1现有实验室通风柜的缺陷分析

现有通风柜的玻璃视窗大多为滑动安装在通风柜中 部，其需要操作人员手动将其推上或拉下，存在操作不便， 费时费力的缺陷。通风柜的电控元件主要是控制灯光、 风机和水流，这些电控元件都需要人工按下相应的控制 按键来完成，但是因为实验室的用品多为化学品且有毒有 害化学品多，人操作时难免双手会接触到有害物体，长 期积累下来，会对操作人员的健康和通风柜的长期使用 造成一定的风险，所以为了要尽可能少接触设备和用品， 需要一种能自动控制通风柜玻璃视窗、灯光、风机的设 备和装置。

2语音识别通风柜的系统组成 语音识别通风柜的组成主要包括：微控制器（单片 机）、语音识别模块、无线麦克风、扬声器、电机、链条、 钢化玻璃视窗、照明灯管、风机。

无线麦克风接收器统一集成在柜体右侧前面的侧面上，微 控制器和语音识别模块内嵌在柜体内，而扬声器和无线麦 克风接收器裸露在外表面。电机和驱动链条连接在一起， 放置在玻璃视窗上侧的柜体内，用于带动玻璃视窗上升或 者下降。与无线麦克风接收器相对应的，无线麦克风携带 在实验人员的身上。在通风柜的柜体内，每个部分：电机、 风机、照明灯管通过各自的驱动电路和微控制器相连。

3语音识别通风柜工作流程分析

通风柜以微控制器（单片机）为核心，以语音识别模 块为主要元件，配以电机驱动电路，灯管驱动电路，风机 驱动电路组成（如图 1 所示）。无线麦克风接收来自通风 柜操作人员的语音信息，经过无线传输到无线麦克风接收 器，接收器再将信号传输给语音识别模块，语音识别模块 根据人的语音信息进行识别，并转化为相应的操作指令， 然后传送到微控制器，微控制器根据接收到的操作指令 对通风柜玻璃视窗、照明灯管、风机的运动状态进行控 制，如：玻璃视窗上升、下降、停止；照明灯管的亮与灭； 风机的转动与停止，于此同时，扬声器会播报当前正在 执行的语音指令的执行情况。 将需要用到的语音指令通过编程存放到语音识别模 块中，这些语音指令包括玻璃视窗、照明灯管、风机的 控制指令，玻璃视窗的语音指令可设置为“上升”、“下 降”、“停止”；照明灯管的语音指令可设置为“开灯”、“关 灯”；风机的语音指令可设置为“打开风机”、“关闭风机”。 这些语音指令对应的二进制代码为：“上升”为 0001、 “下降”为 0010、“停止”为 0011、“开灯”为 0100、 “关灯”为 0101、“打开风机”为 0110、“关闭风机” 为 0111。语音指令设置完毕，操作人员可开始通过麦克 风发出相应的语音指令，如发出“玻璃视窗请上升”时， 麦克风将这句语音传送到语音识别模块，语音识别模块 开始处理，识别到预先设定的“上升”关键词，开始调 用“上升”的二进制代码 0001，并送到微控制器，微控 制器接收到后打开电机驱动电路，电机连接着驱动链条， 链条连接着通风柜的玻璃视窗，电机正转，链条带动着 玻璃视窗上升，于此同时，扬声器发出操作成功的语音， 如“玻璃视窗正在上升”，以此来回应操作人员的“上升” 命令；相对应的，当操作人员发出“玻璃视窗请下降”时， 调用二进制代码 0010，控制电机反转，链条带动着玻璃 视窗下降，扬声器发出相应的语音；当操作人员发出“玻 璃视窗请停止”时，调用二进制代码 0011，控制电机停止， 玻璃视窗不运动。

4结束语

现有通风柜的玻璃视窗大多需要操作人员手动将其 推上或拉下，照明灯管和风机需要人工手动按下按钮来 控制，这些操作方式存在操作不便 , 费时费力的缺陷。本 文采用语音识别技术和无线语音通信技术，以实现通风 柜的智能化控制。系统通过操作人员的语音命令实现了 通风柜的自动控制，真正解放人的双手，减轻了人的负担， 让操作人员更专注于试验对象。

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