CN206105867U - 一种智能语音机器人控制系统 - Google Patents

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毕盛
郑国飞
闵华清
董敏
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Abstract

本实用新型公开了一种智能语音机器人控制系统，包括直流电源模块，用于提供稳定直流电压；主控制芯片模块，用于对采集到的语音数据进行处理和发出语音；语音采集模块，用于采集语音信号；语音发声模块，用于发出语音信号；机器人控制模块，用于对机器人舵机进行控制；按钮输入模块，用于设置学习语音词汇；LED灯输出显示模块，用于对系统的状态进行显示。本实用新型可以实现对词语的识别，并根据识别的结果控制机器人运动，具有便携性、可靠性高、低功耗、造价低、智能化程度高、制造维护方便等优点。

Description

一种智能语音机器人控制系统
技术领域
本实用新型涉及人机语音交互技术领域，尤其是指一种基于智能语音的机器人控制系统。
背景技术
人类在平时的交流过程中,语音交互是最直接的交互方式。但在语音交互过程中，语音的的辨识以及合成都是较为挑战的研究问题，人们在这方面做了较多的研究，尤其是在电脑上实现了语音识别和合成的技术，并用于人们的生产生活当中。但在有些场合，主要是用语音来控制一些设备如机器人执行一些动作，并不需要太复杂的人机对话交互，所以此时在这些场合用电脑来完成这些功能，浪费了电脑资源，提高了功耗和增加了成本。因此本设计利用针对语音处理方面较强的嵌入式芯片，开发出一套机器人语音控制系统，从而降低了成本、体积和功耗，便于在智能机器人语音控制方面的推广。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种基于智能语音的机器人控制系统，可以实现对词语的识别，并根据识别的结果控制机器人运动。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种智能语音机器人控制系统，包括：
直流电源模块，用于提供稳定直流电压；
主控制芯片模块，用于对采集到的语音数据进行处理和发出语音；
语音采集模块，用于采集语音信号；
语音发声模块，用于发出语音信号；
机器人控制模块，用于对机器人舵机进行控制；
按钮输入模块，用于设置学习语音词汇；
LED灯输出显示模块，用于对系统的状态进行显示；
其中，所述直流电源模块的输入电源采用锂电池供电:7.2～8.4V,1000mAh，通过稳压芯片LM1117-3.3V产生3.3V电压为主控制芯片模块提供电源，同时利用芯片LM2596产生6V电压为舵机供电；所述主控制芯片模块采用SPCE061A芯片，芯片集成有单通道声音A/D转换器和2个10位D/A转换输出通道；所述语音采集模块通过SPCE061A芯片的单通道声音A/D转换器的输入通道进行采集，此通道内置麦克风放大器并具有自动增益控制功能，使采集到的语音信号维持在最佳电平，整个采集模块在对应管脚上连接电阻和电容；所述语音发声模块通过SPCE061A芯片的DAC接口外接功放电路和扬声器；所述机器人控制模块连接舵机的控制接口，通过产生脉冲信号控制舵机转动；所述按钮输入模块设计有2路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，在改变按钮状态时能够产生出高低电平；所述LED灯输出显示模块设计有2路LED电路，通过连接限流电阻芯片直接产生高低电平驱动LED灯亮灭。
所述语音采集模块设置有咪头输入电路，所述咪头输入电路通过SPCE061A芯片的VMIC管脚、MICP管脚和MICN管脚实现，其中VMIC管脚提供咪头的偏压，通过第一电阻和第二电阻连接到咪头正极，第一电容接地起滤波作用；MICP管脚经过第二电容连接到咪头正极；MICN管脚通过第三电容连接到咪头负极，咪头负极经过第三电阻连接到地。
所述语音发声模块设置有扬声器输出电路，所述扬声器输出电路通过SPCE061A芯片的DAC1管脚实现，其中将第四电阻和第四电容并联后接入地起滤波作用，并和DAC1管脚连接，再经过限流电阻连接三级管的基极起放大功率作用，三级管的集电极和扬声器连接后接电压6V，三级管的发射极经过连接第五电阻后连接到地。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本系统可以实现对词语的识别，并根据识别的结果控制机器人运动，具有低功耗、成本低、便携性、可靠性高和制造维护方便等优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构简图。
图2为本实用新型语音处理的相关电路。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实施例所述的智能语音机器人控制系统，包括：
直流电源模块1，用于提供稳定直流电压；
主控制芯片模块2，用于对采集到的语音数据进行处理和发出语音；
语音采集模块3，用于采集语音信号；
语音发声模块4，用于发出语音信号；
机器人控制模块5，用于对机器人舵机进行控制；
按钮输入模块6，用于设置学习语音词汇；
LED灯输出显示模块7，用于对系统的状态进行显示；
所述直流电源模块1的输入电源采用锂电池供电:7.2～8.4V,1000mAh，通过稳压芯片LM1117-3.3V产生3.3V电压为主控制芯片模块提供电源，同时利用芯片LM2596产生6V电压为舵机供电。
所述主控制芯片模块2采用凌阳公司SPCE061A芯片，有较强的语音信息处理能力，芯片集成有单通道声音A/D转换器和2个10位D/A转换输出通道，从而方便语音电路设计。
所述语音采集模块3通过SPCE061A芯片的声音A/D转换器的输入通道进行采集，此通道内置麦克风放大器并具有自动增益控制(AGC)功能，使采集到的语音信号维持在最佳电平；整个采集模块在对应管脚上连接电阻和电容。
所述语音发声模块4通过SPCE061A芯片的DAC接口外接功放电路和扬声器来实现。
所述机器人控制模块5连接舵机的控制接口，可以通过产生脉冲信号控制舵机转动。
所述按钮输入模块6设计有2路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，当改变按钮状态时从而产生出高低电平。
所述LED灯输出显示模块7设计有2路LED电路，通过连接限流电阻芯片直接产生高低电平驱动LED灯亮灭。
如图2所示，主要包括咪头(麦克风)输入电路、扬声器(喇叭)输出电路和舵机接口电路。
其中，咪头输入电路通过SPCE061A芯片的VMIC(25号管脚)、MICP(21号管脚)和MICN(19号管脚)实现，其中VMIC(25号管脚)提供咪头的偏压，通过第一电阻R1、第二电阻R2连接到咪头正极，第一电容C1接地起滤波作用；MICP(21号管脚)经过第二电容C2连接到咪头正极；MICN(19号管脚)通过第三电容C3连接到咪头负极，咪头负极经过第三电阻R3连接到地。
扬声器输出电路通过SPCE061A芯片的DAC1(12号管脚)实现，其中第四电阻R4和第四电容C4并联后接入地起滤波作用，并和DAC1(12号管脚)连接，再经过限流电阻R5连接三级管Q1(8050)的基极起放大功率作用；三级管Q1(8050)集电极和扬声器连接后接电压6V；三级管Q1(8050)发射极经过连接第五电阻R6后连接到地。
舵机接口电路，通过SPCE061A芯片的IOB8(59号管脚)连接舵机1控制端(1号管脚)和IOB9(58号管脚)连接舵机2控制口(1号管脚)实现；舵机1和舵机2电源端(2号管脚)接6V电压；舵机1和舵机2地端(3号管脚)接地。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种智能语音机器人控制系统，其特征在于，包括：
直流电源模块，用于提供稳定直流电压；
主控制芯片模块，用于对采集到的语音数据进行处理和发出语音；
语音采集模块，用于采集语音信号；
语音发声模块，用于发出语音信号；
机器人控制模块，用于对机器人舵机进行控制；
按钮输入模块，用于设置学习语音词汇；
LED灯输出显示模块，用于对系统的状态进行显示；
其中，所述直流电源模块的输入电源采用锂电池供电:7.2～8.4V,1000mAh，通过稳压芯片LM1117-3.3V产生3.3V电压为主控制芯片模块提供电源，同时利用芯片LM2596产生6V电压为舵机供电；所述主控制芯片模块采用SPCE061A芯片，芯片集成有单通道声音A/D转换器和2个10位D/A转换输出通道；所述语音采集模块通过SPCE061A芯片的单通道声音A/D转换器的输入通道进行采集，此通道内置麦克风放大器并具有自动增益控制功能，使采集到的语音信号维持在最佳电平，整个采集模块在对应管脚上连接电阻和电容；所述语音发声模块通过SPCE061A芯片的DAC接口外接功放电路和扬声器；所述机器人控制模块连接舵机的控制接口，通过产生脉冲信号控制舵机转动；所述按钮输入模块设计有2路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，在改变按钮状态时能够产生出高低电平；所述LED灯输出显示模块设计有2路LED电路，通过连接限流电阻芯片直接产生高低电平驱动LED灯亮灭。
2.根据权利要求1所述的一种智能语音机器人控制系统，其特征在于：所述语音采集模块设置有咪头输入电路，所述咪头输入电路通过SPCE061A芯片的VMIC管脚、MICP管脚和MICN管脚实现，其中VMIC管脚提供咪头的偏压，通过第一电阻和第二电阻连接到咪头正极，第一电容接地起滤波作用；MICP管脚经过第二电容连接到咪头正极；MICN管脚通过第三电容连接到咪头负极，咪头负极经过第三电阻连接到地。
3.根据权利要求1所述的一种智能语音机器人控制系统，其特征在于：所述语音发声模块设置有扬声器输出电路，所述扬声器输出电路通过SPCE061A芯片的DAC1管脚实现，其中将第四电阻和第四电容并联后接入地起滤波作用，并和DAC1管脚连接，再经过限流电阻连接三级管的基极起放大功率作用，三级管的集电极和扬声器连接后接电压6V，三级管的发射极经过连接第五电阻后连接到地。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109213168A (zh) * 2018-09-19 2019-01-15 甘肃农业大学 一种收获机上的智能安全控制系统

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