讲解系统包括包括服务器1和多个终端设备2(图中作为例子只画出了1个)，其中，服务器1包括第一无线通信模块11、发音文本库12、语音识别关键字库13、监控管理模块14和终端设备数据库15，第一无线通信模块11用于服务器1与各个终端设备2之间的通信，发音文本库12与第一无线通信模块11连接、用于预先存放需要播放的文本文件及其对应的终端号，语音识别关键字库13与第一无线通信模块11连接、用于预先存放各个终端设备2的语音识别关键字及其对应的终端号，监控管理模块14与第一无线通信模块11连接、用于监控和管理各个终端设备2的在线状态和运行状态，终端设备数据库15与第一无线通信模块11连接、用于存放各终端号、状态信息、当前发音文本编号和当前识别关键字编号。

终端设备2包括第二无线通信模块20、存储模块21、TTS发音模块22、拾音模块23、语音识别模块24、触发接收模块25、D/A转换器26、音频切换模块27、功放电路28和电源模块29，其中，第二无线通信模块20与第一无线通信模块11连接、用于实现与服务器1之间的通信，存储模块21与第二无线通信模块20连接、用于存放由第二无线通信模块20传递过来的发音文本和语音识别关键字，TTS发音模块22与存储模块21连接、用于将发音文本进行语音合成并输出数字语音信号；拾音模块23与语音识别模块24连接、用于等待用户发出的语音命令并进行本地语音采集，语音识别模块24与存储模块21连接、用于将拾音模块23采集到的语音信息进行建模识别，将识别后的结果与识别项进行对比，然后由TTS发音模块22进行语音合成；触发接收模块25与音频切换模块27连接、用于本地触发控制音频切换模块27，选择由机器自动讲解或人工讲解模式，D/A转换器26分别与音频切换模块27和TTS发音模块22连接、用于将TTS发音模块22输出的数字语音信号转换成模拟语音信号，音频切换模块22与D/A转换器26连接、用于切换机器合成的模拟语音信号和人工麦克风的模拟语音信号，功放电路28与音频切换模块27连接、用于将音频切换模块27输出的模拟语音信号进行功率放大，电源模块29与D/A转换器26连接、用于供电。

本实施例中，从配置好的发音文本库12和语音识别关键字库13选择需要发音的发音文本、语音识别关键字和相应终端号进行绑定；第二无线通信模块20与第一无线通信模块11进行通信，从服务器1下载其对应终端号的语音识别关键字和发音文本，并存放在存储模块21。拾音模块23接收讲解员的语音控制命令，语音识别模块24对接收的语音控制命令识别后，在存储模块21中根据识别结果找到对应的发音文本，并将发音文本储存地址传递给TTS发音模块22。TTS发音模块22将对应的发音文本转换成数字语音信号并传递给D/A转换器26转换为模拟语音信号；当触发接收模块25接收到触发信号时，由音频切换模块27将拾音模块23接收到的语音控制命令直接传送到功放电路28进行本地扩声；若触发接收模块25未收到触发信号，则由D/A转换器26将已转换的模拟语音信号传给功放电路28进行功率放大，并传送给喇叭进行播放；监控管理模块14时刻监测所有终端设备2，定时发送查询命令给每一个终端设备2，然后等待对应终端设备2的返回命令，并将对应终端设备2的在线状态和运行状态保存在终端设备数据库15中。

本实施例中，第一无线通信模块11和第二无线通信模块20均为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，可以满足不同用户和不同场合的需求，增加无线通信的灵活性。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信质量较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块29包括变压器T、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第一稳压二极管D1、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2、第三电容C3、第三电阻R3、第四电阻R4和第四电容C4，其中，变压器T的初级线圈的一端连接220V交流电的一端，变压器T的初级线圈的另一端与220V交流电的另一端连接，变压器T的第一次级线圈的一端与第一三极管Q1的基极连接，变压器T的第一次级线圈的另一端与第二三极管Q2的发射极连接，变压器T的第二次级线圈的一端与第一三极管Q1的发射极连接，变压器T的第二次级线圈的另一端与第四三极管Q4的发射极连接，变压器T的第二次级线圈的中间抽头与第一稳压二极管D1的阳极连接，变压器T的第三次级线圈的一端与第五三极管Q5的发射极连接，变压器T的第三次级线圈的另一端与第四三极管Q4的基极连接。

第一三极管Q1的集电极分别与第二三极管Q2的集电极、第三三极管Q3的集电极和第一电容C1的一端连接，第二三极管Q2的基极与第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的基极分别与第一电容C1的另一端和第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端通过第二电容C2与第八三极管Q8的基极连接，第七三极管Q7的基极通过第三电容C3与第四电阻R4的一端连接，第五三极管Q5的基极与第六三极管Q6的集电极连接，第四三极管Q4的集电极、第五三极管Q5的集电极和第六三极管Q6的发射极均连接，第六三极管Q6的基极分别与第四电阻R4的另一端和第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端与第六三极管Q6的发射极连接，第七三极管Q7的发射极分别与第一电容C1的一端、第八三极管Q8的发射极和第四电容C4的另一端连接。

该电源模块29相对于传统语音讲解系统的内部电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管D1为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为S-183T，当然，在实际应用中，第一二极管D1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，第七三极管Q7、第八三极管Q8、第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2和第三电容C3组成多谐振荡器，当220V交流电停止供电后，多谐振荡器得电起振，第七三极管Q7、第八三极管Q8的集电极轮流输出50Hz的正极性方波，此方波经过第一电容C1、第四电容C4、第一电阻R1、第四电阻R4组成的积分电路积分整形为正弦波，再经第三三极管Q3和第六三极管Q6倒相放大后分别激励第二三极管Q2和第五三极管Q5，使末级的第一三极管Q1和第四三极管A4轮流导通和截止，最后由变压器T输出50Hz的正弦波高压。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第四三极管Q4和第五三极管Q5均为NPN型三极管，第三三极管Q3、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8均为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第四三极管Q4和第五三极管Q5也可以均为PNP型三极管，第三三极管Q3、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8也可以均为NPN型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块29还包括第五电容C5，第五电容C5的一端与第七三极管Q7的发射极连接，第五电容C5的另一端与第八三极管Q8的发射极连接。第五电容C5为耦合电容，用于防止第七三极管Q7与第八三极管Q8之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电容C5的电容值为350pF，当然，在实际应用中，第五电容C5的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电源模块29还包括第二二极管D2，第二二极管D2的阳极与第三三极管Q3的基极连接，第二二极管D2的阴极分别与第一电容C1的另一端和第一电阻R1的一端连接。第二二极管D2为限流二极管，用于进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二二极管D2的型号为S-352T，当然，在实际应用中，第二二极管D2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块29还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与第六三极管Q6的基极连接，第五电阻R5的另一端分别与第四电阻R4的另一端和第四电容C4的一端连接。第五电阻R5为限流电阻，用于对第六三极管Q6的基极电流进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为51kΩ，当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该电源模块29相对于传统语音讲解系统的内部电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块29中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种语音讲解系统，其特征在于，包括服务器和多个终端设备，所述服务器包括第一无线通信模块、发音文本库、语音识别关键字库、监控管理模块和终端设备数据库，所述第一无线通信模块用于所述服务器与各个所述终端设备之间的通信，发音文本库与所述第一无线通信模块连接、用于预先存放需要播放的文本文件及其对应的终端号，所述语音识别关键字库与所述第一无线通信模块连接、用于预先存放各个所述终端设备的语音识别关键字及其对应的终端号，所述监控管理模块与所述第一无线通信模块连接、用于监控和管理各个所述终端设备的在线状态和运行状态，所述终端设备数据库与所述第一无线通信模块连接、用于存放各终端号、状态信息、当前发音文本编号和当前识别关键字编号；

所述终端设备包括第二无线通信模块、存储模块、TTS发音模块、拾音模块、语音识别模块、触发接收模块、D/A转换器、音频切换模块、功放电路和电源模块，所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块连接、用于实现与所述服务器之间的通信，所述存储模块与所述第二无线通信模块连接、用于存放由所述第二无线通信模块传递过来的发音文本和语音识别关键字，所述TTS发音模块与所述存储模块连接、用于将发音文本进行语音合成并输出数字语音信号；所述拾音模块与所述语音识别模块连接、用于等待用户发出的语音命令并进行本地语音采集，所述语音识别模块与所述存储模块连接、用于将所述拾音模块采集到的语音信息进行建模识别，将识别后的结果与识别项进行对比，然后由所述TTS发音模块进行语音合成；所述触发接收模块与所述音频切换模块连接、用于本地触发控制所述音频切换模块，选择由机器自动讲解或人工讲解模式，所述D/A转换器分别与所述音频切换模块和TTS发音模块连接、用于将所述TTS发音模块输出的数字语音信号转换成模拟语音信号，所述音频切换模块与所述D/A转换器连接、用于切换机器合成的模拟语音信号和人工麦克风的模拟语音信号，所述功放电路与所述音频切换模块连接、用于将所述音频切换模块输出的模拟语音信号进行功率放大，所述电源模块与所述D/A转换器连接、用于供电；

所述电源模块包括变压器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第一稳压二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第二电容、第三电容、第三电阻、第四电阻和第四电容，所述变压器的初级线圈的一端连接220V交流电的一端，所述变压器的初级线圈的另一端与所述220V交流电的另一端连接，所述变压器的第一次级线圈的一端与所述第一三极管的基极连接，所述变压器的第一次级线圈的另一端与所述第二三极管的发射极连接，所述变压器的第二次级线圈的一端与所述第一三极管的发射极连接，所述变压器的第二次级线圈的另一端与所述第四三极管的发射极连接，所述变压器的第二次级线圈的中间抽头与所述第一稳压二极管的阳极连接，所述变压器的第三次级线圈的一端与所述第五三极管的发射极连接，所述变压器的第三次级线圈的另一端与所述第四三极管的基极连接；

所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的集电极、第三三极管的集电极和第一电容的一端连接，所述第二三极管的基极与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的基极分别与所述第一电容的另一端和第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端通过所述第二电容与所述第八三极管的基极连接，所述第七三极管的基极通过所述第三电容与所述第四电阻的一端连接，所述第五三极管的基极与所述第六三极管的集电极连接，所述第四三极管的集电极、第五三极管的集电极和第六三极管的发射极均连接，所述第六三极管的基极分别与所述第四电阻的另一端和第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第六三极管的发射极连接，所述第七三极管的发射极分别与所述第一电容的一端、第八三极管的发射极和第四电容的另一端连接，所述第一二极管的型号为S-183T。

2.根据权利要求1所述的语音讲解系统，其特征在于，所述电源模块还包括第五电容，所述第五电容的一端与所述第七三极管的发射极连接，所述第五电容的另一端与所述第八三极管的发射极连接，所述第五电容的电容值为350pF。

3.根据权利要求2所述的语音讲解系统，其特征在于，所述电源模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第三三极管的基极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第一电容的另一端和第一电阻的一端连接，所述第二二极管的型号为S-352T。

4.根据权利要求3所述的语音讲解系统，其特征在于，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第六三极管的基极连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第四电阻的另一端和第四电容的一端连接，所述第五电阻的阻值为51kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的语音讲解系统，其特征在于，所述第一三极管、第二三极管、第四三极管和第五三极管均为NPN型三极管，所述第三三极管、第六三极管、第七三极管和第八三极管均为PNP型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的语音讲解系统，其特征在于，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。