Đồ Án Thiết kế thi công bộ điều khiển thiết bị bằng giọng nói truyền từ xa

MỤC LỤC
PHẦN A LÝ THUYẾT Số trang
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHI TIẾT BỘ PHẬN XỬ LÝ GIỌNG NÓI 12
1.1 Giới thiệu nguyên lý IC HM2007 12
1.2 Giới thiệu IC nhớ SRAM 6264 17
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 19
2.1 Chi tiết về chip AVR Atmega8. 19
2.2 Cấu trúc ngắt của Atmega8. 29
2.3 Các bộ phận ngoại vi khác. 34
2.4 Hệ thống xung clock và lập trình bộ nhớ on - chip. 38
CHƯƠNG 3: NGÔN NGỮ C CHO AVR 39
3.1 Khái niệm. 39
3.2 Tóm tắt cấu trúc điều khiển. 45
3.3 Chẳng hợp ngữ vào trong chương trình C 49
3.4 Tổ chức bộ nhớ SRAM 50
3.5 Phần mềm lập trình cho bộ điều khiển từ xa AVR Atmega8 51
3.6 Phương pháp và phần mềm nạp cho Atmega8 54
PHẦN B: THIẾT KẾ - THI CÔNG
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI 64
4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển tín hiệu giọng nói. 64
4.2 Các board mạch IC HM2007 đã thực hiện thử nghiệm. 67
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 69
5.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển từ xa. 69
5.2 Sơ đồ thiết kế mạch in và thi công. 70
5.3 Hình ảnh thực tế bộ Atmega8 của thiết bị. 70
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CÁC MODUL NGÕ RA CỦA SẢN PHẨM 71
6.1 Mục đích thiết kế các modul ngõ ra. 71
6.2 Hình ảnh thực tế thiết kế và board mạch ngõ ra. 71
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MẪU VỎ HỘP BÊN NGOÀI CHO THIẾT BỊ 74
7.1 Ý tưởng thiết kế. 74
7.2 Sản phẩm hoàn chỉnh trên phần mềm. 75
01/12/2009 TRANG 3 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA




NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH
PHẦN C: SẢN PHẨM
ã Hệ thống điều khiển robot sử dụng modul 24VDC. 77
ã Bộ điều khiển thiết bị 220VAC bằng giọng nói truyền từ xa. 78
ã Khả năng ứng dụng, thành quả bước đầu của đề tài. 79
KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
ã Kết luận. 80
ã Những khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài. 80
ã Ưu điểm, khuyết điểm cần cải tiến của thiết bị. 82
ã Kiến nghị. 82
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
PHỤ LỤC
ã Hình ảnh cải tiến board mạch chủ của thiết bị.
ã Chương trình chính lập trình cho bộ điều khiển từ xa.
LỜI MỞ ĐẦU
1. GIỚI THIỆU
Khoaûng thôøi gian töø năm 2001 ñeán nay ñöôïc xem laø thôøi gian caùc coâng ty,
doanh nghieäp trong vaø ngoaøi nöôùc aùp duïng nhieàu tieán boä khoa hoïc kyõ thuaät vaøo
caùc ngaønh coâng nghieäp chuû choát cuûa Vieät Nam, caùc daây chuyeàn coâng ngheä môùi
laàn löôïc ra ñôøi nhaèm ñôn giaûn hoùa quaù trình saûn xuaát, maùy moùc hieän ñaïi ñaõ baét
ñaàu laøm vieäc thay theá con ngöôøi trong nhieàu lónh vöïc saûn xuaát.
Beân caïnh ñoù caùc thành tựu khoa hoïc coâng ngheä tieân tieán cuõng ñang ñöôïc
öùng duïng phuïc vuï cho cuoäc soáng cuûa con ngöôøi chuùng ta. Haøng loaït caùc saûn phaåm
töï ñoäng hoùa tieân tieán ñöôïc ñöôïc phaùt minh vaø baùn roäng raõi treân thò tröôøng nhö:
robot huùt buïi treân saøn phaúng do Nhaät saûn xuaát, maùy giaët ña naêng, maùy röûa cheùn töï
ñoäng, thieát bò giaùm saùt nhaø qua internet
Đối với nước ngoài thì việc điều khiển bằng giọng nói đã được nghiên cứu và
chế tạo để ứng dụng vào đời sống và sản xuất cũng chỉ mới ra đời trong vài năm trở
lại đây. Như ở Mỹ đã được ứng dụng để điều khiển robotcam trong y khoa. Riêng ở
nước ta lĩnh vực này còn khá mới mẻ. Do đó chúng ta cần có sự đầu tư để nghiên cứu
theo kịp công nghệ mới này để phục vụ trực tiếp cho công việc giảng dạy tại trường
nhằm giúp sinh viên hiểu rõ hơn về lý thuyết, tạo điều kiện cho sinh viên có những ý
tưởng mới trên những nền tản đã có sẵn.
Thấy được khả năng phát triển và nhu cầu tìm hiểu về điều khiển bằng giọng
nói của chính bản thân và của những người yêu thích mong muốn được sử dụng dịch
vụ này, tôi đã bắt tay vào thực hiện nghiên cứu đề tài: “ Điều khiển thiết bị bằng
giọng nói truyền từ xa”
2. TẦM QUAN TRỌNG
Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ tiên tiến trên thế giới còn chậm phát
triển, quá trình đưa công nghệ mới vào phục vụ đời sống, sản xuất gặp nhiều khó
khăn. Tận dụng những ic đã nhập sẵn và ic chuyên dụng do nước ngoài sản xuất để
thiết kế thành sản phẩm cụ thể là một nhu cầu cần thiết cho việc giảng dạy trong
trường học, trong cuộc sống và từ đó phát triển cao hơn để ứng dụng trong các lĩnh
vực điều khiển phức tạp[1]. Đề tài: “ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG
NÓI TRUYỀN TỪ XA” được tìm hiều và thực hiện nhằm đưa con người tiến gần
hơn tới công nghệ, và mở ra một hướng đi mới cho việc nghiên cứu. Điều quan trọng
hơn hết là các vấn đề liên quan tới đề tài, nguyên lý hoạt động của mạch xử lý giọng
nói, mạch truyền từ xa sử dụng chip AVR Atmega 8, các modul ngõ ra tích hợp, và
cách lập trình hệ thống sẽ được giới thiệu trong đề tài này. Nó sẽ là nguồn thông tin
hữu ích cho những ai muốn tìm hiểu và phát triển trong lĩnh vực này, nhằm mở ra
một hướng đi mới cho công nghệ điều khiển tự động hóa.
01/12/2009 TRANG 8 SVTH: PHẠM NGỌC ĐĂNG KHOA




NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2009 GVHD: Th.S NGUYỄN VŨ QUỲNH
3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Đề tài: “ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI TRUYỀN TỪ XA”
được thực hiện nhằm tạo ra một hệ thống biết tuân theo mệnh lệnh giọng nói của con
người chúng ta. Đề tài không dừng lại ở mức tìm hiểu lý thuyết hay hoàn thiện mạch
sử dụng ic HM 2007 như một số sinh viên các trường đại học khác đã tìm hiểu trong
thời gian trước. Sản phẩm của đề tài trước hết có thể được ứng dụng vào điều khiển
các thiết bị tự động hóa như: tay máy công nghiệp, robot tự hành, xy lanh, cảm
biến với modul ngõ ra 24VDC. Đề tài còn được thiết kế mở rộng thêm modul ngõ
ra 220VAC đề điều khiển các thiết bị điện dân dụng phục vụ cuộc sống như đèn,
quạt, máy tính
Đặt biệt đề tài được tích hợp công nghệ điều khiển từ xa sử dụng tín hiệu
truyền trên sóng RF (Radio Frequence) đã mở ra một hướng phát triển mới cho đề tài.
Con người chỉ cần ngồi tại một vị trí cách thiết bị vài trăm mét và điều khiển theo
những yêu cầu mà họ mong muốn. Với bộ điều khiển chỉ sử dụng điện áp từ 5VDC -
9VDC nên tránh cho người điều khiển tiếp xúc trực tiếp với các nguồn điện áp cao.
Do đó một hướng phát triển mạnh trong cuộc sống của đề tài là thiết lập hệ thống
điều khiển giọng nói trong các trường mầm non, tiểu học và phòng trẻ em.