集成語音提示的汽車娛樂系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

景巍 國(guó)能新能源汽車有限責(zé)任公司

汽車原本是我們的代步工具，可是隨著汽車電子技術(shù)不斷的發(fā)展，研究者為了能夠保證使用者的使用情況比較良好，考慮到使用者便利以及安全性能的情況，一般都會(huì)把汽車的狀態(tài)通過駕駛座前面的各種儀器表顯示出來，或者會(huì)使用一些語音來提醒使用者，而這些提示音往往會(huì)通過頻率的不同來讓使用者對(duì)它們所提示的具體內(nèi)容進(jìn)行區(qū)分。但是，如果是那種新用戶在使用這種類型的車時(shí)，他們往往會(huì)因?yàn)椴皇煜ぼ囕v提示音而造成不必要的損失，從這一方面來說，這種設(shè)計(jì)人性化程度比較低。

1 總體類型的設(shè)計(jì)方案

如果我們想要在車輛當(dāng)中增加語音提示功能，那么我們不妨可以把它與汽車內(nèi)部的娛樂系統(tǒng)互相配合著使用，這樣做可以更好的利用聲音播放體系。一般類型的娛樂系統(tǒng)可以包含收音機(jī)、CD、USB 的接口以及SD 卡插入等，其中收音機(jī)以及USB 都是比較低的配置，這種系統(tǒng)也是我們經(jīng)常見到的類型，但是CD 與DVD 卻是屬于比較高的配置。

在汽車上，收音機(jī)是比較常見的一種系統(tǒng)。這其中主要是由音頻解碼電路、廣播調(diào)諧電路等部件共同組合而成。這里面包含了一種處理器，這種處理器是通過采集按鍵開關(guān)狀態(tài)、12C 總線廣播調(diào)諧電路以及相應(yīng)的USB 接口處狀態(tài)，以此來最終決定讓這其中哪一個(gè)部件進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并讓相應(yīng)的音頻來選擇自己需要播放的電路，而在汽車上的顯示板上還可以為我們展現(xiàn)相應(yīng)的內(nèi)容。

為了可以在這種類型的汽車上面順利的完成收音機(jī)系統(tǒng)集成語音提示功能，我們還需要按照一定的需求為其增加提示請(qǐng)求的輸入接口以及相應(yīng)的語音存儲(chǔ)空間。我們可以把CAN 作為輸入接口，只需要在原有的汽車收音機(jī)體系上面再增加一個(gè)CAN 接口和CAN 控制器就可以了，在此基礎(chǔ)之上我們還需要語言提示請(qǐng)求的ECU 把我們的請(qǐng)求信息準(zhǔn)確的通過CAN 總線發(fā)送給相應(yīng)的收音機(jī)體系，然后再由這些收音機(jī)體系里面的處理器在儲(chǔ)存卡里面找到相對(duì)應(yīng)的語音文件，并把這些文件打開并播放，然后整個(gè)流程就順利的結(jié)束了。

2 關(guān)于集成語音提示方面的汽車娛樂體系主要設(shè)計(jì)方案

2.1 針對(duì)主控MCU 資源的具體使用方法

因?yàn)檫@種方案具備通用性的特點(diǎn)，因此在一般情況下我們都會(huì)使用ROM 一類的大型通用芯片，這主要是因?yàn)镽OM 里面的資源比較豐富。這種類型的芯片內(nèi)置了8M 的振蕩器，里面有很多的I/O 可以為我們提供比較好的服務(wù)。不僅如此，這種類型的芯片還具備低電壓保護(hù)的功能，它里面還設(shè)計(jì)了豐富的通訊接口，可以方便我們進(jìn)行選擇與操作，多路定時(shí)器以及看門狗功能也是比較全面的。這款MCU還增加了基本的乘除法器裝備。

2.2 音頻放大器

這種類型的放大器可以在8Ω 的條件下完成15W 的雙通道功率，還可以保證PWN 可以順利的進(jìn)入到放大器當(dāng)中，讓單電壓控制在11V～25V 的范圍之內(nèi)，而那些嵌入過的電流和過溫保護(hù)以及低電壓保護(hù)等設(shè)置體系是具備基本的靜音和播放的功能，而且載波頻率以及放大器里面輸出的功率都是可以通過外部設(shè)置的電阻進(jìn)行合理化調(diào)節(jié)。即使放大器處于靜音狀態(tài)下或者是等待狀態(tài)，我們都可以為其控制終端安裝上比較合適的電壓，這樣就可以順利的完成對(duì)多種狀態(tài)轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)的控制。當(dāng)設(shè)備正處于等待狀態(tài)的時(shí)候，我們應(yīng)該停止所有的輸出并打開靜音裝置，讓所有等待狀態(tài)下所引起的電流控制在最小額度。而除了那些處于等待狀態(tài)下的電路之外，其他的電路也會(huì)全部停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在這個(gè)過程當(dāng)中還會(huì)停止輸出脈沖調(diào)整的具體指令，因此在這種情況下是不會(huì)出現(xiàn)平時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的噪音。當(dāng)放大器處于靜音狀態(tài)的時(shí)候，靜音不僅會(huì)出現(xiàn)一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，它里面還會(huì)出現(xiàn)一個(gè)脈沖調(diào)整信號(hào)。為了保證放大器不會(huì)因?yàn)椴徽_的操作而造成損壞現(xiàn)象，我們可以對(duì)這些放大器進(jìn)行嵌入保護(hù)電流的操作。過溫保護(hù)電路一般都是工作人員用于檢測(cè)電路是不是因?yàn)椴徽_的操作而引發(fā)的過溫現(xiàn)象的檢測(cè)，這種檢測(cè)可以幫助我們及時(shí)對(duì)集成電路進(jìn)行有效的保護(hù)策略。當(dāng)放大器外面環(huán)境的溫度高達(dá)150 攝氏度的時(shí)候，這種過溫保護(hù)電路設(shè)置就會(huì)主動(dòng)開始工作。但是當(dāng)總線的功率出現(xiàn)了增加或者是減少的情況時(shí)，負(fù)載的電流也會(huì)隨之而發(fā)生改變，當(dāng)供給電壓突然變低以后，低壓保護(hù)電路設(shè)置就會(huì)自動(dòng)開始工作。這種類型的電路不僅可以幫助我們防止因?yàn)椴徽_操作導(dǎo)致的損毀情況的出現(xiàn)，還可以幫助我們把系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的噪音盡量降到最低。

2.3 上位機(jī)軟件方面的設(shè)計(jì)

上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)可以算作是人機(jī)界面當(dāng)中最為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)了，一般會(huì)在編輯過程中出現(xiàn)比較方便簡(jiǎn)易的特點(diǎn)。一般都是左邊界面出現(xiàn)音頻波形，而右邊的界面就會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)有關(guān)的圖形，比如會(huì)出現(xiàn)"打開文件"、"關(guān)閉文件"、"保存文件"以及"刪除文件"等類型的圖形，一旦當(dāng)我們看到這方面的圖形時(shí)，就會(huì)知道它所想要表達(dá)的具體含義。因此，以此為基礎(chǔ)的加載音頻的操作就會(huì)變得相應(yīng)簡(jiǎn)單一點(diǎn)。其具體的操作程序：首先，打開軟件，然后單擊軟件當(dāng)中出現(xiàn)的"打開文件"的圖形，再在里面找到我們所需要的音頻文件，而這些音頻文件一般都是通過wav 的格式進(jìn)行保存的；其次，點(diǎn)擊一下表示"輸出數(shù)據(jù)"的圖形，然后再根據(jù)我們的個(gè)人需求選擇相應(yīng)的解碼或者是選擇4bit類型的解碼，以及選擇編輯C 語言也是可以完成的；最后我們還需要選擇文件保存的方法，然后再為其進(jìn)行重命名，它們就可以自動(dòng)生成我們所需要的文件了，我們?cè)偻ㄟ^函數(shù)庫(kù)變換我們所需要語言文件當(dāng)中的各種數(shù)據(jù)，最后再輸出與之相對(duì)應(yīng)的PWM 就可以了。

2.4 通過使用語音處理軟件來對(duì)語音進(jìn)行系統(tǒng)化處理

每一款車型所使用的語音提示可能會(huì)有所差異，而當(dāng)同一款車型進(jìn)行相應(yīng)的升級(jí)處理以后可能會(huì)增加以前所沒有的語言提示請(qǐng)求?；谶@種情況，我們可以為語音提示請(qǐng)求的接口部位安裝上一個(gè)可以擴(kuò)展的處理設(shè)備，這樣一來根據(jù)就不需要更新娛樂體系就可以順利的完成語音提示系統(tǒng)的升級(jí)。為了可以很好的達(dá)到這種效果，我們可以為整輛車系統(tǒng)提前預(yù)備好比較充裕的語音提示處理接口，并把這些接口與它們互相對(duì)應(yīng)的音頻文件進(jìn)行綁定。一旦語言提示發(fā)生一點(diǎn)變化以后，我們只需要增加或者是減少SD 卡里所保存的語音文件就可以輕松完成。我們還可以使用MCU 和語音處理軟件來幫助我們順利實(shí)現(xiàn)聲音模擬器當(dāng)中的語音處理體系，這種方法是不需要語音合成相應(yīng)的集成電路的，因此我們可以適當(dāng)?shù)臏p少相應(yīng)的部件數(shù)量，這種方法可以完美的符合電動(dòng)汽車對(duì)聲音模擬器的高要求，可以提醒周圍的行人注意車輛，發(fā)出的聲音也比較溫和，也不會(huì)對(duì)周圍的人產(chǎn)生不必要的噪音污染。

3 結(jié)語

現(xiàn)在，通過娛樂系統(tǒng)安裝集成語音提示功能，可以在一定程度上提升人與汽車之間的溝通，增強(qiáng)汽車人機(jī)界面的人性化程度。目前，這種語音提示已經(jīng)受到了不少使用者的認(rèn)可，我們可以通過改變語音提示中所涉及到的內(nèi)容，幫助人機(jī)界面更好的切換各種類型的語音、內(nèi)容，以此來滿足客戶的不同需求，為其提供比較良好的人性化服務(wù)。