基于STC89C52單片機的智能電梯系統聲控設計

汪鑫，于浩，張雨婷，成龍，汪青

（安徽新華學院智能制造學院，安徽合肥 230088）

摘要：設計了基于單片機的智能電梯系統，其硬件主要由 STC89C52 單片機及步進電機模塊、按鍵模塊、語音控制模塊、顯示電路模塊等組成。以單片機為核心，利用其語音識別功能，用語音控制代替人工按鍵，實現電梯的上下運行。此系統克服了傳統電梯按鍵的局限性，實現無接觸式控制電梯運行，提高了自動化和智能化水平，為改變今后電梯的發展方向做了有力嘗試。在疫情期間，可以實現減少接觸，防止病毒傳播；同時也為視力障礙人士、老年人等提供了便利。

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2022）09-0068-02

0 引言

隨著人們生活質量的不斷提高，高樓大廈成為了主要的住宅和辦公場所。電梯便成了人們生活中不可缺少的一部分，也給人們的生活和工作帶來了便利。但在疫情爆發之時，防止病毒的傳播成為了疫情防控的首要工作。因此，在乘坐電梯時，人們越來越注重與電梯減少接觸 [1-7]。為此，本文設計了基于單片機的智能電梯系統，以單片機為核心，利用其語音識別功能，用語音控制代替人工按鍵，實現電梯的上下運行，克服了傳統電梯按鍵的局限性，實現無接觸式控制電梯運行。

? 1 系統整體組成

基于單片機的智能電梯系統的核心處理器為STC89C52單片機，系統的語音信號處理器采用 LD3320 語音 [8-12] 控制芯片，語音控制芯片是將聲音轉化為電信號的裝置。系統通過語音控制的咪頭采集語音信號并進行輸出，電梯的上下運行是利用四相五線步進電機 28BYJ-48 控制，在OLED屏顯示模塊顯示電梯的層數，通過按鍵實現信號的輸入，把蜂鳴器作為報警模塊。總體結構框圖如圖1所示。

? 2 控制芯片及主要硬件電路設計

系統采用的是STC89C52單片機 [13-15]，用戶應用程序空間為8KB ；片上集成512 B的RAM；采用ISP（在系統可編程)/IAP（在應用可編程），無須專用編程器和專用仿真器；可通過總線擴展應用時不用增加上拉電阻，作為I/O口用時需要加上拉電阻。

智能電梯報警電路設計采用OLED顯示屏和蜂鳴器兩個元器件。OLED顯示屏顯示電梯停靠層數。通過蜂鳴器與獨立按鍵連接，當報警按鍵被按下時，核心處理器收到指令，蜂鳴器響，顯示屏顯示電梯所在樓層。LD3320是非特定人的語音識別芯片，最多可以識別 50 條預先內置的指令，分為三個模式：（1）普通模式：直接說話，模塊直接識別；（2）按鍵模式：按鍵觸發開始 ASR 進程；（3）口令模式：需要一級喚醒詞。本系統采用口令模式，避免嘈雜環境下誤動作。

? 3 軟件設計

基于單片機的智能電梯控制系統由語音控制、OLED 屏幕顯示、按鍵輸入、電機控制和應急報警等模塊組成。在電梯運行時控制過程中的信號輸入分為語音信號輸入和按鍵控制輸入兩部分。電梯內、外的軟件流程如圖2所示。首先進行系統初始化；然后根據按鍵或語音指令判斷 R 值（R= 目標樓層-當前樓層），根據R值驅動電機正轉、反轉或不轉；最終實現電梯的運行。 ?

4 結語

本文設計的基于單片機的智能電梯系統，其硬件主要由STC89C52單片機及步進電機模塊、按鍵模塊、語音控制模塊、顯示電路模塊等組成。電梯的聲控設計一方面克服了傳統電梯按鍵的局限，實現無接觸式電梯運行，可以達到良好的無接觸、減少病毒傳播的效果；另一方面只需語音輸入即可控制電梯的上下運行，為有障礙人群乘坐電梯提供了極大的便利。對于本系統的功能，后期將做出進一步調試，特別是語音控制和按鍵控制功能的實現尤為重要。