第一篇：盛群杯智能垃圾桶復(fù)賽報(bào)告

（20110035）：（智能垃圾桶）

2011年重慶地區(qū)第四屆“盛群杯”大學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)競賽

智能垃圾桶

參賽編號(hào)：20110035 重慶工商大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院

指導(dǎo)老師： 參賽隊(duì)員：

E-mail Address: 328387795@qq.com

日期：2011年5月1日

摘要

垃圾桶作為人類生活中的必需品，伴隨著人類走過了每一個(gè)時(shí)代。隨著生活水平的提高，人們對生活品質(zhì)更為關(guān)注，智能垃圾桶應(yīng)運(yùn)而生。

本作品主要由HT46F49E芯片控制，由電源模塊、人體感應(yīng)模塊，震動(dòng)傳感器模塊、紅外對管模塊、語音電路模塊與門控模塊六部份組成，是集機(jī)、光、音、電于一體的科技新產(chǎn)品。作品通過信號(hào)檢測電路模塊檢測到探測范圍內(nèi)有人進(jìn)入或者其他檢測信號(hào)時(shí)，經(jīng)過芯片控制中心模塊的分析處理后啟動(dòng)控制電路模塊做出相開蓋、關(guān)蓋等應(yīng)動(dòng)作，語音電路模塊也隨之啟動(dòng)并播放設(shè)定的語音，在增添氣氛的同時(shí)也提醒人們要保護(hù)環(huán)境。若在設(shè)定時(shí)間內(nèi)無人進(jìn)入探測范圍內(nèi)或探測范圍內(nèi)無信號(hào)觸發(fā)時(shí)，開始啟用HT46F49E單片機(jī)特有的休眠功能，自動(dòng)的將除人體感應(yīng)模塊以外的電路電源關(guān)閉，之后單片機(jī)進(jìn)入休眠，從而大大減少能源的浪費(fèi)，做到了節(jié)能環(huán)保。休眠過程中若有人走進(jìn)探測范圍內(nèi)，又通過人體感應(yīng)模塊電路部分將單片機(jī)喚醒，并將以前關(guān)閉電源的電路重新通電進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

本作品可自動(dòng)打開桶蓋，減少衛(wèi)生感染的隱患，能有效杜絕各種傳染性疾病通過垃圾進(jìn)行傳播，為人們的健康提供了有力的保障。

關(guān)鍵詞:單片機(jī)、模塊、智能垃圾桶

一、前言

1.創(chuàng)作動(dòng)機(jī)

目前市面上銷售的帶蓋垃圾桶，開蓋時(shí)均需采用手動(dòng)或腳踩方式實(shí)現(xiàn)，這種開蓋方式主要的缺點(diǎn)是給使用者帶來既不衛(wèi)生又不方便。在一些公共場合，雖然到處都有垃圾桶，但陳舊無新意，而且許多垃圾仍然沒有丟進(jìn)桶內(nèi)，導(dǎo)致遍地狼藉、臭氣沖天，嚴(yán)重污染環(huán)境……

2.創(chuàng)作目的

為了徹底解決了傳統(tǒng)垃圾桶對使用者存在衛(wèi)生感染的隱患，能有效杜絕各種傳染性疾病通過垃圾進(jìn)行傳播，本項(xiàng)目致力于設(shè)計(jì)出一種通過檢測并自動(dòng)打開垃圾桶蓋的一種智能系統(tǒng)。當(dāng)人的手或物體接近投物口時(shí),垃圾桶蓋便會(huì)自動(dòng)開啟,等垃圾投入完畢，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)垃圾桶蓋又會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，人、物不需接觸垃圾桶，在長時(shí)間不使用的情況下會(huì)自動(dòng)進(jìn)入休眠模式以便節(jié)能。使用的過程中，垃圾桶會(huì)根據(jù)不同的情況播放不同的語音。這種衛(wèi)生、自動(dòng)、耗能低、有趣的新型智能垃圾桶是人類進(jìn)入小康社會(huì)取代傳統(tǒng)垃圾桶的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

二、工作原理

程序分為2大塊：主程序查詢和定時(shí)中斷兩個(gè)模塊。

工作原理：

當(dāng)人走到熱釋紅外傳感器的探測范圍內(nèi)，傳感器熱釋電元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，經(jīng)過人體感應(yīng)模塊內(nèi)部電路處理將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平變換，當(dāng)檢測到人時(shí)向單片機(jī)提供了一個(gè)高電平，通過I/O口單片機(jī)可以查詢到此信號(hào)（在設(shè)計(jì)此方案的時(shí)候，我們還想到檢測的時(shí)候運(yùn)用圖像處理法，他的優(yōu)點(diǎn)就能夠容易區(qū)分垃圾種類和準(zhǔn)確是否是人，但其缺點(diǎn)是處理信息大，受到環(huán)境影響大，所以放棄）；震動(dòng)傳感器是將垃圾桶的震動(dòng)（被物體撞擊）或者重量變化轉(zhuǎn)變成電平信號(hào)，通過I/O口單片機(jī)可以查詢到此信號(hào)；紅外對管模塊將垃圾的投入和垃圾桶是否滿轉(zhuǎn)變成電平信號(hào)，通過I/O口單片機(jī)可以查詢到此信號(hào)；單片機(jī)在進(jìn)行初始化與設(shè)定定時(shí)時(shí)間后，就等待中斷信號(hào)，當(dāng)查詢熱式紅外傳感器有信號(hào)時(shí)，認(rèn)為此時(shí)有人來，通過查詢I/O信號(hào)，判斷是否打開垃圾桶蓋，當(dāng)垃圾桶未滿即紅外對管模塊端無信號(hào)打開垃圾桶蓋（單片機(jī)控制電磁鐵通電，蓋打開），通過震動(dòng)傳感器和紅外對管模塊信號(hào)的綜合判斷此人是否是投垃圾的，與此同時(shí)單片機(jī)控制語音芯片發(fā)出一些幽默的話語，提示大家愛護(hù)環(huán)境，也給大家?guī)硪恍┛鞓?。正因?yàn)槭⑷簡纹瑱C(jī)有很方便休眠喚醒功能，在PA口加下降沿可是單片機(jī)喚醒，并且喚醒后執(zhí)行喚醒的嚇一跳指令，所以在長時(shí)間沒有人來投垃圾，單片機(jī)自動(dòng)的將除人體感應(yīng)模塊以外的電路電源關(guān)閉，之后單片機(jī)進(jìn)入休眠，從而大大減少能源的浪費(fèi)。做到了節(jié)能環(huán)保。當(dāng)有人來時(shí)，通過人體感應(yīng)模塊電路部分將單片機(jī)喚醒，單片機(jī)將以前關(guān)閉電源的電路從新通電進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

三、作品結(jié)構(gòu)

3.1系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)采用可重復(fù)燒錄芯片盛群單片機(jī)HT46F49E為主控芯片，建立基本輸入輸出模型。此作品共分為6個(gè)核心模塊，分別為穩(wěn)壓電源模塊、人體感應(yīng)模塊、震動(dòng)傳感模塊、紅外對管模塊、門控模塊、語音模塊。電源模塊為系統(tǒng)提供電源；系統(tǒng)中所用的人體感應(yīng)模塊是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)感應(yīng)模塊，可以檢測人體進(jìn)入或者離開檢測范圍，并將信號(hào)傳給單片機(jī)以此來控制桶蓋的開關(guān)；震動(dòng)傳感模塊用來實(shí)現(xiàn)對外部重量和形變的檢測；紅外對管模塊來判斷是否有垃圾丟入以及垃圾是否裝滿；門控模塊主要通過驅(qū)動(dòng)推動(dòng)式電磁鐵并以杠桿的原理來直接控制桶蓋的開與關(guān)；語音模塊通過人體感應(yīng)模塊、紅外對管模塊和震動(dòng)傳感器模塊的信號(hào)檢測處理后再由ISD1820P語音芯片發(fā)出相應(yīng)的語音。

圖3.1 系統(tǒng)框圖

3.2硬件部分

包括：穩(wěn)壓電源模塊、人體感應(yīng)模塊、震動(dòng)傳感模塊、紅外對管模塊、門控模塊、語音模塊。

3.2.1穩(wěn)壓電源模塊

電源電路是通過7805集成器將電壓穩(wěn)定成為5v的直流電壓，給單片機(jī)HT46F49E供電。7805為一種線性穩(wěn)壓電路，輸入電壓可為5~18V，最大輸入電壓為24V，最大輸出電壓為5.2V，最大輸出電流為1.5A。

電路圖如下所示：

圖3.2.1 穩(wěn)壓電源模塊圖

3.2.2人體感應(yīng)模塊

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為了感應(yīng)到人體的走動(dòng)，從而達(dá)到控制的目的，我們采用了HC-SR501人體感應(yīng)模塊。該人體感應(yīng)模塊能全自動(dòng)感應(yīng)，人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出

高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。工作電壓范圍為直流4.5V~20V。

圖3.2.2 人體感應(yīng)模塊圖

3.2.3震動(dòng)傳感模塊

由于本作品需要實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)整體震動(dòng)的檢測，感應(yīng)系統(tǒng)是否被大力擊打，因此需要震動(dòng)感應(yīng)模塊，本部分的震動(dòng)傳感器感應(yīng)到震動(dòng)時(shí)輸出的是短暫的開關(guān)信號(hào)，因此需要RS鎖存器進(jìn)行鎖存和清零。

圖32.3 震動(dòng)傳感模塊圖

3.2.4紅外對管模塊

由于本作品需要實(shí)現(xiàn)對垃圾是否投入以及充滿進(jìn)行檢測，因此我們用紅外對管來實(shí)現(xiàn)。

圖3.2.4 紅外對管模塊圖

3.2.5門控模塊

此模塊主要采用電磁鐵來控制垃圾桶蓋的打開與關(guān)閉，本作品中選用推動(dòng)式電磁鐵。當(dāng)電磁鐵通電后，產(chǎn)生電磁吸力，再運(yùn)用杠桿原理使桶蓋打開；當(dāng)電磁鐵斷電后，電磁吸力消失，此時(shí)垃圾桶蓋由于重力作用關(guān)閉。

圖3.2.5 門控模塊圖

3.2.6語音模塊

本作品需要用編程實(shí)現(xiàn)智能垃圾桶的提醒功能及播報(bào)功能，因此采用了ISD1820語音芯片。該芯片擁有在3~5V單電源下工作，可自動(dòng)節(jié)電，保持0.5uA電流，不耗電信息保存100年，8~20秒語音錄放等功能特性。該芯片只能錄一段語音，語音長度由下圖中的R1的阻值決定。由于該限制我們采用了4片該語音芯片，分別接到盛群單片機(jī)的PB0、PB1、PB2、PB3。該芯片采用上升沿觸發(fā)語音芯片的PE腳播放語音段。當(dāng)其他幾個(gè)模塊產(chǎn)生相應(yīng)的觸發(fā)條件時(shí)，播放該模塊相對應(yīng)的語音段。

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圖3.2.6 語音模塊圖

3.3軟件部分

軟件設(shè)計(jì)在HT-IDE集成開發(fā)環(huán)境中完成，運(yùn)用匯編語言進(jìn)行程序的編譯與調(diào)試。軟件開發(fā)采用的是模塊化編程的方式，將軟件系統(tǒng)分為主程序查詢、定時(shí)中斷兩個(gè)模塊。

程序流程圖如下圖所示：

圖3.3.1 定時(shí)中斷程序流程圖

圖3.3.2 主程序流程圖

四、測試環(huán)境與方法

4.1測試環(huán)境

單片機(jī)供電5V 穩(wěn)壓電源供電5V 電磁鐵供電電源12V 普通平坦地面

4.2測試方法步驟

1、將智能垃圾桶置于較平坦、較寬闊的場地，后分別接通各模塊電源，LED燈亮，開始調(diào)試；

2、人進(jìn)入紅外感應(yīng)區(qū)，桶蓋接到感應(yīng)后0.5秒左右開啟，丟入垃圾，紅外對管檢測到垃圾丟入后語音系統(tǒng)播放對應(yīng)語音片段，15秒后桶蓋自動(dòng)關(guān)閉。

3、紅外感應(yīng)區(qū)外，拋出物體撞擊垃圾桶，震動(dòng)傳感系統(tǒng)接受到震動(dòng)信號(hào)后語音系統(tǒng)播放對應(yīng)語音片段。

4、垃圾桶在正常工作狀態(tài)下約30秒無任何信號(hào)輸入時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入休眠模式，此時(shí)LED燈熄滅。

5、在休眠模式下，走進(jìn)紅外感應(yīng)區(qū)，此時(shí)單片機(jī)接受到信號(hào)，喚醒系統(tǒng)，垃圾桶進(jìn)入正常工作模式。

4.3測試結(jié)果

系統(tǒng)測試結(jié)果表明，系統(tǒng)的各個(gè)模塊運(yùn)行正常。當(dāng)人進(jìn)入紅外檢測范圍時(shí)，垃圾桶蓋自動(dòng)打開，發(fā)出相應(yīng)的語音，約15秒后桶蓋自動(dòng)關(guān)閉；再正常狀態(tài)下約30秒后無信號(hào)輸入時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入休眠，再有信號(hào)輸入時(shí)，系統(tǒng)又自動(dòng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)；當(dāng)垃圾桶感應(yīng)到震動(dòng)時(shí)，語音系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)語音。經(jīng)測試，滿足設(shè)計(jì)要求，智能垃圾桶研制成功。

五、作品應(yīng)用及商業(yè)價(jià)值

1、本作品可放置于廚房、客廳、辦公室、賓

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館等私人或公共場所，提高了環(huán)境的檔次和生活的品味。

2、本作品的桶蓋無觸摸式自啟功能既方便又衛(wèi)生，滿足大眾對健康的要求。

3、本作品的休眠喚醒模式環(huán)保省電，符合低碳環(huán)保的生活標(biāo)準(zhǔn)。

4、本作品的語音芯片的語音播放功能在提醒人們注意環(huán)保點(diǎn)的同時(shí)也增添了生活的樂趣。

5、本作品作為一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，能擴(kuò)展到其他不同領(lǐng)域，從而應(yīng)用到不同的行業(yè)中去，滿足不同人群的使用需求，具有廣闊的市場。

六、參考資料

《HT46XX單片機(jī)原理與實(shí)踐》 北京航空航天出版社 鐘啟仁 編著

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 高等教育出版社 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 高等教育出版社

第二篇：基于ARM的家用智能垃圾桶設(shè)計(jì)

基于ARM的家用智能垃圾桶設(shè)計(jì)

基于ARM的家用智能垃圾桶設(shè)計(jì)

隨著人們生活水品的不斷提高，在人們購買各種家具或家電時(shí)越來越重視其智能化和人性化。人們在生活中產(chǎn)生的生活垃圾都需用垃圾桶放置，考慮到老人、孕婦或者殘疾人，放置垃圾時(shí)存在的不便、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力等問題。設(shè)計(jì)針對這些問題，提出了具有語音識(shí)別功能的智能垃圾桶設(shè)計(jì)方案，當(dāng)用戶想要扔垃圾時(shí)，只要一聲令下，垃圾桶就會(huì)快速準(zhǔn)確地來到你身邊。1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件包括垃圾桶車體機(jī)械結(jié)構(gòu)和硬件控制電路兩個(gè)部分。其中車體機(jī)械結(jié)構(gòu)為一部三輪小車車體，能按照在不同地點(diǎn)處用戶發(fā)出的聲音指令，自動(dòng)行駛到用戶所在地。系統(tǒng)硬件電路總體結(jié)構(gòu)框圖，包括電源模塊、ARM最小系統(tǒng)、聲源定位模塊、語音識(shí)別模塊、避障模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。

工作原理：首先通過語音識(shí)別模塊識(shí)別出用戶的呼叫命令，同時(shí)通過聲源定位模塊判斷用戶所處位置，再通過ARM產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)的PWM信號(hào)，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)垃圾桶向聲源方向行駛，并在行進(jìn)過程中，利用避障模塊自行避開障礙物。同時(shí)，該設(shè)計(jì)還支持用戶對垃圾桶前、后、左、右行駛或打開、關(guān)閉垃圾桶蓋等語音控制。1．1 電源模塊系統(tǒng)所有模塊和控制器都需要+5 V的工作電壓，采用鋰電池進(jìn)行供電，并用LM2576S-5穩(wěn)壓芯片將電壓穩(wěn)定在+5 V，然后通過穩(wěn)壓源LM11 17-33和LM1117-18為S3C6410芯片3．3 V和1．8 V電壓。其余語音芯片UDA1341TS、拾音器的5 V供電、紅外避障、直流電動(dòng)機(jī)均為+5 V供電。1．2 聲源定位模塊聲源定位模塊主要包括拾音器構(gòu)成的麥克風(fēng)陣列和信號(hào)處理單元。

系統(tǒng)中麥克風(fēng)陣列選用2個(gè)拾音器來實(shí)現(xiàn)，其監(jiān)聽范圍為30～50 m2。由于拾音器所拾取的聲音信號(hào)太小，易受環(huán)境噪聲影響，因此有必要對聲音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，通過信號(hào)調(diào)理單元的處理，使其能夠滿足系統(tǒng)要求。為滿足拾音器所得到的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大，系統(tǒng)采取兩級(jí)放大電路。又由于A／D模塊不能采集負(fù)電壓信號(hào)，因此需要對放大后的電信號(hào)進(jìn)行偏置，使其不出現(xiàn)負(fù)電壓，便于ARM采樣，使其輸出的誤差更小。1．3 語音識(shí)別模塊設(shè)計(jì)采用Philips公司UDA1341TS專用的語音處理芯片，能對語音實(shí)現(xiàn)放大、濾波、采樣、A／D或D／A轉(zhuǎn)換及進(jìn)行數(shù)字語音處理功能，并且支持璐總線數(shù)據(jù)格式，與ARM芯片S3C6410內(nèi)置IIS總線接口配合使用。ARM芯片上內(nèi)置的IIS接口不但能夠讀取IIS總線上的數(shù)據(jù)，為FIFO數(shù)據(jù)提供DMA的傳輸模式，而且可以同時(shí)傳輸和接收數(shù)據(jù)。UDA1341TS對所采集的語音信號(hào)進(jìn)行采集和編碼，由DTW模型算法進(jìn)行模板訓(xùn)練，并將訓(xùn)練結(jié)果存儲(chǔ)在Flash中以便于在語音信號(hào)識(shí)別階段讀取模板。在語

音信號(hào)識(shí)別階段，將輸入的語音信號(hào)經(jīng)過音頻數(shù)字信號(hào)編譯碼器UDA1341 TS處理后，通知S3C6410嵌入式Linux操作系統(tǒng)，與保存在Flash中的參考樣本進(jìn)行對比，找出最佳的聲音識(shí)別效果，然后由嵌入式Linux操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)控制S3C6410的I／O口，指揮垃圾桶的運(yùn)動(dòng)。1．4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)ARM控制器輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路采用H橋驅(qū)動(dòng)電路。Q1、Q2、Q3、Q4這4個(gè)三極管組成4個(gè)橋臂，Q1和Q4組成一組，Q2和Q3組成一組，Q5控制Q2、Q3的導(dǎo)通與關(guān)斷，Q6控制Q1和Q4的導(dǎo)通與關(guān)斷，而Q5、Q6由S3C6410的IO口來控制，這樣就可以通過IO輸出的高低電平，控制4個(gè)橋臂的導(dǎo)通與關(guān)斷控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，使之正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)或者停轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制垃圾桶的行駛。為避免用分立元件使電路板過于復(fù)雜，在設(shè)計(jì)中使用H橋驅(qū)動(dòng)L298N芯片。

1．5 避障模塊避障電路采用漫反射式光電開關(guān)進(jìn)行避障。光電開關(guān)是集發(fā)射頭和接收頭于一體的檢測開關(guān)，其工作原理是根據(jù)發(fā)射頭發(fā)出的光束，被障礙物反射，接收頭據(jù)此做出判斷是否有障礙物。當(dāng)有光線反射回來時(shí)，輸出低電平；當(dāng)沒有光線反射回來時(shí)，輸出高電平。ARM根據(jù)接收頭電平的高低做出相應(yīng)控制，避免小車碰到障礙物，由于接收管輸出TTL電平，有利于ARM對信號(hào)的處理。障礙檢測模塊作為對外部障礙信息的采集窗口，將行進(jìn)過程中障礙信息檢測出來，并傳遞給ARM控制器進(jìn)行處理。1．6 ARM最小系統(tǒng)智能垃圾桶以三星公司的ARM微處理器S3C6410為核心控制器，其主要作用：接收和處理收到的各種傳感器信號(hào)，并通過決策后輸出合適的控制信號(hào)。利用S3C6410豐富的片上外設(shè)可以方便地采集和處理各種傳感器的信號(hào)，實(shí)時(shí)控制垃圾桶的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)完成與語音芯片UDA1341 TS之間的通信。2 系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件包括聲源定位算法、特定語音識(shí)別算法和自動(dòng)避障算法等。2．1 聲源定位算法針對聲源定位，系統(tǒng)采用基于傳聲器陣列時(shí)延估計(jì)法來估測用戶發(fā)聲的方向。基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位算法分為兩個(gè)部分：(1)時(shí)延估計(jì)，即計(jì)算聲源到兩兩傳聲器之間的時(shí)間差。(2)方位估計(jì)，即根據(jù)時(shí)延和傳聲器陣列的幾何位置估計(jì)出聲源的位置，其中時(shí)延估計(jì)的精度是關(guān)系到聲源定位精確與否的關(guān)鍵因素。(1)時(shí)延估計(jì)。時(shí)延估計(jì)采用廣義互相關(guān)法。假設(shè)兩傳聲器m1和m2間距為d，在沒有混響的情況下，兩傳聲器接受到的信號(hào)x1(t)和x2(t)為x1(t)=α1s(t)+n1(t)(1)x2(t)=α2s(t-τ)+n2(t)(2)其中，s(t)為聲源信號(hào)；α

1、α2是聲波從聲源到傳感器的傳播衰減系數(shù)；τ是聲源傳播到兩個(gè)傳感器所需延遲時(shí)間，即到達(dá)時(shí)延。n1(t)、n2(t)

為環(huán)境噪聲。這時(shí)，到達(dá)時(shí)延(TDOA)可以采用傳統(tǒng)的互相關(guān)法進(jìn)行估計(jì)，這時(shí)互相關(guān)方程為其中，是傳聲器1、2拾取信號(hào)的互相關(guān)譜；ψ12：(ω)是權(quán)函數(shù)；φx1x2(ω)=ψ12(ω)Gx1x2(ω)是廣義互相關(guān)譜，這樣到達(dá)時(shí)延為。根據(jù)上式選取不同的權(quán)函數(shù)ψ12(ω)就可得到到達(dá)時(shí)延的不同算法，它的選取可根據(jù)實(shí)際的聲學(xué)環(huán)境選擇相應(yīng)的準(zhǔn)則，使得Rx1x2(τ)有個(gè)比較尖銳的峰值，得到最好的估計(jì)效果。Rx1x2(τ)的峰值處即為兩傳聲器間的時(shí)延。但在實(shí)際應(yīng)用中，權(quán)函數(shù)的選取是一個(gè)難點(diǎn)。目前用得較多的是基于互功率譜相位加權(quán)(CSP)法，其中加權(quán)函數(shù)選為ψ12=1／|Gx1x2(ω)|。這種方法通過對信號(hào)互功率譜的歸一化，去除了信號(hào)的幅度信息，只保留了信號(hào)的相位特性，對于噪聲和混響都有一定的抑制效果。(2)方位估計(jì)。采用幾何定位法，利用角度距離估計(jì)方位。利用兩個(gè)拾音器擺成，利用拾音器1和2接收到得時(shí)間差就可以檢測出聲源偏離主軸的角度&theta。

由圖4可得由于AB距離和V聲音已知，時(shí)延(tA-tB)可由式(1)～式(3)算出，再由式(4)和式(5)可求得聲源偏移正方向的角度θ，則可控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使垃圾桶向用戶方位旋轉(zhuǎn)并前進(jìn)。2．2 特定語音識(shí)別算法針對特定語音的識(shí)別，采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整(DTW)的算法，是一種把時(shí)間規(guī)整和距離測度的計(jì)算結(jié)合起來非線性規(guī)整技術(shù)，多用于孤立詞的語音識(shí)別。語音識(shí)別過程。

首先應(yīng)濾掉輸入語音信號(hào)的噪音并進(jìn)行預(yù)加重處理，提升高頻分量，然后線性預(yù)測系數(shù)等方法進(jìn)行頻譜分析，找出語音的特征參數(shù)作為未知模式，與預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行比較，當(dāng)輸入的未知模式與標(biāo)準(zhǔn)模式的特征一致時(shí)，ARM便識(shí)別輸入的語音信號(hào)并輸出結(jié)果。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件主要包括：數(shù)據(jù)采集模塊、SCI通訊模塊、特定聲源定位算法模塊和避障軟件模塊。系統(tǒng)軟件總體流程圖。

3．1 特定聲源定位算法設(shè)計(jì)系統(tǒng)的聲源定位算法主要基于傳聲器陣列時(shí)延估計(jì)法，利用A／D采樣模塊檢測不同拾音器所接收到的聲音信號(hào)，算法實(shí)現(xiàn)采用廣義互相關(guān)法。ARM采樣得到的波形接近為正弦波，將對應(yīng)采樣得到的值放入數(shù)組中保存，首先進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得出互相關(guān)譜。為避免誤差和雜音的干擾，進(jìn)行多次計(jì)算去除了誤差較大的值。其算法流程圖。

同時(shí)，為避免垃圾桶對接收到的任何聲音都進(jìn)行定位，系統(tǒng)在定位時(shí)加入了語音識(shí)別，即只對需要的聲音進(jìn)行方位判斷，對特定聲音進(jìn)行語音識(shí)別的流程框圖。

3．2 避障軟件設(shè)計(jì)避障軟件模塊采用對ARM的GPIO口查詢方法。在垃圾桶加電后，主函數(shù)中一直查詢GPIO，某一路的GPIO出現(xiàn)低

電平時(shí)，進(jìn)入相應(yīng)的子函數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作。3個(gè)紅外傳感器同時(shí)工作，發(fā)射紅外信號(hào)。任何一個(gè)紅外接收裝置接收到反射的紅外信號(hào)進(jìn)入相應(yīng)的子函數(shù)執(zhí)行控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。紅外避障流程。結(jié)束語設(shè)計(jì)的智能垃圾桶“聽”到主人的呼喊后能自動(dòng)到達(dá)主人身邊，并且能識(shí)別主人的聲音進(jìn)行一系列動(dòng)作，經(jīng)試驗(yàn)證明該設(shè)計(jì)能夠滿足使用要求。

第三篇：南京大三學(xué)生造出智能垃圾桶

南京大三學(xué)生造出智能垃圾桶

喝空的飲料瓶隨手往垃圾桶里丟，如果沒有“命中”，有多少人還再去理會(huì)？對此情況，一種智能垃圾桶會(huì)發(fā)出提示語音，眾目睽睽下，再懶的人也不得不彎腰去撿。11月30日，第三屆中國南京棲霞山文化節(jié)落下帷幕，閉幕式上舉行了棲霞區(qū)首屆青年創(chuàng)業(yè)大賽的頒獎(jiǎng)儀式。南京創(chuàng)業(yè)大學(xué)生云曙先的“智能垃圾桶”項(xiàng)目就是獲獎(jiǎng)作品之一。這是一種包含自動(dòng)識(shí)別、電機(jī)驅(qū)動(dòng)的垃圾桶。除了實(shí)現(xiàn)垃圾扔到垃圾桶外就自動(dòng)報(bào)警，它還可以根據(jù)人的距離自動(dòng)開、關(guān)門?！拔覀兊陌l(fā)明使用紅外感應(yīng)自動(dòng)開蓋的垃圾桶，當(dāng)人的手或物體接近投料口約20到30厘米時(shí),垃圾桶蓋便會(huì)自動(dòng)開啟,等垃圾投入完畢，數(shù)秒后垃圾桶蓋又會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，人、物不需接觸垃圾桶的任何部位即可投放垃圾?！?每當(dāng)節(jié)假日，南京各大景區(qū)的垃圾桶總是迅速爆滿，保潔員們苦不堪言，倒了一次又一次，但也趕不上垃圾增加的速度?！鞍b袋、飲料盒等很空的東西占用浪費(fèi)了大量空間。我們發(fā)現(xiàn)很多時(shí)候路邊的垃圾桶容量太小，不夠使用，做大了又影響美觀?！痹剖锵雀嬖V揚(yáng)子晚報(bào)記者，智能垃圾桶還有自動(dòng)壓縮的功能，它由太陽能電池供電，有電機(jī)組成的壓縮模塊等部件，自動(dòng)壓縮后，垃圾將裝滿時(shí)，自動(dòng)通知保潔員前來處理垃圾，更有效地利用了空間。

設(shè)計(jì)人云曙先還是南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的大三學(xué)生，城市垃圾清運(yùn)壓力越來越大的現(xiàn)象，讓細(xì)心觀察生活、又從小喜歡搞“小發(fā)明”的他，決定在這上面“做文章”?，F(xiàn)在他組建一支17人的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)完成了研發(fā)。目前，這種“智能垃圾桶”已經(jīng)在南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、棲霞區(qū)部分機(jī)關(guān)、醫(yī)院等公共場所投用。

南京此前推行了“垃圾分類”工程，云曙先也想將自己的成果進(jìn)一步升級(jí)，增加內(nèi)部垃圾自動(dòng)分類處理系統(tǒng)?！耙皇强梢酝ㄟ^語音提示，二是在垃圾桶內(nèi)部安裝圖像識(shí)別系統(tǒng)，讓它自動(dòng)區(qū)別廚余、紙類、金屬、玻璃等，再用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，將其分門別類?！?/p>

第四篇：精鷹杯復(fù)賽演講稿

各位評委:

大家好，我今天演講的題目是《帶著目標(biāo)前進(jìn)》。首先我要講一個(gè)比較老的故事。

在非洲的一片大草原上，有這樣一個(gè)獅子和一只羚羊，獅子每天晚上告訴自己，我要跑得再快些，以便抓到更多的羚羊，不然我就會(huì)被餓死：同樣那只羚羊也告訴自己，我必須跑的更快些，不然就會(huì)被獅子吃掉，于是當(dāng)每天的第一縷陽光照到這片草原上時(shí)，它們便帶著自己的目標(biāo)，一跌而起。就這樣一個(gè)小故事，暫且不細(xì)說他們他們最終結(jié)果如何，但我們一定可以想到那只獅子被餓死和那只羚羊被吃掉的可能性究竟會(huì)有多大。

我們作為大一新生，對大學(xué)生活多多少少會(huì)有各種幻想，但經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)才發(fā)現(xiàn)，要使我們的生活更加充實(shí)，有意義。我們必須要向那只獅子和羚羊一樣，時(shí)刻都懷著自己的目標(biāo)，并為之不斷奮斗。目標(biāo)就如燈塔，而我們就是剛剛離開海港獨(dú)自闖蕩的小船，有了它，我們便不會(huì)迷失方向。

之前通過學(xué)哥學(xué)姐的經(jīng)驗(yàn)交流，我發(fā)現(xiàn)，他們總是在強(qiáng)調(diào)一個(gè)重要的問題，那就是目標(biāo)，不同人根據(jù)自己的喜好，會(huì)有不同的目標(biāo)。下面我就從學(xué)習(xí)、生活、工作這三方面對我的目標(biāo)進(jìn)行一下簡單的介紹。

關(guān)于學(xué)習(xí)，在我看來，既然我選擇了大學(xué)，選擇了繼續(xù)做一名學(xué)生，那么學(xué)習(xí)就是首要任務(wù)，我的專業(yè)是數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)。我是懷著夢想而來，所以必須要將專業(yè)學(xué)好，成功的進(jìn)行考研，我們的專業(yè)老師對我們的要求只有一個(gè)，那就是踏實(shí)，所以我們就要踏踏實(shí)實(shí)，跟著老師走。

關(guān)于生活，因?yàn)槲襾碜院颖?，來到大學(xué)是我第一次離開家鄉(xiāng)，所以一切都是很不習(xí)慣，一下子多了份自由，少了份拘束，多了份懶散，少了份督促。所以我的目標(biāo)便是盡快適應(yīng)一切，融入到我們的班級(jí)，融入到我們的學(xué)校，讓生活井井有條。

關(guān)于工作，來到大學(xué)，我和很多同學(xué)一樣，也想找一個(gè)適合的職務(wù)，于是參加了學(xué)生會(huì)的面試和班級(jí)干部的競選，并且均成功入選，所以我的目標(biāo)就是盡自己最大的努力去做好本職工作，在工作中鍛煉自己，使自己能力得到提升。我相信，在學(xué)習(xí)、生活、工作這三方面找到自己的方向，齊頭并進(jìn)，大學(xué)生活將是我們?nèi)松欢巫蠲篮玫幕貞?，希望大家能明確自己的目標(biāo)，為了這個(gè)目標(biāo)而奮斗。

謝謝大家，我演講完畢。

第五篇：“外研社杯”演講比賽安徽省復(fù)賽策劃

2010年“外研社杯“全國英語演講大賽安徽賽區(qū)復(fù)賽、決賽辦賽方案（草案）

2010年“外研社杯”全國英語演講大賽安徽賽區(qū)復(fù)賽、決賽

辦賽方案（草案）

一、大賽簡介

“外研社杯”全國英語演講大賽（原“CCTV杯”全國英語演講大賽）是由外語教學(xué)與研究出版社主辦、教育部高等學(xué)校大學(xué)外語教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)及高等學(xué)校英語專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)合辦的全國性英語演講大賽。

大賽旨在以豐富的內(nèi)容與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男问?，通過各地高校、大學(xué)外語教學(xué)研究會(huì)以及主辦單位有組織、分層次的選拔，為全國大學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)激勵(lì)外語學(xué)習(xí)、展示綜合能力，培養(yǎng)優(yōu)秀人才的平臺(tái)，同時(shí)推動(dòng)高校英語教學(xué)，創(chuàng)新教學(xué)方法，展現(xiàn)教學(xué)水平，促進(jìn)教師發(fā)展。

二、復(fù)賽、決賽概述

（一）復(fù)賽

1、時(shí)間：10月23日上午8:00—11:30；下午14:00—17:30；

2、地點(diǎn)：安慶師范學(xué)院音樂廳、安慶師范學(xué)院行政樓一樓會(huì)議大廳；

3、參賽人數(shù)：112人（其中安慶師范學(xué)院4人，其他本專科（含高職）院校108人）；

4、選手單位：安慶師范學(xué)院及安徽省36所本?？疲ê呗殻┰盒?，其中本科33所，專科2所，高職一所。

【注】（1）選手演講及回答問題，超時(shí)或缺時(shí)15秒以上將酌情扣分。（2）評委組當(dāng)場亮分。

6、賽制：將112名選手分成兩組，分別在上述兩個(gè)參賽地點(diǎn)比賽，每組決出前10名選手，共計(jì)20名，進(jìn)入決賽。

（二）決賽

1、時(shí)間：10月24日上午8:00—11:30；

2、地點(diǎn)：安慶師范學(xué)院音樂廳；

3、參賽人數(shù)：20人；

【注】（1）選手演講及回答問題，超時(shí)或缺時(shí)15秒以上將酌情扣分。（2）評委組當(dāng)場亮分。

5、賽制：通過辯論決出的前三名選手代表安徽省參加12月8日—12日在北京舉行的全國決賽。

三、評分標(biāo)準(zhǔn)及獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置

（一）評分標(biāo)準(zhǔn)

1、本次大賽的評分標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)“外研社杯”全國英語演講大賽章程中的相關(guān)規(guī)定；

2、大賽組委會(huì)將邀請本省英語教學(xué)專家組成評委團(tuán)，由評委團(tuán)依據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立執(zhí)行比賽的考評。

（二）獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置

1、本次比賽為參賽選手設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)為：一等獎(jiǎng)6名，二等獎(jiǎng)14名，三等獎(jiǎng)20名；

2、本次比賽設(shè)立了對應(yīng)的指導(dǎo)教師獎(jiǎng)。（如同一位指導(dǎo)教師有兩名以上學(xué)生獲得三等以上獎(jiǎng)勵(lì)則以較高等級(jí)為獎(jiǎng)勵(lì)級(jí)別。同一名三等獎(jiǎng)以上獲獎(jiǎng)學(xué)生只能有一位指導(dǎo)教師獲獎(jiǎng)。）

四、復(fù)賽、決賽擬定流程（如下表）

2010年“外研社杯”全國英語演講大賽安徽賽區(qū)復(fù)賽、決賽辦賽方案總表（表一）

【注】（1）以上為復(fù)賽、決賽的擬定流程、屆時(shí)視具體情況對相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整；（2）子目內(nèi)容將在附件中明確闡釋；（3）“2010年‘外研社杯’全國英語演講大賽安徽賽區(qū)復(fù)賽、決賽”以下簡稱“復(fù)賽、決賽”。

附件一：復(fù)賽、決賽所需音視頻、演示文稿一覽表（表二）

【注】（1）如無特殊要求，本表所指的音視頻、演示文稿內(nèi)容均播放一遍。（2）此表內(nèi)容為暫擬，屆時(shí)視情況重新調(diào)整音視頻、演示文稿的播控計(jì)劃。

附件二：復(fù)賽、決賽所需設(shè)計(jì)圖樣一覽表（表三）

【注】（1）設(shè)計(jì)圖樣均使用Adobe Photoshop CS4 或以上版本制作，所有圖樣在未成圖前均需保留源文件（*.psd）。（2）圖樣的最終效果請參見本草案末尾所附。

其他未盡事宜，詳見后頁。