CN2507212Y

CN2507212Y - 抗噪声车载声控移动电话

Info

Publication number: CN2507212Y
Application number: CN01264330U
Authority: CN
Inventors: 薛晓光
Original assignee: ANKE'ER COMMUNICATION TECHN Co Ltd BEIJING
Current assignee: ANKE'ER COMMUNICATION TECHN Co Ltd BEIJING
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2002-08-21
Anticipated expiration: 2011-09-28

Abstract

本实用新型属于语音控制领域,包括电源,由麦克风、滤波与放大电路、模/数转换器组成的语音信号采样单元,由数/模转换器与音频功放器、扬声器组成的音频输出单元,通用数字信号处理器,数据存储器,单片机,液晶显示器,逻辑与接口模块,键盘,通用扩展接口、移动通讯模块;该单片机通过数据总线、控制总线与逻辑与接口单元和通用数字信号处理器相连;该单片机通过数据总线分别与所说的液晶显示器、键盘、通用扩展接口、移动通讯单元相连;该数据存储器通过数据总线与通用语音识别单元相连。本实用新型具有较高的识别率和抗噪能力,能够支持多语种的数码语音直接拨号,功能扩充性强,预留出了标准接口可以方便的同许多设备连接等特点。

Description

抗噪声车载声控移动电话

技术领域

本实用新型属于语音控制技术领域，特别涉及一种声控移动电话的结构及功能设计。

技术领域

有资料表明：驾车人在行车中使用手持听筒通讯工具的肇事几率是未使用者的4倍，与酗酒驾车肇事几率相当。世界上许多国家都已制定地区法规：禁止在行车中使用手持电话，倡导使用车载免提系统。

基于语音识别的语音拨号系统是当前车载免提系统的实用解决方案。

尽管已有许多基于语音识别的语音控制拨号解决方案，但目前能成熟应用的基于语音识别的声控车载电话还比较少，主要是存在以下因素还没有得到很好解决：

1.一般语音识别系统，只能在比较安静的环境下工作(如MOTOROLA手机的语音识别拨号系统在噪声较强的环境中就不能正常拨号)。而实际在行车过程中，车内不可避免的存在来自汽车发动机与空调等较强的噪声。因此一般的语音识别拨号系统无法用于车载电话。

2.已有的全声控车载通讯系统有一定的抗噪能力(如MOTOROLA声控通)，可以实现车载语音电话拨号。但这些系统只能实现人名的语音拨号，不支持数码直接拨号。而直接的数码拨号是目前移动通讯用户使用率最高的拨号方式。

3.具有语音识别功能的拨号电话系统多是使用专用的语音识别芯片(如SONY的电话伴侣就使用了SENSORY公司的专用语音识别芯片)，功能及识别算法难以简便的进行升级，不能适应不同用户的灵活需求。

4.大多数语音控制系统未预留标准扩充接口，使得系统不能适应未来功能扩展的需求。

发明内容

本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种抗噪声车载声控移动电话，使其具有较高的识别率和抗噪能力，能够支持多语种的数码语音直接拨号，功能扩充性强，预留出了标准接口可以方便的同许多设备连接等特点。

本实用新型设计的一种抗噪声车载声控移动电话，包括：电源及与其相连的由麦克风、滤波与放大电路、模/数转换器组成的语音信号采样单元，由数/模转换器与音频功放器、扬声器组成的音频输出单元，通用数字信号处理器，数据存储器，单片机，液晶显示器，逻辑与接口模块；以及键盘；其特征在于，还包括通用扩展接口、移动通讯模块，所说的单片机通过数据总线、控制总线与逻辑与接口单元和通用语音识别单元相连；该单片机通过数据总线分别与所说的液晶显示器、键盘、通用扩展接口、移动通讯单元相连；所说的数据存储器通过数据总线与通用语音识别单元相连。

本实用新型具有以下特点：

首先，本实用新型在硬件电路设计中针对汽车中的典型噪声环境，采取了具有滤波、降噪功能的滤波与放大电路，使得系统用于车载电话语音拨号时仍具有较高的识别率。

其次，针对一般的语音拨号电话使用专用的语音识别芯片，功能单一且难以升级的缺点。本实用新型在设计上多采用通用的芯片，功能扩充性强，可以简单的通过软件直接升级系统来增强系统功能。

最后，由于在硬件上采用了通用扩展接口，可以方便的同许多设备连接，如笔记本电脑等或方便的挂接支持SPI协议或I2C协议的串行设备。

此外，本实用新型可在数据存储器中预先固化有语音识别程序，使其除具有一般语音拨号电话的人名拨号功能外，还能够支持多语种的数码语音直接拨号。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构框图。

图2为本实用新型的实施例面板按键分布图。

图3为本实用新型的实施例结构原理图。

具体实施方式

本实用新型的抗噪声车载声控移动电话实施例结合附图详细说明如下：

本实用新型设计的抗噪声车载声控移动电话结构如图1所示，主要包括电源及与其相连的由麦克风、滤波与放大电路、模/数转换器组成的语音信号采样单元，由数/模转换器与音频功放器、扬声器组成的音频输出单元，通用数字信号处理器，数据存储器，单片机，液晶显示器，逻辑与接口模块；以及键盘；还包括通用扩展接口、移动通讯模块，所说的单片机通过数据总线、控制总线与逻辑与接口单元和通用语音识别单元相连；该单片机通过数据总线分别与所说的液晶显示器、键盘、通用扩展接口、移动通讯单元相连；所说的数据存储器通过数据总线与通用语音识别单元相连。各单元具体的组成及功能分别说明如下：

1.电源部分由开关电源变换芯片(DC-DC)以及线性稳压芯片组成，用以提供各单元电路所需的各种电压。所用的DC-DC芯片能够适应较宽的电压变化范围，电压转换效率高，且其外围的滤波电路能较好的抑制来自汽车上电子设备的电子干扰。

2.语音信号采样单元

该单元包括麦克风、滤波及放大电路、模/数转换器。

麦克风用来采入语音信号并将其转换为电信号，采入的电信号被传到下一级信号放大及滤波部分。本实用新型除在电路中内置了驻极式麦克风外，还设置了一个麦克风的插口可以外接麦克风。在使用外置麦克风时，内置的麦克风会自动关闭。

滤波及放大电路由信号放大器及带通滤波器构成，首先将来自前端的语音电信号分级放大后，再通过带通滤波器进行滤波。该带通滤波器能将汽车运行中发动机的低频噪声、汽车空调的噪声、路面不平引入的噪声以及来自电子点火器移动通讯模块等的空间强电磁波干扰有效的滤除。经过放大和滤波后的语音电信号将传输到模数转换器与移动通讯模块的音频输入端。

模/数转换器将经过放大与滤波的语音电信号作模/数转换，并将转换好的数字信号通过串行总线传给通用数字信号处理器。

3.音频输出单元

此单元包括数/模转换器、音频功放器与扬声器。

数、模转换器将通用数字信号处理器由串行总线传来的数字信号作数/模转换，并将转换好的音频信号传给下一级。

音频功放器将来自移动通讯模块及数/模转换器的音频信号放大到足以驱动小扬声器。该单元也可提供外接耳机插口供灵活使用。

4.通用数字信号处理器

该部分可选用32位高速数字信号处理器芯片(以下简称为DSP)。DSP将模/数转换器传入的数据在外部存储器中固化的程序的控制下进行语音增强、端点检测、特征提取、数据压缩等处理生成供识别用的数据。训练时生成的数据将由程序控制存入外设的存储单元，在识别时这些数据又将由程序从存储单元中调出与待识别的数据加以比较。DSP也负责提示音的压缩、存储、解压与回放管理。此外，DSP还通过逻辑与接口模块与单片机交互。

5.数据存储器

该单元可选用一片闪存(FLASH)数据存储器，用来保存各种需要在系统掉电后不丢失的数据。这些数据主要是以下几种：系统运行程序、标准提示音数据、由DSP传送的训练好的供识别用特征数据、人名记录回放音数据、人名记录电话号码。由于闪存可以在线擦写，因此存在其中的标准提示音数据、系统运行程序等可以方便的加以修改或升级。

6.单片机

该部分可选用一片8位或16位单片机。该部分主要负责采集用户的键入操作，与DSP交换数据，控制移动通讯模块的工作模式以及在液晶屏上显示操作提示行。该单片机提供如下标准接口：8+4标准液晶接口、RS232C标准接口、4×4标准键盘扫描接口、扩展用SPI或I2C总线接口。

7.液晶显示器可选用点阵式液晶，用来显示操作提示或其它有用信息。

8.键盘可选用为一4×4扫描式键盘，用来功用户输入操作指令及电话号码。

9.通用扩展接口可用由单片机扩展出的SPI或I2C总线接口，可用以任意挂接支持相应协议的串行设备或模块。

10.移动通讯模块，可采用成熟的产品，其主要负责进行语音或数据的移动协议(如GSM)无线通讯。该模块的工作受单片机控制，使用中与普通手机完全相同。用户只需准备好当地电信服务商提供的SIM卡，并将SIM卡插入该模块即可使用当地的移动通讯网络进行语音及数据通讯。该模块与单片机的接口符合通用RS232C协议，可以方便的更换或升级。

11.逻辑与接口模块用来进行实现芯片间的接口电平转换、逻辑译码与数据锁存。

本实用新型设计的抗噪声车载声控移动电话实施例总体结构如图2所示，包括电源及与其相连的由麦克风、滤波与放大电路、模/数转换器组成的语音信号采样单元，由数/模转换器与音频功放器、扬声器组成的音频输出单元，通用数字信号处理器，数据存储器，单片机，液晶显示器，逻辑与接口模块；以及键盘。各电路采用的元器件及功能，以及与其它元件的连接关系分别详细说明如下：

本实施例的电源采用降压DC-DC芯片(兼有稳压功能)：MAX830

该电源芯片为语音信号采样单元、音频输出单元、通用数字信号处理器、数据存储器、单片机、液晶显示屏、移动通讯模块、逻辑与接口模块提供5V直流电源。

本实施例的语音信号采样单元采用的元件为：

麦克风：普通5mm驻极体麦克风；滤波及放大器：TL084运算放大器；模/数转换器：TLC32044；其功能为：经过滤波放大的语音信号将输入模/数转换器TLC32044及通讯模块D10的音频信号输入端，转换好的数字信号通过串行总线传给信号处理器TMS320C31。

本实施例的音频输出单元采用的元件为：数/模转换器：TLC32044(与上述模/数转换器共用)；音频功放器：LM386；扬声器：普通8欧姆扬声器；其功能为：由数模转换器TLC32044输出的音频信号及通讯模块D10的输出信号将输入音频功放器LM386，放大后的信号传到扬声器输出声音。

本实施例的通用数字信号处理器采用：TMS320C31型芯片，该数字信号处理器通过串行总线与数/模、模/数转换器TLC32044交换数据；通过数据与地址总线与外部的数据存储器29EE020及接口芯片74LS244/245、逻辑芯片GAL22V10交换数据。

本实施例的数据存储器采用29EE020型芯片，该芯片与数字信号处理器TMS320C31通过数据与地址总线交换数据，与逻辑芯片GAL22V10的控制线相连以接收逻辑芯片的读写控制信号。

本实施例的键盘采用标准4×4扫描面膜键盘，通过8位的数据线与单片机AT89C51相连。

本实施例的单片机采用AT89C51型，通过8位数据线与键盘相连；通过数据总线与逻辑接口芯片74LS244/245、GAL22V10相连来交换数据；通过RS232总线与通讯模块D10相连实现对通讯模块的控制；还有一部分数据总线连接到液晶显示屏GDM12264与扩展接口。

本实施例的液晶显示屏采用GDM12264型(122×64点阵)，通过12位数据总线与单片机AT89C51相连。

本实施例的移动通讯模块采用摩托罗拉D10通讯模块，通过RS232总线与单片机AT89C51相连，其音频输入接口连到滤波放大器TL084的后级，音频输出接口连到音频功放LM386的前级。

本实施例的逻辑与接口模块由锁存器：74LS373，总线驱动器：74LS244、74LS245和逻辑芯片：GAL22V10组成；该模块通过数据总线分别与数字信号处理器TMS320C1及单片机AT89C51相连并将组合译码出的控制信号传向数据存储器29EE020。

本实施例还包括一个普通驻极体话筒，一个普通3.5mm插头耳机，以及本地电信服务商提供的SIM卡。

本实施例的上述单元电路均集成在一电路板上，该电路板安装在一长方形扁平盒体中，其正面面板设置如图3所示，图中，4×4扫描式键盘中的0～9数字键设置在面板的右上部，是为输入号码准备的；其余为特殊功能键，排列在面板的下部，包括；数码拨号(模式选择)键、人名拨号(识别)键、训练键、修改/删除键，C键为取消键，OK键为确认键；面板的左上部安装一块122×64点阵液晶屏；侧面板设有电源、外设麦克风、耳机插口。

Claims

1.一种抗噪声车载声控移动电话，包括：电源及与其相连的由麦克风、滤波与放大电路、模/数转换器组成的语音信号采样单元，由数/模转换器与音频功放器、扬声器组成的音频输出单元，通用数字信号处理器，数据存储器，单片机，液晶显示器，逻辑与接口模块；以及键盘；其特征在于，还包括通用扩展接口、移动通讯模块，所说的单片机通过数据总线、控制总线与逻辑与接口单元和通用数字信号处理器相连；该单片机通过数据总线分别与所说的液晶显示器、键盘、通用扩展接口、移动通讯单元相连；所说的数据存储器通过数据总线与通用语音识别单元相连。

2.如权利要求1所述的声控移动电话，其特征在于，所说的单片机采用AT89C51型，所说的通用扩展接口为由该单片机扩展出的SPI或I2C总线接口，

3.如权利要求1所述的声控移动电话，其特征在于，所说的通讯模块采用摩托罗拉D10模块。

4.如权利要求1所述的声控移动电话，其特征在于，所说的滤波与放大电路采用TL084运算放大器，所说的音频功放器采用LM386功率放大器；所说的模/数转换器与数/模转换器共用一块TLC32044芯片。

5.如权利要求1所述的声控移动电话，其特征在于，所说的通用数字信号处理器采用TMS320C31型芯片。

6.如权利要求1所述的声控移动电话，其特征在于，所说的逻辑与接口模块由锁存器：74LS373，总线驱动器：74LS244、74LS245和逻辑芯片：GAL22V10组成。

7.如权利要求1所述的声控移动电话，其特征在于，所说的电源由开关电源直流-直流变换芯片以及线性稳压芯片组成。

8.如权利要求1所述的声控移动电话，其特征在于，所说的液晶显示屏采用GDM12264型。