CN110211607A - 一种基于传感网络的英语学习系统 - Google Patents

一种基于传感网络的英语学习系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110211607A
CN110211607A CN201910598547.9A CN201910598547A CN110211607A CN 110211607 A CN110211607 A CN 110211607A CN 201910598547 A CN201910598547 A CN 201910598547A CN 110211607 A CN110211607 A CN 110211607A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
connect
resistance
input terminal
transporting discharging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910598547.9A
Other languages
English (en)
Inventor
姜彩霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Traditional Chinese Medicine
Original Assignee
Shandong University of Traditional Chinese Medicine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Traditional Chinese Medicine filed Critical Shandong University of Traditional Chinese Medicine
Priority to CN201910598547.9A priority Critical patent/CN110211607A/zh
Publication of CN110211607A publication Critical patent/CN110211607A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/06—Electrically-operated educational appliances with both visual and audible presentation of the material to be studied
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G10L25/03—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters
    • G10L25/18—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters the extracted parameters being spectral information of each sub-band
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G10L25/48—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G10L25/48—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use
    • G10L25/51—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use for comparison or discrimination

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electrically Operated Instructional Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于传感网络的英语学习系统，利用第一声音传感器、第二声音传感器、第三声音传感器、信号处理电路、中央处理装置、智能分析模块、比对模块、无线传输装置以及显示装置对用户读音进行监测，三个声音传感器采集用户的读音信号，并将采集的读音信号传输至信号处理电路进行信号放大和信号滤波处理，然后再通过智能分析模块和比对模块对采集的读音信号标准与否进行评判，如此能够有效、准确的对用户读音进行评判，进而有助于用户英语读音学习。

Description

一种基于传感网络的英语学习系统
技术领域：
本发明涉及智能学习领域，尤其涉及一种基于传感网络的英语学习系统。
背景技术：
语言是交流思想的工具。作为交际工具的语言是由语音、词汇和语法构成的。语言的这三大要素也就是心理学家所说的音、形、义。这三者当中任何一项都不是语言，也不能单独地起语言的交际作用。但是，这并不妨碍每一项自成体系，各自发展为独立的研究科目。由于语音是语言学习的首位要素，就应该说，语言首先是有声的，其次才是有形的。人们学会任何一种母语，必须遵循这一语言规律，首先学会的是有声的语言，然后才是书面的语言。人们在学习任何一门外语时，尤其是学生，没有较好的环境时，虽然不能说必须首先学会口语，但是必须首先学习语音知识。三者当中，语音是语言的物质外壳，是语言口语交流的基本物质单位。简单地说，语音就是指语言的声音，每一种语言都有其不同的语音体系。具有完整的发音系统的英语语音，就是指英语语言的声音。进而，英语语音能力是指那些能够使人成功掌握英语语音的能力，其中包括:敏锐的听觉，用以区别英语的不同声音；良好的动觉(发音)，用以准确地发出英语语音和掌握新的发声部位；区别所感知和发出的英语语音中的语调特征；听觉及动觉的控制力发声运动的协调功能等。
英语语音学习策略主要涵盖两个方面的内容:学习者对英语语音学习的认识和英语语音学习的方法。可以肯定地说，学习策略直接影响学习成绩，不同的学习策略产生不同的学习效果，而成功的策略因人而异，因时而变。英语语音学习的出发点是学习者。
语音教学是外语启蒙教学，是整个外语教学的首要基础。其它外语知识的教学和外语技能的培养都依赖于这一基础。英语语音是学习英语的第一步，也是整个英语学习的基础。学好英语首先要解决发音问题。如果不学会发音，不掌握语音知识，就不会诵读。不会诵读，就难以记忆单词和学习语法，从而也就谈不上学会或学好外语。从语言交际的角度来看，没有一个正确的语音发音，必然影响语言听懂能力的获得。要想进行自由的英语口语交际，势必不成。可以这样认为，语音教与学效果的好坏会影响到整个语言教与学的成败。因此，任何外语教学课程都必须充分重视语音教学，任何轻视语音教学的想法和做法都是不符合语言学习规律的。
现有技术中，仅仅是通过人为进行英语发音指导，缺乏系统性和统一性，更加缺乏准确性，因此，对于英语学习者来说，一种智能的英语发音学习系统在英语学习中显得尤为重要。
发明内容：
因此，为了克服上述问题，本发明提供一种基于传感网络的英语学习系统，利用第一声音传感器、第二声音传感器、第三声音传感器、信号处理电路、中央处理装置、智能分析模块、比对模块、无线传输装置以及显示装置对用户读音进行监测，三个声音传感器采集用户的读音信号，并将采集的读音信号传输至信号处理电路进行信号放大和信号滤波处理，然后再通过智能分析模块和比对模块对采集的读音信号标准与否进行评判，如此能够有效、准确的对用户读音进行评判，进而有助于用户英语读音学习。
本发明提供的基于传感网络的英语学习系统包括第一声音传感器、第二声音传感器、第三声音传感器、信号处理电路、中央处理装置、智能分析模块、比对模块、无线传输装置以及显示装置。
其中，第一声音传感器、第二声音传感器以及第三声音传感器构成等边三角形，且两两之间距离相等，用户站立于上述由第一声音传感器、第二声音传感器以及第三声音传感器构成的等边三角形中心位置，第一声音传感器、第二声音传感器以及第三声音传感器均用于采集用户读音信号。
其中，第一声音传感器的输出端、第二声音传感器的输出端以及第三声音传感器的输出端均与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与中央处理装置的输入端连接，中央处理装置的输出端与智能分析模块的输入端连接，智能分析模块的输出端与比对模块的输入端连接，比对模块的输出端与中央处理装置的输入端连接，中央处理装置通过无线传输装置与显示装置连接。
优选的是，第一声音传感器、第二声音传感器以及第三声音传感器连续3次对用户的读音进行采集，并将采集的读音信号均传输至信号处理电路进行信号处理后再传输至中央处理装置，中央处理装置将接收到的3路读音信号传输至智能分析模块，智能分析模块利用快速傅里叶变换对接收到的3路读音信号进行时频变换，得到3路声音传感器每次采样信号频谱中预设频段各分量的幅值，再对每路声音传感器3次读音信号频谱中预设频段内读音信号的全部分量幅值进行求和，得到每路声音传感器每次采样的读音信号频谱各分量幅值之和Xi，i＝1,2,3，并将Xi传输至比对模块。
优选的是，预设频段为10Hz-60Hz。
优选的是，比对模块内存储有与用户所读单词读音对应的幅值Y，比对模块根据接收到的Xi和Y的比值确定用户读音是否准确。
优选的是，比对模块根据接收到的Xi和Y的比值确定用户读音是否准确，其中，Ki＝|(Xi/Y)-1|，若Ki≤0.2，则比对模块发生第一信号至中央处理装置，若0.2＜Ki≤0.4，则比对模块发生第二信号至中央处理装置，若Ki＞0.4，则比对模块发生第三信号至中央处理装置。
优选的是，中央处理装置接收到第一信号后，中央处理装置通过无线传输装置控制显示装置显示“优秀”，中央处理装置接收到第二信号后，中央处理装置通过无线传输装置控制显示装置显示“合格”，中央处理装置接收到第三信号后，中央处理装置通过无线传输装置控制显示装置显示“不合格”。
优选的是，第一声音传感器的输出端、第二声音传感器的输出端以及第三声音传感器的输出端均与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路对接收到的上述3个声音传感器的读音信号依次进行信号放大和信号滤波处理后传输至中央处理装置。
优选的是，3个声音传感器用于采集用户读音信号，将采集的读音信号转换为电流信号I0，并将电流信号I0传输至信号处理电路，V1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，3个声音传感器的输出端均与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理装置的输入端连接。
优选的是，信号放大单元包括集成运放A1-A4、三极管VT1-VT2、电容C1-C4和电阻R1-R6。
其中，声音传感器的输出端与集成运放A1的同相输入端连接，集成运放A1的反相输入端与三极管VT1的集电极连接，集成运放A1的反相输入端与集成运放A1的输出端连接，三极管VT1的基极与集成运放A1的输出端连接，电阻R1的一端与三极管VT1的发射极连接，电阻R1的一端还与电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与集成运放A3的输出端连接，集成运放A3的反相输入端与集成运放A3的输出端连接，集成运放A3的同相输入端与集成运放A4的输出端连接，电阻R2的另一端与电容C3的一端连接，电阻R2的另一端还与集成运放A3的同相输入端连接，电容C3的另一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R4的一端接地，电阻R4的另一端与三极管VT2的集电极连接，电阻R4的另一端还与集成运放A4的同相输入端连接，集成运放A4的反相输入端与电阻R6的一端连接，集成运放A1的输出端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R3和电容C4并联后的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R3和电容C4并联后的另一端与集成运放A3的输出端连接，集成运放A2的输出端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与三极管VT2的基极连接，三极管VT1的发射极与三极管VT2的发射极连接，电阻R6的另一端与三极管VT2的基极连接，电容C2的一端接地，电容C2的另一端与集成运放A2的同相输入端连接，电容C2的另一端还与LT6650芯片的OUT引脚连接，LT6650芯片的GND引脚接地，LT6650芯片的IN引脚与+5V电源连接，电容C1的一端接地，电容C1的另一端与+5V电源连接，电阻R5的一端与信号滤波单元的输入端连接。
优选的是，信号滤波单元包括其特征在于，信号滤波单元包括电阻R7-R8、电容C5-C6以及集成运放A5。
其中，信号放大单元的输出端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电容C6的一端连接，电阻R7的另一端还与电容C5的一端连接，电阻R8的一端与电容C6的另一端连接，电阻R8的一端还与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R8的另一端与电容C5的另一端连接，电容C5的另一端与集成运放A5的输出端连接，集成运放A5的同相输入端接地，集成运放A5的输出端与中央处理装置的输入端连接，信号滤波单元将电压信号V1传输至中央处理装置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供一种基于传感网络的英语学习系统，利用第一声音传感器、第二声音传感器、第三声音传感器、信号处理电路、中央处理装置、智能分析模块、比对模块、无线传输装置以及显示装置对用户读音进行监测，三个声音传感器采集用户的读音信号，并将采集的读音信号传输至信号处理电路进行信号放大和信号滤波处理，然后再通过智能分析模块和比对模块对采集的读音信号标准与否进行评判，如此能够有效、准确的对用户读音进行评判，进而有助于用户英语读音学习。
(2)本发明提供的一种基于传感网络的英语学习系统，本发明的发明点还在于由于声音传感器采集的信号为微弱的电流信号，因而信号放大单元通过集成运放A1-A4、三极管VT1-VT2、电容C1-C4和电阻R1-R6对声音传感器输出的电压V0进行放大处理，由集成运放A1-A4、三极管VT1-VT2、电容C1-C4和电阻R1-R6构成的信号放大单元只有0.7μV/℃的漂移、2μV以内的偏移、100pA偏置电流和0.1Hz到10Hz宽带内1.1nV的噪声。其中，信号滤波单元使用电阻R7-R8、电容C5-C6以及集成运放A5对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了对用户读音检测的精度。
附图说明：
图1为本发明的基于传感网络的英语学习系统的传感器布置图；
图2为本发明的基于传感网络的英语学习系统的功能图；
图3为本发明的信号处理电路的电路图。
附图标记：
1-第一声音传感器；2-第二声音传感器；3-第三声音传感器；4-站立区域。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明提供的基于传感网络的英语学习系统进行详细说明。
如图1-2所示，本发明提供的基于传感网络的英语学习系统包括第一声音传感器1、第二声音传感器2、第三声音传感器3、信号处理电路、中央处理装置、智能分析模块、比对模块、无线传输装置以及显示装置。
其中，第一声音传感器1、第二声音传感器2以及第三声音传感器3构成等边三角形，且两两之间距离相等，用户站立于上述由第一声音传感器1、第二声音传感器2以及第三声音传感器3构成的等边三角形中心位置，即图中所示的站立区域4。第一声音传感器1、第二声音传感器2以及第三声音传感器3均用于采集用户读音信号。
其中，第一声音传感器1的输出端、第二声音传感器2的输出端以及第三声音传感器3的输出端均与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与中央处理装置的输入端连接，中央处理装置的输出端与智能分析模块的输入端连接，智能分析模块的输出端与比对模块的输入端连接，比对模块的输出端与中央处理装置的输入端连接，中央处理装置通过无线传输装置与显示装置连接。
上述实施方式中，利用第一声音传感器1、第二声音传感器2、第三声音传感器3、信号处理电路、中央处理装置、智能分析模块、比对模块、无线传输装置以及显示装置对用户读音进行监测，三个声音传感器采集用户的读音信号，并将采集的读音信号传输至信号处理电路进行信号放大和信号滤波处理，然后再通过智能分析模块和比对模块对采集的读音信号标准与否进行评判，如此能够有效、准确的对用户读音进行评判，进而有助于用户英语读音学习。
具体地，第一声音传感器1、第二声音传感器2以及第三声音传感器3连续3次对用户的读音进行采集，并将采集的读音信号均传输至信号处理电路进行信号处理后再传输至中央处理装置，中央处理装置将接收到的3路读音信号传输至智能分析模块，智能分析模块利用快速傅里叶变换对接收到的3路读音信号进行时频变换，得到3路声音传感器每次采样信号频谱中预设频段各分量的幅值，再对每路声音传感器3次读音信号频谱中预设频段内读音信号的全部分量幅值进行求和，得到每路声音传感器每次采样的读音信号频谱各分量幅值之和Xi，i＝1,2,3，并将Xi传输至比对模块。
具体地，预设频段为10Hz-60Hz。
具体地，比对模块内存储有与用户所读单词读音对应的幅值Y，比对模块根据接收到的Xi和Y的比值确定用户读音是否准确。
具体地，比对模块根据接收到的Xi和Y的比值确定用户读音是否准确，其中，Ki＝|(Xi/Y)-1|，若Ki≤0.2，则比对模块发生第一信号至中央处理装置，若0.2＜Ki≤0.4，则比对模块发生第二信号至中央处理装置，若Ki＞0.4，则比对模块发生第三信号至中央处理装置。
具体地，中央处理装置接收到第一信号后，中央处理装置通过无线传输装置控制显示装置显示“优秀”，中央处理装置接收到第二信号后，中央处理装置通过无线传输装置控制显示装置显示“合格”，中央处理装置接收到第三信号后，中央处理装置通过无线传输装置控制显示装置显示“不合格”。
具体地，第一声音传感器1的输出端、第二声音传感器2的输出端以及第三声音传感器3的输出端均与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路对接收到的上述3个声音传感器的读音信号依次进行信号放大和信号滤波处理后传输至中央处理装置。
如图3所示，3个声音传感器用于采集用户读音信号，将采集的读音信号转换为电流信号I0，并将电流信号I0传输至信号处理电路，V1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，3个声音传感器的输出端均与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理装置的输入端连接。
具体地，信号放大单元包括集成运放A1-A4、三极管VT1-VT2、电容C1-C4和电阻R1-R6。
其中，声音传感器的输出端与集成运放A1的同相输入端连接，集成运放A1的反相输入端与三极管VT1的集电极连接，集成运放A1的反相输入端与集成运放A1的输出端连接，三极管VT1的基极与集成运放A1的输出端连接，电阻R1的一端与三极管VT1的发射极连接，电阻R1的一端还与电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与集成运放A3的输出端连接，集成运放A3的反相输入端与集成运放A3的输出端连接，集成运放A3的同相输入端与集成运放A4的输出端连接，电阻R2的另一端与电容C3的一端连接，电阻R2的另一端还与集成运放A3的同相输入端连接，电容C3的另一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R4的一端接地，电阻R4的另一端与三极管VT2的集电极连接，电阻R4的另一端还与集成运放A4的同相输入端连接，集成运放A4的反相输入端与电阻R6的一端连接，集成运放A1的输出端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R3和电容C4并联后的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R3和电容C4并联后的另一端与集成运放A3的输出端连接，集成运放A2的输出端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与三极管VT2的基极连接，三极管VT1的发射极与三极管VT2的发射极连接，电阻R6的另一端与三极管VT2的基极连接，电容C2的一端接地，电容C2的另一端与集成运放A2的同相输入端连接，电容C2的另一端还与LT6650芯片的OUT引脚连接，LT6650芯片的GND引脚接地，LT6650芯片的IN引脚与+5V电源连接，电容C1的一端接地，电容C1的另一端与+5V电源连接，电阻R5的一端与信号滤波单元的输入端连接。
具体地，信号滤波单元包括其特征在于，信号滤波单元包括电阻R7-R8、电容C5-C6以及集成运放A5。
其中，信号放大单元的输出端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电容C6的一端连接，电阻R7的另一端还与电容C5的一端连接，电阻R8的一端与电容C6的另一端连接，电阻R8的一端还与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R8的另一端与电容C5的另一端连接，电容C5的另一端与集成运放A5的输出端连接，集成运放A5的同相输入端接地，集成运放A5的输出端与中央处理装置的输入端连接，信号滤波单元将电压信号V1传输至中央处理装置。
上述实施方式中，信号处理电路的噪声在1.1nV以内，漂移为0.7μV/℃，集成运放A1-A4的型号均为LT1797，由于集成运放A1的直流偏移与漂移并不会影响电路的整体偏移，从而使得电路有着极低的偏移和漂移。
在信号放大单元中，电阻R1的阻值为100Ω，电阻R2的阻值为100Ω，电阻R3的阻值为100KΩ，电阻R4的阻值为133KΩ，电阻R5的阻值为1.58KΩ，电阻R6的阻值为1KΩ，三极管VT1-VT2的型号均为2N3904，电容C1的电容值为1μF，电容C2的电容值为1μF，电容C3的电容值为33μF，电容C4的电容值为1000pF。
在信号放大单元中，电阻R6为精密电阻PT146，信号放大单元中采用四个集成运算放大器A1-A4对传感器采集的信号进行信号放大处理，在此电路中，电流若变化一个数量级，则输出电压以对数方式上升。
信号放大单元的输出电压信号为V01。
在信号滤波单元中，电阻R7-R8的阻值、电容C5-C6的电容值为根据滤波需求进行设置。
信号滤波单元的输出信号为V1，电阻R7和电容C6之间节点的电压为V02，分析得：
V1＝-s·R8·C6·V02；
其中，s为拉普拉斯算子；
又有：
消去V02，并将s转换为jω，可得：
则，滤波频率为ω0，滤波质量参数为Q：
由于声音传感器采集的信号为微弱的电流信号，因而信号放大单元通过集成运放A1-A4、三极管VT1-VT2、电容C1-C4和电阻R1-R6对声音传感器输出的电压V0进行放大处理，由集成运放A1-A4、三极管VT1-VT2、电容C1-C4和电阻R1-R6构成的信号放大单元只有0.7μV/℃的漂移、2μV以内的偏移、100pA偏置电流和0.1Hz到10Hz宽带内1.1nV的噪声。其中，信号滤波单元使用电阻R7-R8、电容C5-C6以及集成运放A5对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了对用户读音检测的精度。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，所述基于传感网络的英语学习系统包括第一声音传感器(1)、第二声音传感器(2)、第三声音传感器(3)、信号处理电路、中央处理装置、智能分析模块、比对模块、无线传输装置以及显示装置；
其中，所述第一声音传感器(1)、所述第二声音传感器(2)以及所述第三声音传感器(3)构成等边三角形，且两两之间距离相等，用户站立于上述由所述第一声音传感器(1)、所述第二声音传感器(2)以及所述第三声音传感器(3)构成的等边三角形中心位置，所述第一声音传感器(1)、所述第二声音传感器(2)以及所述第三声音传感器(3)均用于采集用户读音信号；
其中，所述第一声音传感器(1)的输出端、所述第二声音传感器(2)的输出端以及所述第三声音传感器(3)的输出端均与所述信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路的输出端与所述中央处理装置的输入端连接，所述中央处理装置的输出端与所述智能分析模块的输入端连接，所述智能分析模块的输出端与所述比对模块的输入端连接，所述比对模块的输出端与所述中央处理装置的输入端连接，所述中央处理装置通过所述无线传输装置与所述显示装置连接。
2.根据权利要求1所述的基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，所述第一声音传感器(1)、所述第二声音传感器(2)以及所述第三声音传感器(3)连续3次对用户的读音进行采集，并将采集的读音信号均传输至所述信号处理电路进行信号处理后再传输至所述中央处理装置，所述中央处理装置将接收到的3路读音信号传输至所述智能分析模块，所述智能分析模块利用快速傅里叶变换对接收到的3路读音信号进行时频变换，得到3路声音传感器每次采样信号频谱中预设频段各分量的幅值，再对每路声音传感器3次读音信号频谱中所述预设频段内读音信号的全部分量幅值进行求和，得到每路声音传感器每次采样的读音信号频谱各分量幅值之和Xi，i＝1,2,3，并将Xi传输至所述比对模块。
3.根据权利要求2所述的基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，所述预设频段为10Hz-60Hz。
4.根据权利要求2所述的基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，所述比对模块内存储有与用户所读单词读音对应的幅值Y，所述比对模块根据接收到的Xi和Y的比值确定用户读音是否准确。
5.根据权利要求4所述的基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，所述比对模块根据接收到的Xi和Y的比值确定用户读音是否准确，其中，Ki＝|(Xi/Y)-1|，若Ki≤0.2，则所述比对模块发生第一信号至所述中央处理装置，若0.2＜Ki≤0.4，则所述比对模块发生第二信号至所述中央处理装置，若Ki＞0.4，则所述比对模块发生第三信号至所述中央处理装置。
6.根据权利要求5所述的基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，所述中央处理装置接收到所述第一信号后，所述中央处理装置通过所述无线传输装置控制所述显示装置显示“优秀”，所述中央处理装置接收到所述第二信号后，所述中央处理装置通过所述无线传输装置控制所述显示装置显示“合格”，所述中央处理装置接收到所述第三信号后，所述中央处理装置通过所述无线传输装置控制所述显示装置显示“不合格”。
7.根据权利要求1所述的基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，所述第一声音传感器(1)的输出端、所述第二声音传感器(2)的输出端以及所述第三声音传感器(3)的输出端均与所述信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路对接收到的上述3个声音传感器的读音信号依次进行信号放大和信号滤波处理后传输至所述中央处理装置。
8.根据权利要求1或7所述的基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，3个声音传感器用于采集用户读音信号，将采集的读音信号转换为电流信号I0，并将电流信号I0传输至所述信号处理电路，V1为经过所述信号处理电路处理后的电压信号，所述信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，3个声音传感器的输出端均与所述信号放大单元的输入端连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接，所述信号滤波单元的输出端与所述中央处理装置的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，所述信号放大单元包括集成运放A1-A4、三极管VT1-VT2、电容C1-C4和电阻R1-R6；
其中，声音传感器的输出端与集成运放A1的同相输入端连接，集成运放A1的反相输入端与三极管VT1的集电极连接，集成运放A1的反相输入端与集成运放A1的输出端连接，三极管VT1的基极与集成运放A1的输出端连接，电阻R1的一端与三极管VT1的发射极连接，电阻R1的一端还与电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与集成运放A3的输出端连接，集成运放A3的反相输入端与集成运放A3的输出端连接，集成运放A3的同相输入端与集成运放A4的输出端连接，电阻R2的另一端与电容C3的一端连接，电阻R2的另一端还与集成运放A3的同相输入端连接，电容C3的另一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R4的一端接地，电阻R4的另一端与三极管VT2的集电极连接，电阻R4的另一端还与集成运放A4的同相输入端连接，集成运放A4的反相输入端与电阻R6的一端连接，集成运放A1的输出端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R3和电容C4并联后的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R3和电容C4并联后的另一端与集成运放A3的输出端连接，集成运放A2的输出端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与三极管VT2的基极连接，三极管VT1的发射极与三极管VT2的发射极连接，电阻R6的另一端与三极管VT2的基极连接，电容C2的一端接地，电容C2的另一端与集成运放A2的同相输入端连接，电容C2的另一端还与LT6650芯片的OUT引脚连接，LT6650芯片的GND引脚接地，LT6650芯片的IN引脚与+5V电源连接，电容C1的一端接地，电容C1的另一端与+5V电源连接，电阻R5的一端与所述信号滤波单元的输入端连接。
10.根据权利要求9所述的基于传感网络的英语学习系统，其特征在于，所述信号滤波单元包括其特征在于，所述信号滤波单元包括电阻R7-R8、电容C5-C6以及集成运放A5；
其中，所述信号放大单元的输出端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电容C6的一端连接，电阻R7的另一端还与电容C5的一端连接，电阻R8的一端与电容C6的另一端连接，电阻R8的一端还与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R8的另一端与电容C5的另一端连接，电容C5的另一端与集成运放A5的输出端连接，集成运放A5的同相输入端接地，集成运放A5的输出端与所述中央处理装置的输入端连接，所述信号滤波单元将电压信号V1传输至所述中央处理装置。
CN201910598547.9A 2019-07-04 2019-07-04 一种基于传感网络的英语学习系统 Withdrawn CN110211607A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910598547.9A CN110211607A (zh) 2019-07-04 2019-07-04 一种基于传感网络的英语学习系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910598547.9A CN110211607A (zh) 2019-07-04 2019-07-04 一种基于传感网络的英语学习系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110211607A true CN110211607A (zh) 2019-09-06

Family

ID=67796137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910598547.9A Withdrawn CN110211607A (zh) 2019-07-04 2019-07-04 一种基于传感网络的英语学习系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110211607A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110706527A (zh) * 2019-11-11 2020-01-17 郑州财经学院 一种智能英语教学系统
CN110763680A (zh) * 2019-11-07 2020-02-07 郑州铁路职业技术学院 一种医学3d打印模型测量分析系统
CN111260974A (zh) * 2020-03-11 2020-06-09 湖北文理学院 一种基于传感网络的英语学习系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102427418A (zh) * 2011-12-09 2012-04-25 福州海景科技开发有限公司 基于语音识别的智能家居的系统
CN103474082A (zh) * 2013-09-16 2013-12-25 无敌科技(西安)有限公司 多路麦克风伴唱评分系统及其方法
CN103928023A (zh) * 2014-04-29 2014-07-16 广东外语外贸大学 一种语音评分方法及系统
CN105223444A (zh) * 2015-10-20 2016-01-06 国家电网公司 油浸式变压器内部局部过热判断与过热点定位方法
CN106355960A (zh) * 2016-11-02 2017-01-25 河南理工大学 一种交互式英语学习系统及方法
CN108008296A (zh) * 2017-11-27 2018-05-08 河海大学 一种双馈异步发电机局部过热故障诊断方法
CN109817318A (zh) * 2019-03-22 2019-05-28 泰州乐税宝信息科技有限公司 一种基于大数据的个人健康监测系统
CN109817215A (zh) * 2019-03-15 2019-05-28 山东顺势教育科技有限公司 英语词句的语音识别、测评及纠正系统
CN109949924A (zh) * 2019-03-22 2019-06-28 南京梵科智能科技有限公司 一种智能健康监护系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102427418A (zh) * 2011-12-09 2012-04-25 福州海景科技开发有限公司 基于语音识别的智能家居的系统
CN103474082A (zh) * 2013-09-16 2013-12-25 无敌科技(西安)有限公司 多路麦克风伴唱评分系统及其方法
CN103928023A (zh) * 2014-04-29 2014-07-16 广东外语外贸大学 一种语音评分方法及系统
CN105223444A (zh) * 2015-10-20 2016-01-06 国家电网公司 油浸式变压器内部局部过热判断与过热点定位方法
CN106355960A (zh) * 2016-11-02 2017-01-25 河南理工大学 一种交互式英语学习系统及方法
CN108008296A (zh) * 2017-11-27 2018-05-08 河海大学 一种双馈异步发电机局部过热故障诊断方法
CN109817215A (zh) * 2019-03-15 2019-05-28 山东顺势教育科技有限公司 英语词句的语音识别、测评及纠正系统
CN109817318A (zh) * 2019-03-22 2019-05-28 泰州乐税宝信息科技有限公司 一种基于大数据的个人健康监测系统
CN109949924A (zh) * 2019-03-22 2019-06-28 南京梵科智能科技有限公司 一种智能健康监护系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110763680A (zh) * 2019-11-07 2020-02-07 郑州铁路职业技术学院 一种医学3d打印模型测量分析系统
CN110706527A (zh) * 2019-11-11 2020-01-17 郑州财经学院 一种智能英语教学系统
CN111260974A (zh) * 2020-03-11 2020-06-09 湖北文理学院 一种基于传感网络的英语学习系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110211607A (zh) 一种基于传感网络的英语学习系统
Harris et al. Some aspects of the production of oral and nasal labial stops
TW521266B (en) Perceptual phonetic feature speech recognition system and method
Risberg Visual aids for speech correction
Kello et al. A neural network model of the articulatory-acoustic forward mapping trained on recordings of articulatory parameters
CN109409308A (zh) 一种基于鸟类鸣声的鸟类物种识别的方法
CN102723077A (zh) 汉语教学语音合成方法及装置
CN111312255A (zh) 一种基于语音识别的词语拼音音调读音自我纠正装置
Deng et al. Disordered speech recognition using acoustic and sEMG signals.
Moritz et al. Integration of optimized modulation filter sets into deep neural networks for automatic speech recognition
Jiang et al. Improvements on a trainable letter-to-sound converter
CN110189559A (zh) 一种智能英语发音教学系统
CN107591163B (zh) 一种发音探测方法及装置、语音范畴学习方法及系统
Smith Elicitation of slips of the tongue from young children: A new method and preliminary observations
Ge et al. Improving mispronunciation detection using adaptive frequency scale
Blomberg et al. Collection and recognition of children’s speech in the PF-Star project
Badenhorst et al. The limitations of data perturbation for ASR of learner data in under-resourced languages
Speights Atkins et al. Towards automated detection of similarities and differences in bilingual speakers
Simpson et al. Detecting larynx movement in non-pulmonic consonants using dual-channel electroglottography
tat Vu et al. An LP-based blind model for restoring bone-conducted speech
Abdul-Kadir et al. Modelling of the Arabic plosive consonants characteristics based on spectrogram
Laméris The effect of lexical status of pitch in the L1 and extralinguistic factors on L2 tone acquisition
CN112967538B (zh) 一种英语发音信息采集系统
Vu et al. Method of LP-based blind restoration for improving intelligibility of bone-conducted speech.
Valdman Teaching the French vowels

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190906