芯耀
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開發(fā)背景：
伴隨老齡化的逐步到來(lái)，老人獨(dú)自在家十分需要有人照顧，而兒女們卻需要為生活而奔忙。像老人服藥這類的小事，也是需要有人去關(guān)注和提示的。為此制作一個(gè)多功能的智能型語(yǔ)音藥盒是一件有意義的事情。
就開發(fā)平臺(tái)的選擇來(lái)講，LPC54114開發(fā)板是一款與設(shè)計(jì)目標(biāo)十分貼和的開發(fā)工具，它所配置的SPH0641LM4H數(shù)字麥克風(fēng)、Wolfson的WM8904codec芯片等即語(yǔ)音類處理。通過配置OLED屏，耳機(jī)或小音箱等就可達(dá)到基本的設(shè)計(jì)要求。
此外，板載的溫度傳感器及內(nèi)置的RTC和A/D轉(zhuǎn)換器，還能語(yǔ)音藥盒的功能上附加一些智能家居控制的功能，因此極具實(shí)用價(jià)值。
那該語(yǔ)音藥盒又有何功能呢？
首先該語(yǔ)音藥盒的核心是RTC計(jì)時(shí)器，它無(wú)需MCU的干預(yù)接口自行運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使MCU能騰出寶貴的時(shí)間去處理其它工作。通過設(shè)置多個(gè)提示時(shí)段，即可在相應(yīng)的時(shí)刻發(fā)出的提示信息，這些會(huì)以3種形式來(lái)輸出，他們分別是：
1）語(yǔ)音方式，該提示最有穿透力，因?yàn)樗还苣阍谧鍪裁?，也不管你是否在關(guān)注它，只有在它作用的范圍內(nèi)都會(huì)通知到你。
2）中文信息方式，該提示最具審核性，它可供你仔細(xì)的查看與核對(duì)。通過OLED屏可查看的信息有：服藥時(shí)間、藥品名稱、用量等。起初是將它也歸入到語(yǔ)音中，但在沒有語(yǔ)音文件系統(tǒng)的支持下，語(yǔ)音的播放內(nèi)容是會(huì)受到極大限制的。
3）LED指示方式，該方式可在藥盒中指示出是否藥物的正確位置，以便于取出。受時(shí)間的限制原本打算以步進(jìn)電機(jī)使藥盒轉(zhuǎn)動(dòng)到出口位置以供獲取，只能以后在添加了。
除語(yǔ)音藥盒功能外，為充分發(fā)揮開發(fā)板的資源，還以O(shè)LED屏實(shí)時(shí)地顯示出環(huán)境的溫度和A/D轉(zhuǎn)換口的電壓值。在添加控制限值的情況下，即可實(shí)現(xiàn)溫度控制及安放報(bào)警等，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的傳感器都是通過模擬信號(hào)輸出的，接入A/D轉(zhuǎn)換口，即可對(duì)其進(jìn)行判別處理和控制，從而易于實(shí)現(xiàn)家居控制等。
1.主要構(gòu)成
該語(yǔ)音藥盒主要由LPC54114開發(fā)板、OLED屏、耳機(jī)或音箱所構(gòu)成，如圖1所示。在設(shè)計(jì)與調(diào)試階段可以耳機(jī)來(lái)進(jìn)行，在實(shí)際使用時(shí)，則需要揚(yáng)聲器來(lái)播放，采用的方法有2種。一是直接接上一個(gè)小音箱，這種方法最簡(jiǎn)單，但相對(duì)比較耗電也不像個(gè)獨(dú)立的作品；另一個(gè)是為它配功放，只需一個(gè)運(yùn)放和一些阻容元件即可，相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)，也便于作品的一體化。
在供電方面，建議采用USB電源轉(zhuǎn)換器，它體積小，也比用電池環(huán)保。
圖1 基本構(gòu)成
該語(yǔ)音藥盒可實(shí)現(xiàn)多個(gè)時(shí)段的提示處理，如圖2至圖5所示。在測(cè)試時(shí)為節(jié)省時(shí)間，僅以分鐘為單位設(shè)置了4個(gè)時(shí)段加以驗(yàn)證，情況完全正常。設(shè)置時(shí)間一到，3種輸出信息準(zhǔn)時(shí)到達(dá)。
該語(yǔ)音藥盒可實(shí)現(xiàn)多個(gè)時(shí)段的提示處理，如圖2至圖5所示。在測(cè)試時(shí)為節(jié)省時(shí)間，僅以分鐘為單位設(shè)置了4個(gè)時(shí)段加以驗(yàn)證，情況完全正常。設(shè)置時(shí)間一到，3種輸出信息準(zhǔn)時(shí)到達(dá)。
圖2 時(shí)段1提示界面
圖3 時(shí)段2提示界面
圖4 時(shí)段3提示界面
圖5 時(shí)段4提示界面
2.字庫(kù)制作
為便于使用，特利用PCtoLCD2002字模提取軟件構(gòu)建了小字庫(kù)，其界面如圖6所示。通過小字庫(kù)的構(gòu)建，可將常用的藥名字模提取出來(lái)，構(gòu)建一個(gè)專用的字庫(kù)。
相對(duì)來(lái)講如果構(gòu)建一個(gè)完整的字庫(kù)，并存放在SD卡中以供調(diào)用會(huì)更理想。它有利于采用文本方式來(lái)設(shè)置提示條件，這也是后續(xù)完善的提升方向之一。
圖6 構(gòu)建字庫(kù)
3.功能
該作品的功能包括：RTC計(jì)時(shí)、溫度檢測(cè)、模擬傳感器檢測(cè)及顯示等，并通過多時(shí)段語(yǔ)音提示功能。
4.各級(jí)界面
各級(jí)界面是信息顯示的窗口，主界面如圖7所示。
圖7 主界面
該設(shè)計(jì)共有兩種顯示模式，即語(yǔ)音藥盒模式（多時(shí)段語(yǔ)音提示）、家居測(cè)控模式（溫度檢測(cè)、模擬傳感器測(cè)控），其界面分別如圖1、圖2所示。通過K2鍵可切換顯示模式，在解決測(cè)控模式下，日期顯示信息會(huì)覆蓋語(yǔ)音藥盒的提示信息。
5.處理流程
該作品的處理流程如圖8所示。
圖8程序流程
6.程序設(shè)計(jì)
多時(shí)段提示處理程序：
if((f!=0)&&(cp<3))
{
if(ch==p) // 時(shí)段判別
{
m1(); // 中文信息提示（時(shí)間、藥名、數(shù)量）
led_on(4); // 藥盒位置指示
o=1; // 語(yǔ)音提示啟動(dòng)標(biāo)識(shí)
}
if(ch==(p+1))
{
m2();
led_on(5);
o=1;
}
if(ch==(p+2))
{
m3();
led_on(6);
o=1;
}
if(ch==(p+3))
{
m4();
led_on(7);
o=1;
}
if(ch==(p+4))
{
OLED_ShowString(20,2," ",16);
led_off(4);led_off(5);led_off(6);led_off(7);
}
}
溫度檢測(cè)程序：
if(fPCTValue>=0)
{
//PRINTF("Temperature Value is +%d.%d oC.r", (int)(fPCTValue*100)/100, (int)(fPCTValue*100)%100);
OLED_ShowString(0,4,"Temp: ",16);
OLED_ShowNum(40,4,(int)(fPCTValue*100)/100,3,16);
OLED_ShowString(64,4,".",16);
OLED_ShowNum(72,4,(int)(fPCTValue*100)%100,2,16);
}
else
{
//PRINTF("Temperature Value is -%d.%d oC.r", (int)((0-fPCTValue)*100)/100, (int)((0-fPCTValue)*100)%100);
OLED_ShowString(0,4,"Temp:-",16);
OLED_ShowNum(40,4,(int)((0-fPCTValue)*100)/100,3,16);
OLED_ShowString(64,4,".",16);
OLED_ShowNum(72,4,(int)((0-fPCTValue)*100)%100,2,16);
}
OLED_ShowString(80,4,"oC",16);
模擬信號(hào)電壓采集程序：
wADCValue = adc_read(ADC_CHANNEL_NUM);
if(wADCValue != 0xFFFF)
{
dwLedTime = (wADCValue*2000)/0xFFFF; // ajust the led blinky freqency
//wADCValue = 0xFFFF; 3.3v
}
OLED_ShowString(0,6,"ADC:",16);
OLED_ShowNum(40,6,(int)((wADCValue*3.3)/0xFFF*100)/100,1,16);
OLED_ShowString(48,6,".",16);
OLED_ShowNum(56,6,(int)((wADCValue*3.3)/0xFFF*100)%100,2,16);
OLED_ShowString(72,6,"V",16);
7.語(yǔ)音的錄制與播放
在該作品的設(shè)計(jì)中，語(yǔ)音的處理是一個(gè)關(guān)鍵。為了有效地縮減程序的規(guī)模和復(fù)雜度，語(yǔ)音的錄制處理放到外部的其它程序來(lái)處理，由于錄制的結(jié)果是存放在板載的Flash中，因此不怕斷電丟失。在該作品中只需按地址適時(shí)地對(duì)其讀取播放即可。
盡管板載的Flash相對(duì)于需要來(lái)講不是很大，但在語(yǔ)音較短的情況下，還是可以考慮對(duì)Flash進(jìn)行分段錄制，并依地址分段存儲(chǔ)與播放。
其實(shí)按原來(lái)的設(shè)想是探索以數(shù)字錄音芯片錄制，然后轉(zhuǎn)存到SD卡的文件中進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。當(dāng)使用時(shí)再按文件名來(lái)讀取需要的語(yǔ)音文件以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的再現(xiàn)。然而花費(fèi)的時(shí)間和精力太多，難以短期解決，只能退而求其次，單用Flash來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音錄放達(dá)到功能上的效果演示。
8.改進(jìn)方向
未來(lái)的改進(jìn)方向是使用文件來(lái)管理語(yǔ)音的錄放，從而構(gòu)建一個(gè)語(yǔ)音庫(kù)來(lái)擴(kuò)展語(yǔ)音的播放內(nèi)容。此外，將錄音數(shù)據(jù)存入文件可增強(qiáng)語(yǔ)音的實(shí)時(shí)記錄與編輯管理等。
此外，以文件來(lái)管理各時(shí)段的條件設(shè)置，能增強(qiáng)管理及編輯的靈活性。在添加功放模塊的條件下，取代用音箱來(lái)輸出語(yǔ)音提示信息。
