基于单片机的电梯语音报站器的设计任务书
一种基于单片机控制的电梯语音报站器
一种基于单片机控制的电梯语音报站器
伍万华; 张国忠
【期刊名称】《《可编程控制器与工厂自动化(PLC FA)》》
【年(卷),期】2005(000)012
【摘要】ISD4004语音芯片是美国ISD公司推出的产品,具有无段长限制,可多次重复录放,存储时间长,使用时不需扩充存储器,所需外围电路简单等特点。
本文介绍一种实用、新型、多功能电梯语音报站器,采用89C51 单片机控制ISD4004语音芯片电路的即时播放。
【总页数】3页(P95-96,12)
【作者】伍万华; 张国忠
【作者单位】武汉大学自动化系
【正文语种】中文
【中图分类】TU857
【相关文献】
1.基于ISD1760的智能电梯语音报站系统 [J], 邓坚;熊瑞庭;全书海
2.基于单片机控制的新型智能电梯语音系统设计 [J], 郭稳涛;何怡刚;廖学坤
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4.单片机控制下的智能电梯语音报站系统 [J], 凌黎明; 袁海桥
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基于51单片机实现的电梯模型设计
电梯模型设计报告学院：自动化学院队名：xxx队员：xxx日期：2009.11.20一、概述电梯模型以51为核心处理器，步进电机为控制电机，用L298N 搭建驱动电机模块，结合光电传感器实现对电梯的上升，下降，准确平层各种运行方式的控制。
利用矩阵键盘、ISD1760语音芯片，数码管等各种功能模块实现电梯的扩展功能及人机交互功能。
二、方案论证方案一：直流伺服电机+光电传感控制方式。
优点：直流电机速度可以平滑调节，自带编码盘可以记录电梯运行位移，速度调节范围大。
缺点：用编码盘测量位移误差较大，对CPU运算处理要求较高而且直流电机运行时带有一定惯性，对平层带来较大难度。
方案二：步进电机+光电传感控制。
优点：步进电机可以用脉冲方式控制轿厢位移，配合光电传感模块可以准确实现轿厢平层；步进电机为输入脉冲时，电机可以卡死不发生转动，使得电梯在楼层处安全停止，等待相应操作。
缺点：步进电机转速较慢，速度控制要通过该变脉冲频率来调节，控制电路要求较高。
由于本作品为电梯模型，速度要求不高，通过单片机可以方便输出电机所需脉冲，配合L298芯片可以实现对步进电机的完美控制，所以我们选择方案二。
三、详细设计方案1.楼层模型设计电梯模型采用易于加工的木材，选用1.2米长的木板作为模拟楼层，底座用三角架固定，确保电梯运行过程不会出现模型摇动现象。
电梯轨道处拉两根铁丝作为电梯导轨，保障电梯的运动轨迹。
轿厢用纸盒模拟代替，盒子敞开一面，可以放入物品，模拟乘客进出电梯。
2.驱动电路模块控制电机选用四相步进电机，步进角为1.8度。
步进电机可以通过直流斩波改变顺序控制电机正反传，51单片机的定时/计数器可以模拟输出4路直流斩波，通过步进电机驱动电路控制步进电机。
驱动电路以L298N驱动芯片为核心部件，L298N芯片的电平电压与51单片机兼容，驱动电压可达50V完全可以驱动电梯模型所用控制电机。
驱动电路如下图：四个输出端分别接步进电机的四个脉冲输入端，通过定时计数器模拟输出的四路直流斩波控制L298N的输出端口，从而可以方便的控制步进电机。
基于单片机STC89C58RD+C的电梯智能语音系统设计
系统发 出楼 层请 求 ，二 是 电梯控 制 系统 根 据楼 层
到达 或者 取 消等情 况发 出 的通知 。 系统 中的微处 理器 可 根据 用 户信 息 和控 制 系
对处 理器 进 行 “ 负” 工作 是十 分必 要 的 。本 系 减
统使 用Ｃ Ｌ 正是 基 于这样 的考 虑 。对 于ＭＰ 控制 ＰＤ ３
如外 围电路 复杂 、音 质不 佳 、成 本偏 高 、容 量 有
限 以及语 音更 改 不便 等 。鉴 于此 ，笔 者设 计 了一 款基 于ＭＰ 的智能 化 电梯 楼层 语音 系统 。 ３
１ ． 统 总体 结构 系
电梯控 制 系统 的基 本 功能 是根 据 用户 的楼 层 按 键信 息 来显 示 到往楼 层 的数 字 ．并 用语音 播 报 到 达 楼 层 的信 息 ，其 系 统 框 图如 图 １ 示 。 图 １ 所 中 ，输 入信 息分 为两部分 ，一是 用 户通 过按 键 向
片 动 器
Ｉ层 键 入 楼 按输
语存器 言 储
图１ 电梯 语 音 系统 结 构框 图
场 上ＭＰ 播放 器 的存 储 器有 三 种类 型 ：磁 性 存 储 ３
器 （ ． 寸 硬盘） 如２５ 英 、光 学存 储 器 （Ｉ Ｄ Ｒ Ｍ和 ￣Ｃ — Ｏ Ｉ
Ｄ Ｄ 和 Ｆ Ａ Ｈ。 而 Ｆ Ａ Ｈ存 储 器 还 可 分 为 Ｖ ） ＬＳ ＬＳ
第９ 卷 第１ 期 ２
２０ 年 １月 ０ｒ ２ ７
电 子元 器 件 主 用
Ｅｌｃｒ ｎ ｃＣ ｍｐ ｎ ｎ ＆ Ｄｅ ｉｅＡｐ ｌ ａ ｉｎ ｅｔ ｉ ｏ ｏｅ ｔ ｏ ｖｃ ｐ ｉ ｔ ｓ ｃ ｏ
Ｖｏ ． Ｎｏ １ Ｉ ．２ ９ Ｄｅ ．２ （ ｃ ０） ７
基于单片机的五层电梯课程设计
课程设计报告课程名称微机课程设计设计题目电梯模拟运行设计专业班级自动化1041姓名王会学号1004421122指导教师刘文洲蔡长青起止时间2013.12.23---2013.12.31成绩评定电气与信息学院课程设计考核和成绩评定办法1．课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、答辩等几个方面，给出各项权重，综合评定。
该设计考核教研室主任审核，主管院长审批备案。
2．成绩评定采用五级分制，即优、良、中、及格、不及格。
3．参加本次设计时间不足三分之二或旷课四天以上者，不得参加本次考核，按不及格处理。
4．课程设计结束一周内，指导教师提交成绩和设计总结。
5．设计过程考核和成绩在教师手册中有记载。
课程设计报告内容课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范，经教研室主任审核、主管院长审批备案。
注：1. 课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生，设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录前。
2. 为了节省纸张，保护环境，便于保管实习报告，统一采用A4纸，实习报告建议双面打印（正文采用宋体五号字）或手写。
12/13学年第二学期《单片机控制系统设计与调试》课程设计任务书指导教师：刘文洲蔡长青班级：自动化1041、2班地点：机房、单片机实验室（实训中心415）课程设计题目：电梯模拟运行设计一、课程设计目的1.本课程设计的目的在于培养学生运用已学的微机控制技术的基础知识和基本理论，加以综合运用，进行微机控制系统设计的初等训练，掌握运用微机控制技术的原理、设计内容和设计步骤，为从事相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。
能够上网查询器件资料，培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。
2.独立完成一个小的系统设计，从硬件设计到软件设计，增强分析问题、解决问题的能力，为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。
3. 能够上网查询器件资料，培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。
二、课程设计内容（包括技术指标）模拟5层楼的电梯运行，对电梯外部按键和内部按键进行识别，经单片机分析后发出控制信号，显示电梯的运行楼层，模拟电梯运行。
基于单片机的6层电梯模拟控制系统设计课程设计报告5524027
基于单片机的6层电梯模拟控制系统设计课程设计报告5524027单片机的6层电梯模拟控制系统设计1设计目的这次设计给出了一种基于AT89C52单片机的电梯模型控制系统设计。
以单片机为核心，再辅以适当的硬件电路和控制程序来检测和控制整个电梯的信号，具有成本低、通用性强、灵活性大、扩展容易及易于实现复杂控制等优点。
2 方案设计2.1 设计要求(1)设置电梯的内外按键，即电梯外都有上或下的按键，电梯内有楼层的选择按键。
(2)电梯状态要有指示灯显示，即电梯目前运行到达楼层的实时显示，电梯升降的状态显示等。
(3)电梯无人时，应默认停在第一层。
2.2 系统的结构框图图2-1 系统的结构框图如上图2-1所示，楼层电梯呼叫按键就是楼层外面的上行、下行按键，有需求时即可按下；电梯内呼叫按键就是电梯内部的数字按键，它是内部按键需求的输入；单片机就是整个系统的核心，接收输入信息，经过处理后输出信息；楼层显示数码管就是接收单片机处理的信息，显示此时的楼层数；电梯状态指示灯就是接收单片机处理的信息，显示电梯的状态：上升、下降、停止。
电动机的驱动和控制就是接收单片机的PWM脉冲信号来控制驱动器，进而控制电动机的正反转，使电动机牵引电梯做上下运动。
12.3 电动机的选择我们选用Y100L24三相异步电动机，因为它还具有性能好、寿命长、可靠性高、维护方便、启动转矩大等优点，其功能参数为额定电压380V ，额定频率50HZ ，额定功率3000W ，额定转速1400转/分。
2.4 AT89C52单片机这次设计采用的是AT89C52单片机，AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash 存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
其外形及引脚排列如图2-2所示：12345678101112131415161721222324252627323334353637383919189293031P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0/T2P1.1/T2EX RSTTXAL1TXAL2PSEN ALE EAAT98C52P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A1528P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR P3.7/RD图2-2 AT89C52单片机外形及引脚排列3 硬件系统的设计3.1 硬件设计思路电梯最底层为1楼，因此在1楼仅有上升按键，而电梯最高层为6楼，因此6楼应仅有下降按键。
基于单片机的电梯控制模型设计
基于单片机的电梯控制模型设计
电梯是现代城市生活中不可或缺的交通工具，可以方便地将人们从一层楼移到另一层楼。
但是，如果电梯没有合适的控制系统，将会导致一系列的问题，比如电梯的过载、运行不平稳等等。
基于单片机的电梯控制模型设计可以解决这些问题。
首先，我们需要考虑电梯的控制模型。
在电梯中，需要实现的基本功能包括上行、下行、停止等等。
这些功能可以通过单片机的控制程序实现。
首先，我们需要对电梯运行的状态进行监控，包括电梯的位置和当前载重情况，将其作为输入信号传递给单片机，然后单片机进行判断，根据当前状态进行控制。
其次，我们需要考虑电梯的安全问题。
电梯运行中需要注意过载、防止急停等问题，对此，可以通过单片机的程序控制电梯的载重和速度，避免电梯的过载和急停现象。
在电梯的运行过程中，需要实现的功能还有接梯，即在每一层楼进行人员上下电梯的控制。
这需要在电梯门的开关和电梯本身的运行状态中进行判断，如果有人乘坐或者等待，就需要开启或关闭电梯门，同时根据楼层传感器的信号判断电梯的上行或下行。
在设计基于单片机的电梯控制程序时，还需要考虑一些额外的功能，比如异常处理、维修等。
在电梯故障时，需要进行异常处理，可以通过单片机程序对异常问题进行检测和处理；而维修功能可以检测各种传感器是否工作正常，确保电梯的顺畅运行。
总之，基于单片机的电梯控制模型设计可以保证电梯安全、顺畅地运行。
而且，这个模型还可以通过网络进行监控、调试和升级，方便工程师进行维护和修理。
在未来的电梯技术中，这个模型可以作为参考，提升电梯的可靠性、安全性和智能化。
语音报站说明书
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施健冲
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一、概述
电梯语音报站器是采用大容量数字存储器与大规模集成语音专用芯片，8位单片机控制和双向12路光电耦合器输入，能用于交流或直流具有较宽的输入电压（5v-35v），发音清晰、音乐优美。安装在医院、宾馆、写字楼、公寓等电梯，满足各种场合人们对语音的要求。
2、乱报楼层
查看接入报站器的楼层信号线是否受到干扰。
四、接线图：
1、LCBII控制系统
具体请参见图纸EXP21306A
电性能：
◆交流220v供电
◆输入功率1w
◆最大输出功率0.3w
◆输入信号可以是：交流；直流共阴；直流共阳；信号电压可以从5v到35v。
◆工作环境温度：-5。C-45。C
◆使用寿命：8万小时
机械尺寸及安装尺寸：
二、语音报站器使用说明；
该语音报站（LCBII系统），通过系统串行总线采集楼层信号，电梯上行、下行信号，减速信号，语音报站器有四种背景音乐（茉莉花、花心、致爱丽丝和泉水丁冬）。
1、无任何声音
先查看220v电源是否接上；再查看盒内熔丝是否完好。
再看触发报站的信号是否已经达到报站器端口上，本报站器中有LED的发光管，如果报站器在正常报站时，发光管会长亮，在长亮的同时报站器还是没有任何声音，请按动音乐选择开关（JDK）有可能音乐选择开关选择了静音，如果还没有声音可能扬声器没有接好。
1、功能选择钮“JDK”
（1）初始（开机），到站报层站，运行报方向（停2秒）播放音乐一。
（2）按一次JDK，到站报层站，运行报方向（停2秒）播放音乐二。
智能电梯语音识别控制系统设计
第１４卷㊀第３期Ｖｏｌ．１４Ｎｏ．３㊀㊀智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ㊀㊀２０２４年３月㊀Ｍａｒ．２０２４㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９５－２１６３（２０２４）０３－０１９９－０４中图分类号：ＴＰ３９１．４文献标志码：Ａ智能电梯语音识别控制系统设计王金硕，张紫阳，郑昌威，宋㊀蕾（辽宁科技大学电子与信息工程学院，辽宁鞍山１１４０５１）摘㊀要：随着语音识别技术的不断发展，无接触语音控制模式在公共设施上的应用也不断普及㊂为实现无接触语音控制模式在电梯控制系统上的应用，本文设计智能电梯语音识别控制系统，通过语音识别模块配合单片机实现对电梯的基本控制，并添加部分辅助功能以实现电梯的智能化设计，提高对于多种电梯应用环境的功能性㊁简化结构㊁拓展应用范围㊁实现电梯的自动化㊁智能化发展㊂关键词：电梯；语音识别；无接触语音控制；单片机ＤｅｓｉｇｎｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｅｌｅｖａｔｏｒｓｐｅｅｃｈｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍＷＡＮＧＪｉｎｓｈｕｏ，ＺＨＡＮＧＺｉｙａｎｇ，ＺＨＥＮＧＣｈａｎｇｗｅｉ，ＳＯＮＧＬｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｉａｏｎｉｎｇ，Ａｎｓｈａｎ１１４０５１，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｖｏｉｃｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓｖｏｉｃｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｉｎｐｕｂｌｉｃｆａｃｉｌｉｔｉｅｓｉｓａｌｓｏｂｅｃｏｍｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｐｏｐｕｌａｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓｖｏｉｃｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｉｎｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｅｌｅｖａｔｏｒｖｏｉｃｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｍａｉｎｌｙｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｖｏｉｃｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｗｉｔｈｔｈｅｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，ａｎｄａｄｄｓｓｏｍｅａｕｘｉｌｉａｒｙｆｕｎｃｔｉｏｎｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｒｕｉｔｓｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅｘｐａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｎｇｅ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｖａｔｏｒ；ｓｐｅｅｃｈｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｃｏｎｔａｃｔ－ｆｒｅｅｖｏｉｃｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ基金项目：大学生创新创业训练计划项目（２０２３年立项）㊂作者简介：王金硕（２００４－），男，本科生，主要研究方向：电子工程；张紫阳（２００３－），男，本科生，主要研究方向：电子工程；郑昌威（２００３－），男，本科生，主要研究方向：电子工程㊂通讯作者：宋㊀蕾（１９７６－），女，博士，副教授，主要研究方向：冶金工程㊂Ｅｍａｉｌ：２３２７６０３９６２＠ｑｑ．ｃｏｍ收稿日期：２０２３－０３－３００㊀引㊀言随着人工智能和边缘计算的不断普及与发展，人们的生活水平日渐提高，语音识别技术作为智能化发展的一个重要分支已经成为了社会发展的潮流方向［１］㊂从生产方面来说，通过语音智能控制电梯的模式能够克服传统电梯的局限性，进一步提高自动化和智能化水平［２］；从生活方面来说，电梯具有使用频繁㊁使用人群复杂㊁空间狭小㊁空气难以流通等特点，使用者直接接触按键将可能造成病毒的传播，而无接触控制模式可以极大程度地减小病毒传播的风险［３］㊂另外，无接触式的电梯控制方式可以减少因频繁使用按键导致的按键损伤，减小维护成本［４］㊂智能电梯控制系统主要通过语音模块实现电梯的无接触控制，并结合面部识别进行人员认定，继而又添加了传感器模组结合单片机进行一般风险的处理㊂通过将语音识别和面部识别相结合的方式实现电梯的智能化控制，从而有效提高了电梯运行的安全性㊂１㊀设计思路为实现智能电梯语音识别控制系统的主要功能，在语音智能控制的基础上，通过加装人脸识别系统㊁语音识别功能㊁一般风险处理等辅助模块进一步实现电梯的智能化设计，其自动控制模式也极大地促进了电梯的智能化㊂首先，为了减小运营成本并保证人员安全，目前很多社区和办公场所通过门卡的方式限制外来人员使用电梯，但刷门卡通过有时候也会带来很多不便，比如忘带门卡等情况［５］㊂而通过人脸识别和语音识别的方式对外来人员进行区分，不仅可以使识别更精确，保证安全，还可以切实提升电梯使用的便捷性，防止因 丢卡 而无法使用电梯的情况发生［６］㊂同时，外来人员也可以语音申请㊁并在允准后使用电梯，避免了外来人员无法使用电梯的情况，从而提供了更好的使用体验㊂其次，通过添加对一般风险的预警㊁外界连接交流等功能实现对电梯突发状况的风险处理㊂当风险发生时电梯会自动向外部发送运行状态异常信号，同时电梯内人员也可选择与外界进行语音联络，有助于外部人员较快地了解电梯内部情况㊂智能无接触控制系统在语音唤醒后开始收集使用者的面部信息，在面部信息比对完成后开启对电梯的语音化控制，通过语音模组对声音进行收取并将相应的控制信号输出给单片机，由单片机处理并输出信号控制电梯㊂外来人员使用电梯时也可向系统发出请求，经允许后可以使用电梯㊂此外，当检测或者接收到紧急情况信息时，单片机也将开启应急处理模式，并将电梯内部情况实时传递到外部总控端，以利于外界了解电梯内部和人员情况，更加及时，便捷地应对和处理突发情况㊂２㊀语音模块设计２．１㊀语音模块硬件介绍电梯的无接触化控制由ＶＣ－０２语音识别模组实现的㊂该模组使用了ＵＳ５１６Ｐ６语音芯片，能够精确完成声音信号与数字信号的相互转换，从而实现语音识别的功能［７］㊂ＵＳ５１６Ｐ６芯片支持数字信号处理（ＤＳＰ）指令集以及浮点运算单元，可以定制语音算法算子，实现对音频信息的收集与处理，具有良好的稳定性［８］㊂该离线识别算法与芯片架构深度融合，在音频方面支持Ｉ２Ｓ总线输入输出及模拟和数字音频输入与双声道数字模拟输出，可以实现语音控制的个性化定制和精准识别功能㊂ＶＣ－０２的应用电路如图１所示㊂D A C_RM I C-M I C+G P I O_B7/T X1G P I O_B6/R X1G P I O_A25N CS D A/G P I O_B3S C L/G P I O_B2T C K/G P I O_B O/T XS P K+S P K-G N DV C CG P I O_A27G P I O_B8D A C_LG P I O_A26N C T M S/G P I O_B1/R XM I C-M I C+S P K+ S P K-M I CS P KV C-02V C C图１㊀ＶＣ－０２应用电路Ｆｉｇ．１㊀ＶＣ－０２ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ２．２㊀语音识别模块设计系统的语音识别模块以ＶＣ－０２语音识别模组为主控单元，在设置好命令词后通过识别声音与命令词比对输出相应的控制信号㊂命令词实现的功能主要分为电梯控制㊁用户注册和自动化转人工等多个方面㊂ＶＣ－０２通过提前设置的声音命令词和声音播报，让使用者可以通过说出对应的命令词实现控制系统的启用㊁对电梯的控制以及进行相应的操作［９］㊂芯片对每一个命令词都有一个相应的控制信号，将信息发送至单片机以判断对电梯下一步的控制方案㊂如芯片在识别到使用者前往的楼层时，将通过串口向单片机发送控制信号，并由单片机发送对电梯的控制信息使电梯到达相应楼层㊂在使用过程中，语音模块将按照先后顺序依次读取命令词，以防止语音识别系统在复杂的使用环境下混淆命令词㊂在ＶＣ－０２语音模组中还添加了特定识别词，以实现外来人员识别㊁人员信息注册㊁唤醒声音识别系统和应急通讯等功能㊂当语音识别模块接收到上述特殊命令词后，将相应的控制信息发送到单片机，在信息处理的单片机上预留了一个输入和输出端口，通过有线的方式将上述特殊信息传递给总控端对信息进行处理，处理后将控制信息发送到单片机中㊂当单片机接收到可以使用的信号时，语音识别的流程如图２所示㊂单片机收取信息执行对应操作特殊命令词V C-02收取声音选择操作方案退出录入完成申请录入信息是否为批准用户语音唤醒开始语音识别与人脸识别相结合是否图２㊀语音识别流程图Ｆｉｇ．２㊀Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｓｐｅｅｃｈｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ３㊀面部识别模块设计３．１㊀ＯｐｅｎＭＶ的人脸识别ＯｐｅｎＭＶ是一种可以通过编程语言实现其逻辑功能的可编程摄像头模块［１０］，其人脸识别的主要功能是通过局部二值模式（ＬｏｃａｌＢｉｎａｒｙＰａｔｔｅｒｎ）特征描述的，ＬＢＰ通过描述图像局部特征的算子，提取特征纹理，完成人脸识别［１１］㊂人脸检测是通过００２智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１４卷㊀ＯｐｅｎＭＶ的构造函数进行匹配并判断对象是否处于图像中㊂通过该函数可以更精准地对电梯内部人员进行面部识别，ＯｐｅｎＭＶ通过对每一位电梯使用者进行拍照记录，将使用者的面部信息与数据库中的人脸模型进行相似度匹配，匹配成功后发送命令信号，进行语音控制电梯的操作［１３］㊂３．２㊀面部识别设计面部识别功能主要是由ＯｐｅｎＭＶ摄像头模块进行数据采集，实现人脸信息录入和电梯进入人员的识别两个功能㊂在对语音电梯控制系统进行语音唤醒后，要对进入电梯人员进行识别㊂ＯｐｅｎＭＶ将采集到的人脸信息与数据库中的人脸数据加以比对，找出比对符合率最大的，并判断符合率是否达到人脸匹配成功的要求㊂如果识别失败则转入人脸信息的录入，摄像头将采集不同角度和不同表情的人脸数据进行储存，并将录用的人脸信息进行备份㊂人脸识别流程如图３所示㊂单片机收取信息执行对应操作选择操作方案申请录入信息语音唤醒开始录入完成退出人脸识别识别成功识别失败图３㊀人脸识别流程图Ｆｉｇ．３㊀Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｆａｃｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ４㊀一般风险处理电梯成为人们日常生活中重要的组成部分，保证电梯安全运行是公共设施建设的必要要求［１４］㊂而在电梯内发生的风险一般都是突发的，没有太多的反应时间，同时电梯封闭的环境也易导致营救人员对内部突发状况和人员情况不了解，增加了救援难度［１５］㊂在智能电梯控制系统设计的过程中主要围绕对风险的及时感知与预警以及对突发情况的辅助通讯等方面展开㊂通过预警㊁通讯与辅助救援等方面增强电梯使用的安全性，使智能电梯控制系统成为电梯安全运行的保障之一［１６］㊂４．１㊀风险预警风险预警模块在电梯开始运行时开启，将传感器传输出的电梯运行状况信号传递给单片机进行检测㊂由于电梯内部为封闭空间，为保证数据传输的稳定性，单片机检测到的运行状况数据将通过有线的方式传输到数据库中［１７］㊂当系统监测到电梯运行异常时，将通知外界的总控端进行预警㊂风险预警的预警状态分为４种：电梯运行速度异常㊁火警故障㊁断电故障和电梯门异常，电梯的运行状态结构如图４所示㊂运行速度异常火警故障断电故障电梯门异常单片机对传感器信号进行检测并进行逻辑分析红外感应电源检测温度检测光电传感器开关门信号电源维修信号火警信号电梯运行状态图４㊀电梯运行状态Ｆｉｇ．４㊀Ｒｕｎｎｉｎｇｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒ㊀㊀目前市面上大多数种类的电梯是由轿厢中的控制系统控制电梯运行的，该系统主要以单片机或者可编程逻辑控制器（ＰＬＣ）作为控制核心［１８］㊂电梯在运行过程中由电机带动钢丝绳控制轿厢升降，轿厢中的控制系统接收到系统命令后，串行总线和电梯顶部的电机进行通讯［１９］，电梯的位置是由轿厢中的控制系统来进行检测的，一般都采用增量编码器计数的方式配合双稳态磁开关或光电开关来识别轿厢位置，从而将电梯的位置信号传递给电梯控制系统［２０］㊂系统通过接收电梯的位置信号计算电梯的运行速度，判断电梯运行状态是否异常㊂电梯运行速度由电梯通过楼层的时间决定，电梯平均速度计算公式如下：Ｖ－＝ðｎｉ＝１ｄｎｔｉ㊀㊀其中，ｄ为楼层宽度；ｎ为电梯从开始运行到停止状态时通过的楼层数量；ｔｉ为电梯从开始运行到停止状态通过每一个楼层所用的时间㊂另外，系统还添加了温度传感器，当温度值高于预警值时系统将发送火警故障预警㊂系统的电源检测电路能够判断电梯是否为带电状态，当检测到电梯为无电状态时发送断电预警，并添加了１２Ｖ的锂电池外加电源以确保预警功能的正常运行㊂在电梯门处添加红外感应模块，当电梯在停止状态时开启，开启后如果单片机延时一定时间无法检测到红外感应，则发送电梯门异常故障预警等㊂４．２㊀辅助通讯当电梯被判断为异常运行时，电梯内的人员可１０２第３期王金硕，等：智能电梯语音识别控制系统设计以通过语音控制或外界强制与电梯内部进行语音连接㊂电梯内部与外界的信息采用有线的方式以防止电梯内部封闭信号弱等问题㊂通过与内部人员的沟通了解电梯内部状况，以便于救援人员对电梯内人员精准㊁有效地开展救援㊂５ 结束语智能电梯语音识别控制系统通过无接触化语音控制模式实现对电梯的运行㊁人员识别㊁故障检测等功能㊂系统结构相对简单，对于电梯的多种应用环境都有良好的功能性，泛用性强㊂系统的设计包括语音与面部双识别㊁无接触控制电梯㊁突发状况的预警通讯，符合了当下智能化发展的设计需求㊂智能电梯语音识别控制系统设计对基础设施智能化建设提供了新的解决方案，系统的具体设计细节也有待进一步完善㊂参考文献［１］吴哲顺．基于协同边缘计算的声纹识别系统的研究与实现［Ｄ］．广州：广东工业大学，２０２０．［２］汪鑫，于浩，张雨婷，等．基于单片机的智能电梯系统的设计与研究［Ｊ］．物联网技术，２０２２，１２（９）：６８－６９．［３］陈伍昌，蒋政培．应对新冠肺炎疫情的电梯防疫包和无接触式呼梯选层技术［Ｊ］．中国电梯，２０２１，３２（２４）：６３－６５．［４］郝天玥．基于神经网络的无接触电梯控制系统的应用研究［Ｄ］．大连：大连交通大学，２０２１．［５］骆凯．浅谈电梯ＩＣ卡刷卡系统［Ｊ］．特种设备安全技术，２０２０（２）：４５－４６．［６］赵慧，张伟，郝喆．基于ＯｐｅｎＭＶ视觉模块的人脸识别监控系统研究［Ｊ］．信息化研究，２０２２，４８（１）：５５－５８．［７］刘金凤．基于ＤＳＰ的语音转换系统研究［Ｄ］．长春：吉林大学，２００６．［８］曾铮．基于ＤＳＰ和ＵＳＢ的声音信号采集系统设计［Ｄ］．北京：北方工业大学，２００６．［９］郭罡，李锦宇，李小兵，等．嵌入式命令词语音识别系统［Ｊ］．信号处理，２００４（５）：５２５－５２８，４７４．［１０］王大伟，陈章玲．基于ＬＢＰ与卷积神经网络的人脸识别［Ｊ］．天津理工大学学报，２０１７，３３（６）：４１－４５．［１１］姜煜杰．改进的ＬＢＰ算法在人脸识别中的研究与应用［Ｊ］．湖北师范大学学报（自然科学版），２０２３，４３（２）：５１－５９．［１２］刘庆婷，陈梅．基于ＯｐｅｎＭＶ的智能门卫系统［Ｊ］．信息技术与信息化，２０２１（６）：２７３－２７７．［１３］胡徐胜，陶彬彬，曾胜．基于ＳＴＭ３２的测温与身份识别系统设计［Ｊ］．天津理工大学学报，２０２１，３７（４）：３６－３９．［１４］王壹创，冯顺念，成龙，等．关于疫情期间免接触电梯的设计［Ｊ］．电子制作，２０２２，３０（１２）：６－８．［１５］李宇杰，段二明．分析电梯检验中的控制系统常见问题及解决措施［Ｊ］．中国设备工程，２０２３（２４）：１７３－１７５．［１６］王恩亮，华驰，陈洁．基于ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＺＥＴ６的自定义通信协议电梯监控系统设计［Ｊ］．中国安全生产科学技术，２０１６，１２（１２）：１６０－１６５．［１７］陈军．基于ＡＲＭ嵌入式的电梯信息采集及微投系统优化与研究［Ｄ］．武汉：武汉纺织大学，２０２１．［１８］闫妍．智能电梯控制中的ＰＬＣ节能设计与实现［Ｊ］．电子制作，２０１５（１６）：１７．［１９］申玉宏，刘丽．单片机在电梯自动控制中的应用分析［Ｊ］．电子制作，２０１５（１）：５４．［２０］孔庆鹏．电梯轿厢井道精密位置检测与变频驱动系统的研究［Ｄ］．杭州：浙江工业大学，２００２．２０２智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１４卷㊀。
单片机89C51做电梯自动控制系统设计
单片机原理与应用技术课程设计报告基于单片机控制的电梯自动控制系统专业班级：姓名：时间：指导教师：基于单片机控制的电梯自动控制系统1．设计目的与要求1.1 基本功能（1）显示:本设计要求实现6层控制,实时显示电梯所在楼层位置。
（2）升降控制:采用一台电动机的正反转来实现电梯的升降。
（3）具备不可逆响应的功能：电梯上升途中只响应上升呼叫,下降途中只响应下降呼叫,任何反方向呼叫均无效。
1.2 扩展功能（1）可增加人性化的按键语音服务功能。
（2）可增加遥控或感应操作功能。
2．设计内容（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件及元件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
4．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。
- 2 -目录1 引言 ·······································································································- 4 -2 电梯控制系统原理················································································- 4 -3 总体设计方案························································································- 5 -3.1 设计思路·······················································································- 5 -3.1.1 方案比较··············································································- 5 -3.1.2 方案确立··············································································- 5 -3.2 设计方框图···················································································- 6 -4 电梯控制系统单元电路的设计 ····························································- 6 -4.1 单片机最小系统···········································································- 7 -4.2 信号输入电路···············································································- 7 -4.2.1 内外请求输入电路 ······························································- 8 -4.2.2 厢体位置模拟输入电路·······················································- 8 -4.3 信号模拟输出电路 ·······································································- 9 -4.3.1 楼层显示电路 ······································································- 9 -4.3.2 电梯外部请求显示电路·····················································- 10 -4.3.3 电梯方向及开关门电路·····················································- 11 -5 系统软件设计······················································································- 12 -5.1 初始化程序·················································································- 12 -5.2 各楼层子程序·············································································- 12 -5.3 显示子程序·················································································- 12 -6 结束语 .................................................................................................- 14 - 参考文献 .................................................................................................- 14 - 附录一 .....................................................................................................- 16 - 附录二 (17)- 3 -基于单片机原理的电梯自动控制系统摘要：本文介绍了基于单片机的电梯控制系统，硬件部分主要由单片机最小系统模块、电梯内外电路按键矩阵模拟检测模块、电梯外请求发光管显示模块、楼层显示数码管模块、电梯上下行及开关门模拟显示模块等5部分组成。
基于ISD4004芯片的电梯智能语音系统的设计
基于ISD4004芯片的电梯智能语音系统的设计作者：靖大同吴向前司志泽来源：《电子世界》2012年第21期【摘要】针对ISD系列语音芯片“直接模拟量存贮”的特点，以单片机AT89C51和ISD4004语音芯片为核心，设计一种电梯语音服务系统，能够进行实时信号处理和自动控制，实现电梯语音服务的智能化和自动化，以适应各种对服务要求比较高的电梯，具有较高的实用价值。
【关键词】ISD4004；AT89C51；接口电路；放音；录音；电梯1.引言随着城市文明化和现代化建设步伐的加快，对建筑中电梯的服务要求也越来越高，现代电梯技术已朝着更快、更稳、更安全及更人性化的方向迅速发展。
电梯语音报站器就是体现其人性化设计的一个具体表现。
用语音报告电梯将要到达或已经到达的楼层信息、电梯的运行状态、欢迎词和音乐等，可避免乘客搭错电梯或楼层、消除人们乘坐电梯的孤独感。
ISD4004是Winbond公司的ISD4000系列语音芯片。
它采用了“直接模拟量存储”（DAST）专利技术，信号无需经过D/A、A/D转换，数字压缩和语音合成等复杂的数字信号处理过程，减少了失真，使其声音存储效果较以前产品有大幅度提高，实际试听主观评价可以达到磁带录音机的水平，是目前市场上录放效果较好的语音电路之一。
本文以ATMEL公司的AT89C51和Winbond公司的ISD4004语音芯片为核心，设计了一种电梯语音服务系统，实现了电梯语音服务的智能化和自动化，以适应各种对服务要求比较高的电梯中。
2.硬件电路设计本系统由信号采集与隔离电路、单片机及其外围电路、语音芯片电路和电源电路四大部分组成。
电梯的楼层信号经过采集隔离处理后送至单片机，单片机分析、判断、提取出有效信息，再经过运算处理输出控制信号控制语音芯片电路实时播报。
系统整体结构如下图1所示。
2.1 ISD4004语音芯片介绍及接口电路ISD4004语音芯片采用CMOS技术，内含内部时钟、采样时钟、平滑滤波器、自动静噪、音频放大器、高密度多电平Flash ROM存储器及防混叠滤波器等，通过串行通信接口（SPI或Microwire总线协议）与微控制器（如MCS-51芯片）相连，所有操作均由微控制器控制。
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河南科技学院本科生毕业论文（设计）任务书
题目名称：基于单片机的电梯语音报站器的设计
学生姓名 所学专业 学号
指导教师姓名 所学专业 职称
完成期限 2011年11月7日至2012年5月12日
一、论文（设计）主要内容及主要技术指标
1.主要内容
主要研究电梯语音报站器的软硬件系统设计，主控器实现电源电路、硬件控制电路、软件控
制电路、等电路的设计。
2.技术指标
（1）以单片机为核心实现所有功能。
（2）实现电梯语言报站器的语言报站功能。
（3）在特殊情况下紧急报警。
（4）在电梯动作时发出相应的信号给予提示。
（5）操作简单方便，系统可靠性高。
二、毕业论文（设计）的基本要求
1．按时完成开题报告，最终提交符合学校规定的、8000字以上的毕业论文（设计）一份，并
附电子稿；
2．运用外语翻译至少2000汉字以上的与本专业、课题相关的外文文献一份，译文要准确流畅；
3．毕业设计（论文）应中心突出，有创新、有应用价值，内容充实，论据充分，论证有力，数
据可靠，结构紧凑，层次分明，文字流畅，结论正确；
4．至少15条以上的参考文献，其中至少5条为引用文献；
5．遵守学校及学院毕业论文撰写纪律，确保论文质量，按时完成任务。
三、毕业论文（设计）进度安排
预计用13周完成毕业论文，具体时间安排如下：
第1-2周（2011.10.17－2011.11.1）：收集和查阅相关资料；
第3－4周（2011.11.2－2011.11.16）：完成外文翻译、开题报告；
第5周（2011.11.17－11.24）：形成论文大纲；
第6－8周（2012.3.12－4.2）：整理分析资料，完成初稿；
第9-10周（2012.4.3－4.17）：进行中期检查，修改论文，完成论文二稿交老师批阅；
第11-12周（2012.4.18－5.3）：重新修改论文，提交论文终稿及其他相关材料,准备答辩；
第13-14周（2012.5.4－5.13）：答辩。