电梯自动语音提示系统毕业论文VIP

电梯自动语音提示系统院 系：信息科学与工程学院专 业 班：电子科学与技术 1102 班姓 名： 学 号：指导教师： 2015 年 5 月电梯自动语音提示系统 The Elevator Automatic Voice Prompt System I摘 要电梯自动语音提示系统是现代所有电梯的大脑和神经中枢。自电梯问世以来，电梯不断高端化美观化只能化，老式单纯的升降电梯已经成为了历史，现代建筑中无论在什么场合安装的电梯都是智能化、自动化的，它们大多数都是由单片机或者嵌入式系统控制的。本设计首先确定的目标是实现对八层电梯语音提示系统模型的设计，主要通过单片机(89C52) 、八个分别代表楼层的按键、LED 数码管显示屏、VS1003 语音模块四个部分协调工作，实现电梯的自动语音提示功能。本设计的电梯自动语音提示系统以单片机（AT89C52）作为核心，然后通过矩阵键盘按键是否按下而引起电平高低的变化，然后将该电平变化的信号送入到单片机中，单片机通过相应楼层按键按下与否的检测结果和上下行检测的结果做出相应的处理和判断，然后将该信号发送到语音模块，最后语音模块播报楼层变化和最终到达的楼层以及电梯的上下行状态。软件编程语言选用的是 C 语言，利用查询的方式来检测电梯用户按下的按键信息。本设计是模拟一个简单的电梯自动语音提示系统，将按键代表楼层，当相应楼层按键按下是引起电平高低的变化，然后将相应的电平信号传入到单片机中，然后单片机计数来确定楼层数，最后将信号输出到 LED 显示模块和语音播报模块分别进行楼层显示和语音播报。关键词：自动语音提示 单片机 语音模块 上下行状态 IIAbstractThe elevator automatic voice prompt system is the modern all the brain and the nerve center of the lift. In addition to those who stay in order to protect the historical old elevator,no matter in what occasion of installation of the elevators are automatic, they are basically controlled by single chip microcomputer, advanced elevator also used the embedded system. First determine the design goal is to achieve the eight design of elevator voice prompt system model, through the single chip microcomputer, eight floors respectively from the buttons, LED digital tube display, VS1003 voice module four parts coordination work, realize the automatic voice prompt function . Hardware part is mainly composed of single chip microcomputer module, elevator button circuit simulation testing module,floor broadcast voice module, elevator has LED display module and floor broadcast voice module four parts. The system USES single-chip computer (AT89C52) as the core, using the keys pressed or not caused by the change of the level, as users request information sent to the single-chip microcomputer, single-chip microcomputer according to the detected signal control floor speech broadcast and up and down the floor. Software part using C language, the use of a query to the detection of the key information, the user requests the operation of the elevator to the floor, simulate keystrokes level change, sent to the single-chip microcomputer count to determine the floor number, and sent to the display module and speech module for display and speech broadcast respectively.Key words: automatic vioce prompt voice module single chip microcomputer voice module the status of up and downIII目 录摘要 IAbstractII绪论 11 课题研究的背景 21.1 电梯自动语音提示系统研究的背景与意义 21.2 电梯自动语音提示系统的发展现状 21.3 电梯自动语音提示系统终端节点设计的主要内容 22 系统总体设计 42.1 系统构成框图 42.2 总体设计思路 53 系统硬件结构设计 63.1 AT89C5263.2 LED 显示模块 103.3 语音模块 113.4 按键中断模块 133.5 电源电路模块 133.6 电路总图 144 系统软件设计 154.1 软件流程图 164.2 语音模块的数据流程 174.3 软件的设计原则 184.4 软件开发环境准备 185 系统调试与结果 195.1 系统调试 195.2 系统结果 20结论 21致谢 22IV参考文献 23附录 1 程序源代码 241绪 论电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。从 1854 年第一部升降梯问世以来，历经 161 个年头的发展，电梯早已被广泛应用于世界各大建筑中。从最开始的钢丝绳安全升降梯，到 19 世纪中期开始出现的液压电梯、摩擦轮传动电梯，再到 80 年代的电动机电梯，最后到现代的高端智能电梯，人们对电梯的需求已经不仅仅满足于单纯的室内交通了。电梯的制造商们也针对各种乘客的需求开始从电梯的材质和样式上进行突破，圆柱形、弧形、扇形的各种观光电梯被广泛应用于各大建筑中。我国最早的一部电梯的出现是在 1902 年，是由美国奥的斯公司设计的并安装的。电梯在国内的出现立马引起了轰动，由于电梯的便捷性，人们越来越离不开电梯。意识到电梯的必不可少和未来的发展趋势，为了推动国内电梯行业的发展，1951 年党中央提出要在天安门安装一台由我国自行研发并制造的电梯。这在当时的国内是一项不小的挑战，天安门是中国具有代表意义的大门，天安门里的电梯将作为各国友人跨进中国大门的直接交通工具。天津从庆生电机厂光荣接此任，通过长达三个月的不懈努力，国人自主研发并设计的第一部电梯问世了。十一届三中全会后，在改革开放的推动下，我国电梯业进发展迅速。在世界任何一个国家任何一个城市，电梯都在被广泛应用着。电梯让人们在室内上下楼层之间点交通变得方便顺畅，解决了曾经楼层之间只能靠步行上下楼梯的困扰。高层建筑楼层较多如果单纯靠楼梯肯定不切实际，电梯的出现为高层建筑中安全、垂直上下的交通提供了保障，大大的减小了人们劳动量，为人们的生活提供了便捷。在现代社会中，电梯已成为人类必不可少的室内垂直运输交通工具。电梯的发展也势必将更加高端化、智能化、人性化。21 课题研究的背景1.1 电梯自动语音提示系统研究的背景与意义 社会在进步，科技在发展，单片机技术的问世无疑推动了电梯行业进入新一波的发展潮流。单片机技术与各种语言芯片以及显示器的相结合使用，可以实现电梯的自动显示化、智能语言化。自动显示楼并播报上下行状态、关门信号、当前楼层。电梯的设计也因此而加人性化，人们的生活因此而更加多姿多彩。电梯是室内交通必不可少的设备，随着电梯使用的普及，电梯已经不单单将运载作为唯一的目的了。人们对电梯的智能语言化提出了要求，拥有自动语音提升的功能，能够播报上下行状态、楼层、关门信号，甚至还能插播广告宣传语或者对某层进行特色说明。如“欢迎您光临某某商场、某某公司”、“请不要倚靠电梯门”等等。目前大部分电梯厂家生产的电梯都只是以运载为目的，并没有配置相应的自动语音提示功能。因此，开发一种适用于各大建筑中，拥有自动语言提示功能的电梯是十分有必要的，它势必将占据未来的电梯市场。1.2 电梯自动语音提示系统的发展现状电梯作为室内的交通工具，已经成为重要的建筑设备而不可或缺。随着计算机技术和电力电子技术的发展，现代电梯语音报站系统逐渐走向机电一体化。针对人们普遍对电梯自动语言提示系统高端化、智能化的要求，目前国内的电梯公司自己制造和安装的电梯系统还不能完全实现这一目的。高端化、智能化电梯自动语言提示系统的研发迫在眉睫。近些年来，关税的降低推动了国外电梯自动语音提示系统产品的进口，但同时也给国产电梯以及我国自主研发的一些高性能的、高质量的电梯零部件的出口提供了机会。在国内，具有自动语言提示功能的电梯势必将会很有前景，不论是在国内还是在世界范围内也都将会有着很强的市场竞争力。1.3 电梯自动语音提示系统设计的主要内容本课题需要研究的内容有：（1） 根据系统的技术要求，进行系统硬件的总体方案设计；（2） 学习单片机的相关知识，并且加以运用；3（3） 选择适当的芯片，并对其内部协议有所掌握，便于应用；（4） 进一步熟悉单片机 C 语言编程相应知识，并制定电梯自动语音提示系统的软件框图，最后用 C 语言编程加以实现；（5） 对软件和硬件进行调试，让其协调工作，完成指定任务。本次设计的电梯自动语言提示系统可分为单片机模块、矩阵键盘模块、语音播报模块、LED 模块四大主要模块。 矩阵键盘通过按下按键引起电平的变化实现工作参数的输入。语音模块主要是播报电梯上下行状态和到达的楼层信息，LED 数码管显示器用于显示楼层的变化和最终到达的楼层数。系统通电初始化，当键入触发命令后，系统会按照相应程序运行执行，完成对应功能，设定相应按键代表相应楼层，当代表相应楼层的按键按下引起电平的变化，电平信号输入到 AT89C52， AT89C52 经过处理后向语音模块发送当前语音段地址，进而调用语音播报子程序进行相应的楼层播报，同时调用 LED 的显示子程序显示相应的楼层变化以及最终到达的楼层。本设计预想结果是接通电源后，系统进行重置复位：采用矩阵键盘键入输入信号到 AT89C52，AT89C52 通过信号采集，进行信号处理对 LED 模块和语音模块同时分别输出信号，实现自动语音提示的功能。本次设计采用单片机（AT89C52）作为核心元件，利用 VS1003 语音模块和 LED 显示来模拟电梯自动语音提示系统，实现电梯的自动语音提示功能。具体内容如下：（1） 接通电源，系统复位。（2） 将矩阵键盘按键按下与否引起的电平变化信号输入到 AT89C52， AT89C52 通过信号采集，进行信号处理。（3） AT89C52 对 LED 模块和语音模块同时分别输出信号。（4） 协调器能够接收控制平台发送的指令信息，并进行数据处理，判断需要完成的各种动作。（5） 采用 AT89C52 单片机处理信号向语音芯片发送当前语音段地址，采用语音模块的 SPI 串行接口进行串行通信，利用软件部分找出楼层的信号和电梯上/下行状态并进行语音播报。42 系统总体设计2.1 系统构成框图图 2-1 系统构成框图结构功能图说明：通过接通电源后，进行重置复位；通过将矩阵键盘按键按下与否引起的电平变化信号输入到 89C52 单片机，单片机通过信号采集，进行信号处理，然后输出信号到 LED 模块和语音模块，实现相应功能。本次设计的电梯自动语言提示系统是通过按键按下控制实现电梯的上下行和指定的目标楼层。LED 显示模块是显示当代表目标楼层的按键按下时，从当前楼层到指定楼层的楼层数变化并最终显示指定到达的楼层数。系统上电后，LED 显示器初始显示 1。这