智能语音教具系统

2024-09-01

智能语音教具系统（精选9篇）

智能语音教具系统篇1

小学英语教学是小学阶段教学内容的重要组成部分。按照新课程标准的要求, 在低、中年级的英语教学中, 应注重加强对学生认知和阅读能力的培养;在高年级的英语教学中, 应培养学生的书写和运用能力。针对新课程标准的要求, 教师在小学低、中年级英语教学时, 利用智能语音教具系统, 进行听读训练, 加强语言运用能力的培养, 让学生学会开口讲英语, 能够认识基本的英文单词, 能够进行简单的英文对话, 能够运用常用语进行简单的交流;在高年级英语教学时, 利用智能语音教具系统, 加强对学生的听说读写等综合能力的培养, 使学生能够拥有一口流利的、规范的英语, 能够在日常生活中进行口语交际, 通过综合运用, 提高学生的英语学科素养。

一、利用智能语音教具系统的领读功能, 吸引学生的注意力, 提高听力教学效果

中低年级的小学生基本没有接触过多少英语, 对英文的发音技巧很难理解, 加上英语字母、单词很抽象, 教师在教学时, 学生理解起来很困难。为了培养学生的学习积极性, 提高学生的认知技能, 教师在进行新课教学时, 可以把新单词做成彩色卡片, 把对应的英文单词写在上边, 下边出现的是它的汉语意思, 中间就是这个单词所要表达的汉语意思的实物图片。教师利用点读笔点触点读书上的相应位置, 教具就发出规范的英语, 学生边观看图片边看英文单词的写法, 在实物图片的刺激下学生集中了听的注意力, 有效理解了英文的汉语意思。这些综合因素的刺激, 有效激发了学生的求知欲望, 培养了学生的有意注意, 提高对知识的认识效率, 提高听力教学效果。

比如, 在进行Look at me.的教学时, 我利用挂图和点读机进行听力训练, 学生看着图片信息, 听着点读机发出的标准读音, 产生了听的积极性, 形象直观的刺激帮助学生深刻理解了英文单词所要表达的汉语意思。如在听点读机读“face”“body”“foot”等单词时, 学生很容易指出对应的位置, 这说明学生真的听懂了英语。智能语音教具系统的运用, 大大提高了听力教学效果。

二、利用智能语音教具系统的录音、矫正功能, 提高学生发音水平, 培养学生英语学科素养

智能语音教具系统的软件平台具有音频录制功能, 教师在进行发音教学时, 可以把学生的发音录制在电脑里, 通过软件平台生成MP3文件, 再通过播放器播放学生的读音, 让学生自己进行矫正, 提高学生的发音标准。同时, 软件平台还具有句子或段落等发音测评的功能, 教师在测评前, 把需要测评的句子或段落调入软件平台, 测评结果出现在屏幕上, 每个句子或段落对应着一个分数, 对分数较差的句子或段落可以再次测评, 也可以对比规范的发音, 进行矫正训练, 直到达到满意为止, 提高学生的发音水平, 培养学生的英语学科素养。

比如, 在进行We love animals.的教学时, 教师可以先对有关“animals”的单词进行测评, 利用软件平台让几个学生分别测评, 总体把握学生的学习情况。在进行句子和段落的测评时, 先让基础较好的学生进行测评, 将测评结果逐句分析, 对发音不好的句子再次进行测评, 直到达到规范为止, 综合提高学生的英语学科素养。

三、利用智能语音教具系统的有声课件制作功能, 提高学生与设备之间的互动效果, 培养学生的运用能力

小学生喜欢动态的教学过程, 从静态的文字和图片信息, 到视频展示, 从单一的词语到句子的变换, 学生喜欢变化的课堂, 喜欢师生之间的互动和人机互动。智能语音教具系统能很好地辅助英语教学, 利用教具的软件平台制作有声课件, 上课时能够让静态的图片或实物发音, 能够进行人机对话训练, 为学生提供动态的教学效果, 实现人机互动, 提高学生的英语运用能力。

比如, 在进行Do you like pears?的教学时, 教师把“pear”拿到教室, 在上边贴上隐形码, 当需要进行“pear”的自我介绍时, 教师点触隐形码, 就可以实现人机对话。这有效提升了课堂教学效果, 同时对“Do you like pears?”的核心句型进行了强化训练, 提高了学生的英语运用能力。

总之, 小学生喜欢形象直观、动态刺激的知识信息, 英语教学需要现代化的教学设备进行辅助, 提高学生课堂的参与率, 使学生成为课堂活动的主体。教师应充分发挥英语的语言学科特点, 利用智能语音教具系统等现代化设备, 给学生设置英语交流的环境, 刺激学生产生运用英语的欲望, 让学生能够开口说英语, 突破语言教学难点。

摘要：在小学阶段, 英语教学注重对单词、句子的认知, 学生能够准确读出英文单词, 知道其表达的汉语意思即可。由于小学生的年龄特点, 尤其是低、中年级学生, 很难接触英文环境, 接触英文机会很少, 加之小学生对形象思维的理解和判断能力较强, 对抽象的文字感觉枯燥无味。结合这些特点, 教师在教学时, 应科学使用教育技术手段, 优化资源的出现方法, 直观准确展示英语信息, 提高学生学习效果。

关键词：智能语音教具系统,小学英语,学习效果,能力,素养

参考文献

[1]小学英语新课程标准.

[2]魏明生.现代教育技术在小学英语教学中的应用[T].中国教育技术装备, 2013 (7) .

智能语音教具系统篇2

我一直用畅言语音系统辅助我的教学工作。它为我的课堂增添了不少色彩。孩子们也喜欢我的课了。现在我的教学实践谈谈我在使用畅言语音系统和制作教具的心得体会。

一、活跃课堂气氛，学生学习的兴趣。

四年级学生的学习开始 “沙漠化”。对学习语文的兴趣也不再像初学时那样兴趣浓厚了。在课堂上说普通话和回答问题成了优秀学生的专利。常常我都有唱独角戏的感受。但当我次将畅言语音系统带入课堂时，我惊奇的孩子们对新玩意感兴趣。于是我就抓住了孩子们的好奇心，用畅言语音系统辅助我教读课文，接着在让孩子们模仿语音系统跟读，并告诉谁读的好，就可以在讲台用“识别笔”像老师一样教同学读单词。一来孩子们的学习兴趣一下就被调动起来了。都渴望到前面来的感受一下新玩意，学习起来。就连班里最调皮的孩子也的举手发言了。

二、语音纯正，使用。

在语文教学中，最注重的是语音语调的纯正。以往常使用的磁带教学，教室空间，让每学生都能听到录音，常常将录音机的音量调到最大。但录音内容就会失真，经常破音，录音机发出“哧哧……”的响声，的了教学。但畅言语音系统完全为解决了难题，给学生们非常标准的语言环境。此外，该系统使用方法简便，教师可以在课堂上随时、随地轻松使教具反复播放功能。与传统的录音机相比，教师不必频繁在课堂上操作快进、快退键，节省了倒磁带的，学生们也能够一直精力听录音，从而提升了课堂教学。此外，与录音机不同，该教具不磨损磁带、绞带等问题，为教师的使用了最大限度的便利。

三、制作教具快捷，是教师的好帮手。

在教学中，我常常要花许多去教具。是寻找有声音的教具。而畅言语音系统所独语音合能和语音教具制作功能为了快捷的制作有声教具的途径，使得的语文课堂变得直观形象、生动活泼，也减轻了教师的工作负担。

在使用畅言语音系统的过程中，感受到了它带给语文教学的许多惊喜，为的日常教学注入了新的活力。在课堂上，教师只需要用识别笔轻轻一点书上的生字或句子，语音系统就能发音。操作比录音机复杂，但却不利于学生的认读能力。在教读的过程中。能有配套的单词卡片或课文插图就更理想了

智能语音教具系统篇3

一、歌曲热身，导入新课

用智能语音教具播放音乐，师生共同表演唱歌曲：“Old Mac Donald had a farm”，然后自然过渡到谈论学生喜欢的动物。这样的导入能很快吸引住学生，同时还渲染了学习英语的良好气氛。

二、创设情景，呈现新知

本节课我创设了参观农场的情景，认识农场里的动物，并以它为主线，贯穿整堂课。我利用智能语音教具的有声教具制作功能，录制学生的声音做成隐形码贴在动物图片和玩具上，上课时出示动物的背影或一部分，让学生和他们对话进行猜测，或者让图片自我介绍，既满足了学生的好奇心，又营造了生动活泼的课堂氛围。特别是单词复数形式的呈现，我用语音教具播放各种动物的叫声，学生仿佛身临其境，在这样真实的环境中乐于开口用英语交流。另外，在读单词的环节，改变了以往的跟老师或录音读，而是让学生自己点读单词，自主探究学习新知。

三、游戏操练，寓教于乐

小学生大多活泼好动，喜欢好玩的游戏，游戏所带来的乐趣会使每位学生始终保持积极的情绪，快乐地学习，因此我设计了两个游戏。

1.用语音教具播放课本let’s do 部分，学生根据指令做动作，让学生动起来，以动作帮助学生记忆。

2.利用做好的有声教具，学习根据要求把动物放入相应的房子。此环节在有意义的活动中，训练了学生的听力，更好地巩固了本节课的重点。

四、口语测评，科学评价

小学生有着强烈的表现欲，学会一个新知识后便想展示一下，智能语音教具为学生提供了很好的展示平台。我用它的发音测评功能，客观公正地评价学生的发音。根据系统自动给出的分数，得分低的地方，让学生对比自己的读音和标准读音，找到不足，反复练习，逐步提高口语水平，增强学好英语的自信心。

智能语音驱鸟系统设计与实现篇4

鸟类对农业生产的危害日趋严重,导致农产品产量和质量下降,造成巨大经济损失。农业生产中的传统驱鸟手段是利用巨大声响或视觉效果使鸟类受到惊吓来驱鸟,如敲锣、放炮、装稻草人等,这些方法由于具有单一性,驱鸟效果不佳。近年来,国外专家研究基于鸟类生活习性的防护技术,主要针对鸟类的听觉、视觉、嗅觉,并开发出一系列驱鸟产品,如超声波驱鸟器、激光驱鸟器、无公害化学驱鸟剂等。这些产品在国外应用初期都取得比较好的效果,但都面临鸟类适应性的问题,引进国内使用效果不佳,尤其以天敌鸣声为声音资料的驱鸟设备,由于种间差异性和地域差异性,国外鸟种的天敌鸣叫不一定适用于国内鸟种。此外,国外设备价格昂贵,难被国内用户接受[1]。

针对以上难题,需要研究低成本、抗适应性、适用于我国鸟种的驱鸟器。智能语音驱鸟系统以低功耗单片机为控制核心,利用音频加密技术,以语音芯片作为语音资料存储器,设计高保真、多模式语音播放实现良好的驱鸟效果。该系统低成本、易操作、驱鸟效果好等优点有利于在农业生产中推广,从而提高我国农业生产的科技水平。

1 系统方案设计

本系统主要从以下3个方面解决成本、适应性、鸟种差异性的问题:

1)采用低功耗、低成本51单片机作为控制核心,采用地址锁存器将16位地址总线扩展至20位地址总线,实现1MB的外部数据存储空间,可以存储8段语音数据,在语音输出过程中,并没有将其读入单片机内部,而是直接进行解密输出,降低了对单片机的要求,同时也保障了语音数据的安全,大大降低了系统成本;电源的设计也充分考虑到农田、果园等户外场所供电便捷性和安全性等因素,本系统为用户提供电源适配器和蓄电池两种供电方式,并增加了蓄电池保护电路,有效避免了蓄电池过度放电带来不必要的损失。

2)采用多模式播放方式抵抗鸟类对单一重复播放方式的适应性,可根据不同鸟类的生活习性设置“白天”“夜晚”“持续”3种工作方式;可以设置语音播放时间间隔,系统预设4种不同时间间隔,可根据实际情况来设置;可以设置语音片段的播放顺序,既可以针对一种鸟持续播放一种语音,也可以循环顺序播放多种语音,还可以随机无序播放;可以设置音量变化方式,既可以通过定位器来调节音量,也可以选择随机和渐变两种变化模式。由单片机自动调节音量的变化,以便有效克服鸟类对长时间固定音量播放的适应性。

3)采用语音芯片作为语音资料存储器,语音资料来源于对我国不同地区、不同季节的鸟害进行大量调研后采集的各种鸟类及其天敌的声音并经过处理和试验得到的有效驱鸟声音资料,针对不同地区和不同季节的不同鸟种,选择相应的语音芯片并及时更换。

2 系统硬件设计

2.1 系统硬件结构框图

系统硬件电路共有10个单元组成:电源、单片机微控制器、模式设定、实时时钟、光敏感应、音量调节、模式指示、语音存储、语音功放、语音播放。系统硬件结构框图如图1所示。

2.2 单片机微控制器[2]

本系统选用STC89C51RC系列单片机作为微控制器,该微控制器为增强型8051单片机,采用PQFP小型封装;内部集成4K的Flash程序存储器和512字节RAM以及2K的EEPROM;4个8位可编程并行I/O口(附加P4.0-P4.34个I/O端口); 8个中断源包括4个外部中断、3个定时器/计数器溢出中断和1个串行口的发送/接收中断,4个中断优先级;内置看门狗。该单片机成本低、性能好、防解密、功耗低(掉电模式:0.5μA,空闲模式:2mA)。单片机时钟引脚接12M晶振。

2.3 光敏感应

光敏感应[6]单元是根据检测光线的强弱来判断当前时间是白天还是夜晚,从而实现“白天/夜晚”两种工作模式,当设置为“白天”工作模式时,系统只在白天工作,夜间自动进入休眠待机状态;同理,当设置为“夜晚”工作模式时,系统只在夜间工作。电路主要由光敏电池、集成运放、与非门等器件组成。其电路图如图2所示。

当白天太阳光照射光电池,与光电池连接的运放输入端便产生一个电压信号,经放大后成为高电平信号,再经过与非门U1a转为低电平接到单片机外部中断0引脚,单片机作出相应的中断响应。

夜晚由于光线很暗,光电池产生电压极其微弱,此时U1b输出低电平到单片机外部中断1引脚,单片机作出相应的中断响应。

运放选用LM324;与非门选用74HC00,要求输入高电平最低2V,低电平最高0.8V。光电池在晴天阳光照射下产生电压在0.3~0.5V,需要通过定位器来调节放大倍数,使输出电压高于2V,达到与非门的输入要求;定位器起到调节光强检测灵敏度的作用,在阴天光线不足的情况下可以通过调节定位器提高光线感应灵敏度,或者将工作模式设置为“持续”,使系统在白天和晚上持续工作,不受光线影响。

2.4 语音存储

语音存储单元由存储芯片、锁存器和D/A转换芯片组成,原理图如图3所示。

语音存储芯片选用M27C801,该芯片存储容量为1M×8bit,需要20位地址线,8位数据线。为了节省单片机I/O端口资源,单片机的P0口分时提供所有20位地址总线,用两个8位地址锁存器74HC573管理地址信号,锁存使能端分别接到单片机不同的I/O端口,单片机通过控制片选实现分时发送20位地址线数据;存储芯片的片选接单片机的RD,低电平有效,数据输出使能端接单片机的P2.7端口,当P2.7端口电平负跳变时,存储器的数据输出端Q0~Q7读出语音信号;读出的数字语音信号经过D/A转换芯片AD557转换成模拟语音信号,以上便实现语音信号读出控制和数/模转换功能[7]。

经过D/A转换输出的模拟语音信号需要进行放大才能驱动扬声器,本系统功放芯片选用TDA1517,其固定功率放大增益为20db,并且具有静音/待机切换功能,可以由单片机的I/O端口配合开关器件控制语音功放输出。

2.5 音量调节

本系统在音量调节方面增加自动音量调节功能,利用带I2C总线功能的可编程数字定位器CAT5221,通过单片机程序控制电阻变化来控制功放输入信号电流的大小,实现音量自动调节,因此可以在程序中设置多种电阻变化的方式及幅度和快慢,从而实现相应的音量调节。

单片机可以利用两个I/O端口模拟I2C接口,I2C总线协议允许总线接入多个外围器件;数字定位器可以与实时时钟芯片共用数据线SDA和时钟线SCL,I2C总线的数据传输采用主从方式,即主器件(单片机控制器)寻址从器件(数字定位器和时钟芯片),启动数据传输,因此在数据传输过程中只需指定对应的器件地址即可[8]。

3 系统软件设计

系统软件主要分两部分:一是单片机控制程序;二是PC机环境下的声音加密程序。

3.1 单片机控制程序

单片机控制程序流程图如图4所示。

单片机控制程序的功能模块主要包括:定时模块、语音信号读取模块和播放控制模块。定时模块的功能是设定多个精确的播放时间间隔;语音信号读取模块的功能是按照播放要求准确地读取存储在语音芯片中的语音信号并进行解密;播放控制模块的功能是根据检测按键来设定不同的播放模式。

3.2 音频加密[3]

语音资料来源于对我国不同地区、不同季节的鸟害进行大量调研后采集的各种鸟类及其天敌的声音,为防止非法拷贝,不能直接存放在语音芯片中,需对其加密处理。

语音资料是以.wav为扩展名的波形音频文件,格式是资源交换文件格式(RIFF)。WAV文件格式是Windows中基本的声音格式,由于其文件格式固定,因此可以直接对其数据区进行加密和解密处理。WAV文件由两个子块构成:一个是“fmt”子块,用于存储波形格式信息;另一个是“data”子块,用于存储波形数据信息[4]。语音资料中的WAV文件采用PCM(脉冲编码调制)编码方式,其文件头为44字节,存放一些基本标志信息,从第45个字节开始就是“data”子块中的数据,存放的是声音数据[5]。单声道8位量化的PCM格式的WAV文件的声音数据存放形式如图5所示。

对WAV文件的声音数据采用具有良好随机性、难于破译的离散混沌系统序列加密方法进行加密,首先利用混沌系统产生混沌序列,再对混沌序列进行适当处理,然后利用处理后得到的序列与明文(声音数据序列)进行运算,得到密文,然后将加密后的WAV文件存放在语音芯片。用wav波形查看软件观察某声音片段加密前后的WAV文件声音波形如图6和图7所示。

从以上加密前后波形对比可以看出,经过加密后的声音波形与原语音信号的波形相差甚远,反映出良好的加密性。解密则是加密的逆过程,在单片机控制程序的播放子程序中,利用密钥产生混沌序列,与密文运算后回复出原始WAV文件的声音数据,将解密后的语音信号输出到语音功放单元,如此便实现了对语音资料的加密存储和解密播放。因为整个加密过程在本地PC机上完成,并且实现解密功能的单片机控制程序存储在具有良好防解密性能的MCU中,所以本系统充分保证了语音资料的安全。

4 结语与展望

本文提出了一种针对农田、果园鸟害的解决方案,从硬件和软件两个方面详细介绍了智能语音驱鸟系统的设计。该系统具有低功耗、抗干扰、抗适应性、声音加密、方便升级语音资料等特色,经多次农田、果园试验,驱鸟作用明显、持续,平均帮助用户挽回30%~70%的损失,有效作用面积为1~3hm2,适用于农田、果园、机场、工厂仓库、鱼虾池塘、办公楼宇等,可以驱赶喜鹊、乌鸦、八哥、鸽子、山雀等中国常见鸟类。

驱鸟技术的应用在农业生产、电力、机场等受鸟类危害的环境必不可少,本系统虽然达到了预期的驱鸟效果 ,但为了实现更高效、更智能化的驱鸟技术,需要进一步完善。下一步需要解决地问题主要有以下两个方面:

1)模拟鸟类飞行,研究鸟类飞行及捕食过程中的声音变化特点,通过同时控制多个扬声器,模拟鸟类飞行的动态声音变化效果,更好地抵抗鸟类对目前静态声音的适应性。

2)远程控制,通过客户端PC机、手机等常用通信设备或手持控制器与应用场合的驱鸟器之间的通信,实现远程控制驱鸟器的工作和升级语音资料等。

参考文献

[1]佚名.智能驱鸟器[EB/OL].2009-12-01.中国驱鸟网:http://www.packer.net.cn.

[2]宝利民,马宝山,王曰承,等.16位单片机在机场驱鸟器系统中的应用[J].大连海事大学学报,2006,32(3):79-80.

[3]王卫锋.混沌序列在多媒体信息加密中的应用研究[D].南京:东南大学,2002.

[4]张敬怀,马道钧.WAV语音文件格式的分析与处理[J].北京电子科技学院学报,2004,12(2):47-49.

[5]李敏.音频文件格式WAVE的转换[D].南京:东南大学无线电工程系,2005.

[6]张庆双,姜立华.农业电子技术应用电路集萃[M].北京:机械工业出版社,2005.

[7]姜志海,黄玉清,刘连鑫,等.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2005.

智能语音教具系统篇5

广西桂平市西山二中

罗紫云

关键词：

英语

课堂教学

智能语音教具

摘要：

随着信息技术现代化在学校课堂教学领域中的不断广泛应用和深入发展，给学校课堂教学尤其是英语课堂教学的发展提供了一个前所未有的机遇。这个学期，畅言智能语音教具系统在我校各个年级英语课堂教学中得以应用，使我校的英语课堂教学与智能语音教具得以有机整合。它显著的教学效果为我们的英语课堂教学提供了更广阔的天地，使我校的英语课堂教学如虎添翼。在课堂教学实践中，我们一方面利用它来创设真实的或模拟的语言环境，让学生更多地参与语言实践；另一方面，我们利用网络资源，通过畅言智能语音教具系统,从而培养学生获取信息、分析信息、处理信息、运用信息和传递信息的能力，更好地培养学生自主学习的能力，为其终身学习打下坚实的基础。畅言智能语音教具系统在我校各个年级的英语课堂教学中广泛应用,其显著的效果得到了全体师生的普遍肯定和认可。它不仅可以更好地激发和培养学生学习英语的兴趣，使学生树立自信心，养成良好的英语学习习惯，形成有效的学习策略，发展学生自主学习英语的能力和合作精神；同时让学生掌握了一定的英语基础知识和听说读写技能技巧，从而形成一定的语言综合运用能力。另外还培养了学生的观察、记忆、思维、想象能力和创新精神；此外，还帮助学生了解到世界和中西方文化的差异，拓展学生的视野，培养学生的爱国主义精神，形成健康的人生观，为他们的终身学习和发展打下良好的基础。畅言智能语音教具系统及所配备的软件系统迎合了初中英语新课标的教学要求，它的推广使用不仅有利于提高学生的英语水平，还可以帮助优化英语教师的自身素质，从而大大提高了英语课堂教学的效率。

正

文

上学期,我校引进了三台由科大讯飞公司生产的畅言智能教具。.通过试用,我们发现畅言智能教具系统不仅为英语课堂教学提供了方便快捷的服务,更为师生们拓展了广阔的想象空间,让师生们的创新能力得到了充分的发挥。另外还可以通过使用配套的或是自制的教具软件和小小的即时帖,可以非常方便地创造出内容丰富,形式各异的音频材料;更神奇的是,它可以让静止的物体发出欢快的声音,赋予更加生动的形象感受,给我们的英语课堂教学带来了极大的便利和活力。

以往，我校绝大多数的英语教师去上课时总是一本书加一台录音机。英语课堂教学就是一本书，一支粉笔，一块黑板，一张嘴加一台录音机的教学模式，长期下来形成了枯燥无味的应试教学模式。而且很多教师都是上两三个班的英语课，一旦各班上课进度不一样时，每次上课前都要事先把磁带倒好。有时由于一时疏忽，忘记倒带，上课时才想起要倒带，往往会耽误很多宝贵的课堂时间。有时越着急就越是倒不到要找的地方。如今有了畅言教具系统，只需一张小小的存储卡，就可以把几十盘磁带的内容全部存放进去，再也不用换来换去，倒来倒去，想听哪里或是想多听一遍，只需拿识别笔在想播放的地方轻轻一点，立刻就可以听到。这样既可以节省时间，又大大提高了课堂教学的效率。传统的录音机无法比拟的就是，它可以随时播放任意一个单词，一个句子甚至一段话，这些更有利于我们在课堂教学中实施因材施教和个别辅导，更有利于及时地从学生的实际需要出发，及时、迅速、有效地调整和改进教学进度和方法，真真正正地让学生学有所成，从而提高英语课堂教学的实效性。

另外，畅言智能教具更便于我们灵活地使用教材，整合教材，为英语课堂教学带来极大的活力。如在教学过程中，我们可以根据本班学生的实际情况，对教材做出相应的调整。它不仅可以改变教材的先后顺序还可以将教材内容进行有机整合，给我们提供了更大更灵活的设计空间。在复习时，它可以更方便地把学过的内容进行分类整理，让学生的理论概念和思路更清晰，获得更多的知识，提高了学生的记忆语言知识的能力，也进一步激发了学生的学习兴趣，调动了学生学习英语的积极性。总之，畅言智能教具系统鼓励我们大胆地打破教学常规，不断尝试更合理更高效的英语课堂教学设计。

此外，它为我们拓展了更为广阔的想象空间，让我们的创新能力得到更为充分的发挥。通过使用配套的或是自制的教具软件和小小的即时贴，我们可以非常方便地创造出内容丰富，形式各异的音频材料。众所周知，听说训练在英语教学中是非常重要的部分。而畅言智能教具系统为我们进行听说训练教学提供了极大的方便。我们根据课堂教学的实际需要，设计了不同风格、类型的听力材料。如Listen and repeat这种听力类型，主要是要求学生将所听到的句子一字不差地复述下来。这种类型的听力材料可以达到两个教学目的：一是训练学生听力的准确性；二是培养学生模仿从而掌握标准地道的语音语调。而Listen and act 这种类型的听力材料要求学生可以将所听到的材料内容用戏剧化、角色化的方式表达出来，不仅使听力材料更为生动形象而且还具有一定的交际性。这种类型的听力材料主要是让学生模拟真实情景进行表演对话，其中最为常见的有打电话，购物，问路，看病等。另外Listen and read 要求学生先读后听或是先听后读又或是边听边读。这种类型的听力材料是一种较为综合的教学材料，它既可以训练学生听的能力，还可以锻炼学生的英语口头表达能力。Listen and write 这种类型的听力材料主要是用来培养学生准确记录材料的能力，具体包括有听写单词、完形填空、补充句子等类型题。

另外,畅言语音教具所独有的语音合成功能和语音教具制作功能使我们的英语课堂教学更为直观形象、生动活泼。我们可以利用语音教具辅助教学，通过语音合成、保存、帖上识别码，就可以把任意图片、实物等制成生动有趣的有声教具辅助教学。我们只需要打开畅言智能英语教具系统软件，进入有声教具制作模块，利用“打开文件”或“自己录音”的方法获取声音，然后对声音文件设置隐形识别码并将文件保存到相应的存储卡上，这样便制成生动有趣的有声教具了。运用这种方法，哪怕是课桌，椅子，黑板都能在教师的控制下发出标准的英文。在有声教具的刺激下，学生的大脑会变得异常兴奋，注意力很快就得以集中，学习的积极性也随之调动起来。我们通过声音，实物，模型等形式把枯燥的单词、抽象的课文叙述用生动活泼的形象显示出来，这样大大激发学生的兴趣，同时学生在轻松愉快的氛围中既培养了能力也学到了知识，并体验到成功的喜悦。

畅言语音教具系统所发出的标准语音，克服了以往那种老师念学生读的机械化现象。枯燥的教学方法，使学生模仿不了或是掌握不了正确的语音语调。它克服了不同英语教师因个人英语语音语调上的不同而给学生带来的语言学习的困惑和不解。畅言语音教具系统使用起来方便快捷，提高了教学效率。我们不仅可以利用这种语音教具播放必修的文段，还可以根据教学的需要适当地增加一些课外的听力阅读材料，这样不仅较大程度上锻炼了学生的听力，而且通过听力理解的方式扩大了学生的知识面。

教学评测也是英语教学活动的重要组成部分。通过畅言智能语音教具，我们可以在课堂教学中及时地对学生进行适时的教学评测，从而培养学生自主学习的能力，促进教学目标的实现。恰当的教学评测有利于培养和激发学生学习英语的积极性和自信心。例如，在发音上，畅言语音教具系统软件所配有的英文评测功能不仅能评测句子的发音还能评测词汇、短语、句子的语音语调；不仅能公正地给予应试者分数上的评价，其本身带有的读音对比功能，还可以更有效地帮助学生发现自己的发音与标准发音的不同之处，并通过反复评测找出不足，克服困难，补足差距提高发音水平。另外，畅言语音教具系统软件所提供的“中英文评测”及“每日推荐”中的听力和阅读材料也是很好的学习工具。通过在“英文评测”中对自己的英文读音的评测对比，可以有效地提高英语发音的标准度。而“每日推荐”板块中提供的每日更新的推荐阅读材料，则是妙绝的教师提升英语的阅读及听力材料，且不乏味。我们通过使用它，不仅可以学习英语还能适时地了解时事新闻，一举两得。

生态环保厕所的智能语音系统设计篇6

1 系统设计方案

生态环保厕所的智能语音系统框图如图1所示:图中, AT89C2051为主控制器, 人机接口为按键与数码管, 按键主要实现系统工作状态设置, 数码管主要实现系统录放音时的状态指示;门控信号主要判断环保厕所内有无人, 是进门还是出门或者是使用中;ISD4004在单片机的控制下完成语音的录音、放音功能;极柱体传声器完成手动录音时信号拾取;音频功放完成语音播放时, 信号的放大处理;扬声器采用防水防潮设计。

2 硬件设计

语音系统原理图如图2所示:

2.1 ISD4004语音部分

系统设计选用ISD4004的主要原因为:外围电路简单;语音录入后有掉电保存功能;通过内部集成算法无须外接ADC及DAC即可实现高质量语音的写入与读出。ISD4004分为8M/10M/2M/16M4种型号, 分别表示其可录音时长为8、10、12、16分钟, 本设计采用ISD4004-16M, 其主要引脚有:音频模拟输入ANA_IN+, ANA_IN-;音频模拟输出AUDIO_OUT;片选信号SS;串行数据输入MOSI、串行数据输出MISO、串行时钟MCLK;中断引脚INT等。

ISD4004工作于SPI同步串行数据传输协议, 在录放音操作检测到存储器末尾OVF或内部EOM标志时INT引脚会变为低电平, 因此通过对MOSI, MCLK, SS, INT等引脚的操作就可以实现语音的录入和回放。在此, 采用AT89C2051的通用I/O口中的P1口对ISD-4004的引脚进行控制, 其中P35、P33、P34引脚分别接ISD4004的串行时钟SCLK、数据输入MOSI、片选SS引脚, 通过相应时序控制ISD4004命令字和数据字的写入, 以实现不同段的语音录放, ISD4004中断引脚INT接单片机P37, 判断录放音操作状态。

录音功能的实现采用驻极体传声器将语音信号转换为模拟信号通过电容耦合接入模拟输入端ANA_IN+, ANA_IN-, 在模拟输出端AUD_OUT引脚外接音频功率放大器, 通过扬声器实现放音功能。

2.2 按键部分

S1按键为功能键, 长按1秒钟系统在录音、放音之间转换;短按为段选录音开始 (第一次按键) 、结束按键 (第二次按键) , 为放音状态的播放 (第一次按键) 、停止 (第二次按键) ;S2按键为上翻键, 在播放、录音语音段之间切换。

2.3 数码管显示

数码管小数点闪烁表示系统处于录音状态, 小数点常亮表示系统处于放音状态, 小数点不亮表示系统处于等待状态。数码管的数字表示当前要录放的语音段号码。

3 软件设计

3.1 系统总功能的需求

系统处于放音状态时, 当使用者开门进入厕所时, 播放“欢迎使用”及使用简介;当使用者进入厕所关好门还没锁门时, 播放“请锁门”提示语;当使用者锁门后, 系统播放轻音乐, 有助于使用者如厕;当使用者如厕后开门时, 系统自动播放“谢谢使用, 再见”提示语。

3.2 ISD4004时序分析

由电路设计可知, 系统软件设计的关键是AT89C2051单片机与ISD4004之间的串行通信。其软件部分功能主要包括:串行数据命令字控制录音、放音;串行数据地址字控制录音、放音所操作的语音段在ISD4004中的段数 (即语音存储位置) 及语音组合;按键识别及数码管显示操作类型及语音段数。

ISD4004在片选信号SS下降沿后保持低电平期间可以进行数据传输。数据在串行时钟SCLK的上升沿通过MOSI引脚按从最低位到最高位顺序移入, 在SCLK的下降沿通过MISO引脚按从低位到高位顺序移出。中断状态引脚INT在检测到存储器末尾OVF或内部EOM标志时INT引脚会转为低电平, 单片机通过读取该引脚获取ISD4004操作状态信息。在两条指令数据操作之间片选信号SS保持为高电平, 所有指令在片选信号SS上升沿开始执行。

3.3 主要程序流程图

根据上述操作时序分析, AT89C2051向ISD4004发送8bit数据命令字或16bit数据地址字的SPI串行通信子函数软件流程如图3所示。

该语音合成系统目前已湘潭市东方红广场、步行街等公共场所取得了良好的应用。另外, 该系统成本低、移植性好、扩展性强, 可以作为语音电路模块应用到更为复杂的工业控制现场, 具备广阔的应用前景。

摘要：随着现代化建设的高速发展, “厕所革命”时代已到来, 各种各样的环保厕所已开始应用。在奥运会等大型集会场所、四川大地震的紧急情况下都亟需环保型可移动型厕所;在火车不断提速的趋势下, 传统的火车对冲式厕所已不能适应, 急需改用环保厕所。

智能语音教具系统篇7

随着通信技术的迅猛发展,电话通讯已可达到世界的各个角落,电话通讯已是人们必不可少的信息交换工具。为了保障人们财产和公共设施的免遭盗窃,防盗设施的研制和使用正在日益受到人们的高度重视,各种防盗报警产品应运而生。本文介绍了笔者设计制作的报警系统。

2 系统组成及工作原理

该系统是一种与电话线相连的无线联网远程报警系统,在其工作期间,若有警情发生,报警信号以无线的方式被传送到电话报警系统,然后报警系统会悄然无息地向远处的用户电话进行拨号,用户摘机后,它会以语音的形式自动循环报出用户预先录好的报警信息,如警情发生地点、位置或警情发生单位等信息。除了上述主要功能之外,它还可以通过电话机进行有关信息的输入,如语音的录放、电话号码的存储及更改等。此外,为方便用户的使用,还可通过无线电遥控的方式或接收用户远程拨号的方式对系统进行遥控,如发送系统的撤防或预警命令等。

系统组成如图1。

由热释电红外传感器及其放大器、无线电发射及接收解码模块、语音电话报警控制器等组成。限于篇幅,本文重点对语音电话报警控制器的设计进行论述。

3 硬件电路设计

语音电话报警控制器硬件框图如图2所示。

其主要构成包括:

1)选用ATMEL公司的单片机AT89C52为核心,时钟频率为3.58MHz。AT89C52单片机的硬件资源分配如表1所示。

2)选用ISD公司的60秒语音芯片ISD1425P作为语音电路,存储预先录好的各个语音信息段,语音的播报由单片机进行智能控制。

3)上电复位及看门狗电路采用了具有I2C接口的24C021微处理器监控电路。同时它还具有2K字节的电可擦除的存储器,用于有关信息的存储。通过软件模拟I2C时序来完成对串行E2PROM的存取。

4)日历时钟选用了PHILIPS公司的PCF8563芯片,PCF8563是I2C总线兼容的低功耗的CMOS实时时钟电路。通过软件模拟I2C时序来完成对时钟的读取。

5)双音频接收由双音频译码器MT8870来完成。

6)电话呼叫进程音译码由PHILIPS公司的NE5900来完成。主要负责拨号呼叫过程中的状态,如回铃音,忙音等的识别。为了增强识别的正确率,设计时还采用了软件硬件相结合的方法,来正确地识别回铃音、忙音。

7)双音频(DTMF)信号发送电路采用了台湾hotek公司的HT9200A双音频信号发生器来担任DTMF信号的发送。

8)液晶显示,采用串行接口的八位段式液晶显示器EDMC002A。通过单片机的串行口工作在方式0输出方式,来完成有关状态信息的显示。

4 软件设计

基于状态分析的方法,用MCS51汇编语言编写语音报警控制器的软件。其程序长度约7.2K字节。主要包括主程序,定时器T0中断服务程序。主程序作为前台,主要完成上电后初始化、双音频拨号及接收存储;被叫摘挂机识别;呼叫进程识别;振铃信号识别;语音播报;报警语音录入及试播;监测报警信号及接收控制命令译码等任务。

1)主程序流程图如图3所示

2)定时器T0中断服务程序

定时器T0每5ms溢出中断一次,主要完成定时基准标志的形成、密码等参数的查询及更改。

3)语音播报子程序

ISD1420预先分段录好有关语音如:零、幺……玖。录制方法,可通过人工录制或专用设备。以0.5秒为间隔。录音时记好各段语音的起始地址,以这些地址建立一个表,将这些表顺序写入程序存储器中。放音由单片机进行控制。进行号码播报时,单片机根据数字查表播放语音。流程图如图4所示。

4)呼叫进程识别程序

控制器摘机拨号完成后,先正确检测呼叫过程的状态。即检测拨号完毕后程控交换机返回的信号音。如果检测到的信号音是忙音,说明被叫忙(占线),则控制器挂机延时5秒后再重新摘机拨号。只有当检测到的信号音是回铃音时,控制器检测振铃的次数并且在回铃音消失后循环播报报警内容。直到检测到被叫挂机后(出现忙音)才退出播报。

5 结束语

该系统通过单片机采集警情信号,并以无线传输的方式把报警信号送到电话报警系统,以语音的形式自动循环报出用户预先录好的报警信息。该系统已经在生活中得到了广泛的应用。

参考文献

[1]何立民.I2C总线应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[2]何立民.单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

[3]郎德山.DPY01高品质单片语音录放电路[J].微型机与应用,1995.4:37-39.

智能语音教具系统篇8

计划设计出一种能够对车辆危险情况进行语音报警的装置,该装置能够实时分析采用CAN总线的汽车控制网络中的相关数据,并对危险信息进行语音报警,使得驾驶员能够在不转移视线的情况下获取危险警告,从而有效降低事故的发生率。

1 系统结构

设计目标是实现一种结构简单、运行可靠、装配方便且使用便捷的车辆语音报警装置。从技术角度讲,该装置是一个完整的以电子计算机为核心技术的数字计算系统,该系统能够适应汽车运行时复杂而严酷的使用环境。

系统的体系结构如图1所示。

2 CAN总线网络接口

CAN总线控制网络是目前汽车车控网络的主要通信载体,CAN总线控制网络承担着车内几乎所有控制数据的实时高速传输。设计的CAN总线网络接口能够按照指定的速率接收CAN总线控制网络中所有的传输数据帧,并对其中与安全没有直接关系的数据帧过滤掉,仅仅上传存在潜在或直接威胁的数据。这样就可以大大提高CAN数据分析单元的处理效率。

采用飞利浦SJA1000和TJA1050芯片实现独立的CAN总线控制网络接口。SJA1000是一款支持CAN2.0协议的CAN总线控制器,能够在-40-+125℃的温度范围内稳定高速工作,满足了目前所有使用CAN总线车辆的CAN数据帧处理要求。在本系统中,SJA1000通过8位并口与CAN数据分析单元进行数据通信。TJA1050是一款CAN数据收发器,在物理层提供CAN总线差分信号收发功能。

3 CAN数据分析单元

设计的CAN数据分析单元采用了Intel公司51系列8位单片机80C51处理器。该型号处理器具有功耗低、运行稳定等特点,能够适应复杂严格的车辆运行环境。

在系统中,80C51处理器以20M的工作频率处理从CAN总线网络接口发送的CAN数据帧,并对其进行实时处理分析,从中获取当前车辆危险程度的信息,最终根据内置存储器中存储的报警策略做出报警决策。报警决策被转换成语音文本数据后发送给语音处理单元实施。

4 语音处理单元

设计的语音处理单元由语音合成模块和音频输出模块组成。其中,CAN数据分析单元与语音合成模块连接通信;语音合成模块与音频输出模块连接通信。本系统工作时,CAN数据分析单元首先将报警信号发送至语音合成模块,语音合成模块将报警信号合成后再发送至音频输出模块输出。

在系统中,语音合成模块采用科大讯飞公司推出的XFS3031CNP单芯片语音合成处理器。该处理器采用了高效的压缩编码方式,单次合成的文本量可达199个字节,并集成了7首声音提示音和30首和弦音乐,具有较高品质的合成音频音质。此外,该处理器提供了合成文本、停止合成、暂停合成、恢复合成、状态查询等多种控制命令,为语音控制提供了极大的便利性。

在本系统中,XFS3031CNP芯片首先通过串口获取80C51处理器的报警语音文本数据,然后进行内部语音合成并生成语音音频信号,最后发送给音频输出模块。音频输出模块由功率放大模块和扬声器组成。XFS3031CNP输出的语音音频信号经过功率放大模块放大后由扬声器播放报警声音。

4 结语

提出了一种基于CAN总线的车载智能语音报警系统的设计方案。本系统能够实时、正确读取汽车CAN总线系统中正在传输的所有数据从而判断当前是否会产生危险的情况。包括车速超过国家规定上限、发动机水温异常、机油压力异常、车门没有关闭等。

由于本系统采用的是人性化的语音报警方式,驾驶人员不需要转移视线就可以获知车辆的危险信息,从一定程度上有效提高了行车安全性。所以本系统迎合了现代汽车安全性要求不断提高的发展趋势。

参考文献

[1]陈祖海,潘明.基于SJA1000IP核的CAN总线通信系统[J].单片机与嵌入式系统应用,2012.

[2]刘在英,章鸣缳.基于CPLD的SJA1000与DSP的接口设计[J].工业控制计算机,2012.

[3]李昊然,陈晓钰,刘玉玲,王晓萍.基于80C51的智能报警系统设计[J].计算机技术与发展,2012.

智能语音教具系统篇9

1 系统总体设计

本系统主要包括核心控制模块、语音模块、信号输入模块、电机控制模块、人机交互模块、通道方向指示模块、数据通信模块和电源管理模块。且具有性能可靠的安全保护和报警装置。系统组成如图1的框图所示。

(1)STM32核心控制模块:实现信号处理与协调控制。

(2)语音模块:实现在人行通道中给予自动的语音播报提示。

(3)信号输入模块:输入信号主要包括刷卡信号光电传感器的定位信号、闸门定位信号、上位机通信控制信号等。

(4)人机交互模块:包括键盘和液晶显示。键盘显示用来完成系统参数设置以及动作方式指示等。

(5)电机控制模块:实现通道闸门的开放和关闭操作。

(6)通道方向指示模块:由LED点阵显示进出通道方向。

(7)串行通信模块:采用串行RS 485接口,实现远距离的多机控制。

(8)电源系统模块:主要包括正常工作电源、电源切换和蓄电池三个部分。整个电源系统内部协调运作,可以实现闸门断电摆臂自动摆开、上电自动闭合,符合消防设计要求

本系统分为两个主要模块:一部分为STM32微处理器的核心控制,另一部分为SPCE061A单片机控制的语音播报系统[1]。

STM32微处理器核心控制的工作过程为:刷卡信号、光电传感器的定位信号、闸门定位信号、上位机通信控制等信号输入,经STM32采集后,控制电机系统运作,如遇到非正常情况,将启动报警和故障自检功能,并且能够使系统实现防夹、防冲功能,避免意外伤害。人机交互模块可编程实现设备的运行状态。

SPCE061A语音模块的工作过程为:将要播放的信息先存入SPCE061A单片机中,当行人的刷卡信号使闸门向左开或者向右开等控制操作时,STM32微处理器同时把这一信号送到SPCE061A中,使SPCE061A驱动扬声器播报相应的信息。

2 系统硬件设计

2.1 核心微处理器STM32F103

本设计方案采用意法半导体(ST)公司的STM32F103微处理器[2],此处理器基于32位的Cortex-M3 RISC CPU,该内核是专门设计基于满足高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。Cortex-M3在系统结构上的增强,让STM32受益无穷;Thumb-2指令集带来了更高的指令效率;通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器,对中断响应比以往也更迅速。此芯片的快速反应能力、低功耗以及稳定性,STM32F103对电机控制有强大优势,完全符合本设计的要求。图2为STM32微处理器最小系统原理图。

2.2 SPCE061A语音控制器

SPCE061A是16位μ′nSPTM微处理器[3,4],内置2 KB SRAM;内置32 KB FLASH;可编程音频处理;使用凌阳音频编码SACM S240方式(2.4 Kb/s),能容纳210 s的语音数据;7通道10位电压模/数转换器(ADC)和单通道声音模/数转换器;声音模/数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)等功能图为音频输出模块

2.3 电机系统

2.3.1 电机驱动电路

电机系统电路是设计的重要部分,采用24 V直流减速电机,且需对电机进行双向可调速控制,因此功率驱动电路采用MOSFET场效应管IRF9540和IRF540双极性H桥型开关电路[5,6]。由于采用的驱动电路属于大功率驱动电路,因此驱动电路和控制电路之间需要电气隔离采用光电耦合电路来实现电路中开关管有开通和关断时间,存在互补的桥臂直通短路问题,这时会造成开关管发热,严重时甚至烧毁开关管。因此增加了组合门电路和软件弥补修正死区时间的办法。

2.3.2 PWM控制

PWM(脉冲宽度调制)控制[7],通常配合桥式驱动电路实现直流电机调速,非常简单,且调速范围大,它的原理就是直流斩波原理。电机的转速与电机两端的电压成正比,而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比,因此电机的速度与占空比成比例,占空比越大,电机转得越快。利用STM32的定时器PWM模式产生所需要的PWM波。

3 语音合成

语音的合成[8,9]采用SPCE061A把想要的声音录制下来固然可以得到相应的音频文件,但是受到录音环境和麦克风品质的限制,用这种方法得到的声音文件噪音大,不清晰,而且所占用的存储空间大,不能长时间的录制。基于上述原因本系统采用另一种方法获得声音文件。基本方式如下:首先使用软件把要表达的信息由文字变为声音文件;其次对得到的音频文件进行修饰,比如音量的大小,语速快慢等;然后将音频文件压缩下载到单片机,这样获得的语音文件品质高而且节省存储空间。该方法的操作流程如图4所示。

讯飞语音软件[10]是一款可以将文本信息直接转换为音频信息的智能软件。一般,语音转换需要庞大的语音数据库作为基础,而讯飞语音软件只给用户提供一个客户端,如图5所示,利用这个客户端和已将文本通过网络上传到后台的服务器,后台负责把客户上传的文本转换为声音再把声音文件传给客户。这样,不必下载庞大复杂的转换软件就可以在短时间内把文字转换成想要的声音文件。

4 系统软件设计

主程序流程图如图6所示。在程序的设计过程中,采用了模块化的方法,首先设计主控程序,然后设计分模块。系统启动后首先进行初始化,对设备参数进行设置,各个模块检测正常后系统等待行人的刷卡信号。当有人刷卡时控制器会根据信号分析行人是要进入还是要离开,如果有中断,控制器会根据中断进行命令解析并控制电机动作;如果没有中断,系统就会直接进行信号解析并控制电机动作。

微控制器SPCE061A等待由STM32控制驱动闸门动作的触发信号,微控制SPCE061A会根据读取的信息判断要播放的是哪段声音文件。然后从存储单元中找到相应的存储地址,并且开始读取数据在通过扬声器时把数字文件还原为语音。

5 结语

本文提出的带有语音功能的人行通道智能管理系统的设计方案,系统功能完善、工作可靠、性价比高,为实现人员进出的有效管理提供了一条切实可行的途径。该设备已成功投入实际运行当中,并可广泛用于车站、码头、地跌、工厂、大厦、智能小区、企事业单位等需要对通道实现智能化管理的场合

参考文献

[1]张玉均,杨晓邦.基于STM32的步进电机控制及语音播报设计[J].中国科技信息,2010,35(6):11-12.

[2]王永虹,徐炜,郝立平.STM32系列ARM Cortex-M3微控制器原理与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.

[3]罗亚非.凌阳16位单片机应用基础[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

[4]汪敏,周鹏.凌阳16位单片机实验与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

[5]王晓明.电动机的单片机控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.

[6]张深.直流无刷电机原理及应用[M].北京:机械工业出版社,1996.

[7]付家才.单片机控制工程实践技术[M].北京:化学工业出版社,2004.

[8]罗萍.基于SPCE061A单片机的语音播报温度计的设计[J].惠州学院学报,2009,12(4):5-6.