【LPC54114】-基于LPC54114的智能语音药盒（结题）

jinglixixi

开发背景：

       伴随老龄化的逐步到来，老人独自在家十分需要有人照顾，而儿女们却需要为生活而奔忙。像老人服药这类的小事，也是需要有人去关注和提示的。为此制作一个多功能的智能型语音药盒是一件有意义的事情。

就开发平台的选择来讲，LPC54114开发板是一款与设计目标十分贴和的开发工具，它所配置的SPH0641LM4H数字麦克风、Wolfson的WM8904codec芯片等即语音类处理。通过配置OLED屏，耳机或小音箱等就可达到基本的设计要求。

此外，板载的温度传感器及内置的RTC和A/D转换器，还能语音药盒的功能上附加一些智能家居控制的功能，因此极具实用价值。

       那该语音药盒又有何功能呢？

    首先该语音药盒的核心是RTC计时器，它无需MCU的干预接口自行运转，从而使MCU能腾出宝贵的时间去处理其它工作。通过设置多个提示时段，即可在相应的时刻发出的提示信息，这些会以3种形式来输出，他们分别是：

1）语音方式，该提示最有穿透力，因为它不管你在做什么，也不管你是否在关注它，只有在它作用的范围内都会通知到你。

2）中文信息方式，该提示最具审核性，它可供你仔细的查看与核对。通过OLED屏可查看的信息有：服药时间、药品名称、用量等。起初是将它也归入到语音中，但在没有语音文件系统的支持下，语音的播放内容是会受到极大限制的。

3）LED指示方式，该方式可在药盒中指示出是否药物的正确位置，以便于取出。受时间的限制原本打算以步进电机使药盒转动到出口位置以供获取，只能以后在添加了。

        除语音药盒功能外，为充分发挥开发板的资源，还以OLED屏实时地显示出环境的温度和A/D转换口的电压值。在添加控制限值的情况下，即可实现温度控制及安放报警等，因为大多数的传感器都是通过模拟信号输出的，接入A/D转换口，即可对其进行判别处理和控制，从而易于实现家居控制等。

1.主要构成

    该语音药盒主要由LPC54114开发板、OLED屏、耳机或音箱所构成，如图1所示。在设计与调试阶段可以耳机来进行，在实际使用时，则需要扬声器来播放，采用的方法有2种。一是直接接上一个小音箱，这种方法最简单，但相对比较耗电也不像个独立的作品；另一个是为它配功放，只需一个运放和一些阻容元件即可，相对比较经济，也便于作品的一体化。

    在供电方面，建议采用USB电源转换器，它体积小，也比用电池环保。

图1 基本构成

       该语音药盒可实现多个时段的提示处理，如图2至图5所示。在测试时为节省时间，仅以分钟为单位设置了4个时段加以验证，情况完全正常。设置时间一到，3种输出信息准时到达。

图2 时段1提示界面

图3 时段2提示界面

图4 时段3提示界面

图5 时段4提示界面

2.字库制作

    为便于使用，特利用PCtoLCD2002字模提取软件构建了小字库，其界面如图6所示。通过小字库的构建，可将常用的药名字模提取出来，构建一个专用的字库。

    相对来讲如果构建一个完整的字库，并存放在SD卡中以供调用会更理想。它有利于采用文本方式来设置提示条件，这也是后续完善的提升方向之一。

图6 构建字库

3.功能

    该作品的功能包括：RTC计时、温度检测、模拟传感器检测及显示等，并通过多时段语音提示功能。

4.各级界面

    各级界面是信息显示的窗口，主界面如图7所示。

图7 主界面

    该设计共有两种显示模式，即语音药盒模式（多时段语音提示）、家居测控模式（温度检测、模拟传感器测控），其界面分别如图1、图2所示。通过K2键可切换显示模式，在解决测控模式下，日期显示信息会覆盖语音药盒的提示信息。

5.处理流程

    该作品的处理流程如图8所示。

图8程序流程

6.程序设计

      多时段提示处理程序：

1. if((f!=0)&&(cp<3))
   
2.    {
   
3.                         if(ch==p)           //  时段判别
   
4.                         {
   
5.                              m1();         //  中文信息提示（时间、药名、数量）
   
6.                                  led_on(4);     //  药盒位置指示
   
7.                                  o=1;          //  语音提示启动标识
   
8.                         }
   
9.                         if(ch==(p+1))
   
10.       {
    
11.                                  m2();
    
12.                            led_on(5);
    
13.                                  o=1;
    
14.                         }
    
15.                         if(ch==(p+2))
    
16.                         {
    
17.                                  m3();
    
18.                                  led_on(6);
    
19.                                  o=1;
    
20.                         }
    
21.                         if(ch==(p+3))
    
22.                         {
    
23.                                  m4();
    
24.                                  led_on(7);
    
25.                                  o=1;
    
26.                         }
    
27.                         if(ch==(p+4))
    
28.                         {
    
29.                                  OLED_ShowString(20,2,"     ",16);
    
30.                                  led_off(4);led_off(5);led_off(6);led_off(7);
    
31.                         }
    
32.                 }

复制代码

温度检测程序：

1. if(fPCTValue>=0)
   
2.                   {
   
3.                         //PRINTF("Temperature Value is +%d.%d oC.\r", (int)(fPCTValue*100)/100, (int)(fPCTValue*100)%100);
   
4.                         OLED_ShowString(0,4,"Temp: ",16);
   
5.                         OLED_ShowNum(40,4,(int)(fPCTValue*100)/100,3,16);
   
6.                         OLED_ShowString(64,4,".",16);
   
7.                         OLED_ShowNum(72,4,(int)(fPCTValue*100)%100,2,16);
   
8.                  }
   
9.            else
   
10.                  {
    
11.                         //PRINTF("Temperature Value is -%d.%d oC.\r", (int)((0-fPCTValue)*100)/100, (int)((0-fPCTValue)*100)%100);
    
12.                         OLED_ShowString(0,4,"Temp:-",16);
    
13.                         OLED_ShowNum(40,4,(int)((0-fPCTValue)*100)/100,3,16);
    
14.       OLED_ShowString(64,4,".",16);                        
    
15.                         OLED_ShowNum(72,4,(int)((0-fPCTValue)*100)%100,2,16);
    
16.                  }
    
17.                  OLED_ShowString(80,4,"oC",16);

复制代码

模拟信号电压采集程序：

1. wADCValue = adc_read(ADC_CHANNEL_NUM);
   
2.                  if(wADCValue != 0xFFFF)
   
3.                  {
   
4.                         dwLedTime = (wADCValue*2000)/0xFFFF; // ajust the led blinky freqency
   
5.                         //wADCValue = 0xFFFF;  3.3v
   
6.                  }
   
7.                         
   
8.                  OLED_ShowString(0,6,"ADC:",16);
   
9.                  OLED_ShowNum(40,6,(int)((wADCValue*3.3)/0xFFF*100)/100,1,16);
   
10.                  OLED_ShowString(48,6,".",16);
    
11.                  OLED_ShowNum(56,6,(int)((wADCValue*3.3)/0xFFF*100)%100,2,16);
    
12.                  OLED_ShowString(72,6,"V",16);

复制代码

7.语音的录制与播放

    在该作品的设计中，语音的处理是一个关键。为了有效地缩减程序的规模和复杂度，语音的录制处理放到外部的其它程序来处理，由于录制的结果是存放在板载的Flash中，因此不怕断电丢失。在该作品中只需按地址适时地对其读取播放即可。

    尽管板载的Flash相对于需要来讲不是很大，但在语音较短的情况下，还是可以考虑对Flash进行分段录制，并依地址分段存储与播放。

    其实按原来的设想是探索以数字录音芯片录制，然后转存到SD卡的文件中进行存储和管理。当使用时再按文件名来读取需要的语音文件以实现语音的再现。然而花费的时间和精力太多，难以短期解决，只能退而求其次，单用Flash来进行语音录放达到功能上的效果演示。

8.改进方向

       未来的改进方向是使用文件来管理语音的录放，从而构建一个语音库来扩展语音的播放内容。此外，将录音数据存入文件可增强语音的实时记录与编辑管理等。

       此外，以文件来管理各时段的条件设置，能增强管理及编辑的灵活性。在添加功放模块的条件下，取代用音箱来输出语音提示信息。

最后，感谢NXP社区及活动的组织者，LPC54114开发板是一款十分有特色的开发板，与先前较中意的KL26Z开发板有异曲同工之妙值得不断地探索和利用，并将其打造成一个小型的多媒体平台以开发语音型智能作品。

程序代码：

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jllj2899

多谢！OLED屏哪里要的啊？给个链接。

jinglixixi

jllj2899 发表于 2017-6-23 09:55
多谢！OLED屏哪里要的啊？给个链接。

哈哈，自己买的！

dvd1478

OLED 老是点不亮，不知道是什么原因

jinglixixi

dvd1478 发表于 2017-10-8 09:34
OLED 老是点不亮，不知道是什么原因

是I2C接口的？除了引脚定义和初始化之外，利用卖方通过的例程很容易实现的，是不是屏出现了问题。