一种具有语音播报及防盗报警功能的LED显示屏控制系统

【摘 要】本文介绍一种具有语音播报及防盗报警功能的LED显示屏控制系统，它由LED屏控制模块、商品及人体感应模块、TTS语音模块组成。可显示文字信息，播报语音信息，同时兼有商品防窃及商店防盗和报警功能。该系统设计独特新颖，功能齐全，一机多用，尤其适合于店铺门头安装使用。

【关键词】LED；显示屏；TTS模块；防盗报警

1.前言

LED屏具有显示亮度高、颜色鲜艳、显示动感、价格低廉，设计灵活安装方便等优点，已广泛用于临街店铺的门头屏。但现有的门头LED显示屏功能单一，只能显示文字信息。对于要求播报语音信息和防盗报警功能的店铺，用户还需要另行相应的系统。这不但增加了资金投入，同时也带来了使用和管理上的不便。设计一种多功能LED显示屏控制系统，使其在显示文字信息的同时，具有语音播报及防盗报警功能，这不仅可以满足用户的不同需求，降低资金投入，同时也为门头LED显示屏的升级改造提供一种方案。

2.系统组成及原理

2.1系统组成

本文设计的多功能LED显示屏控制系统组成框图如图1所示。它由TTS语音转换模块、商品检测模块、人体感应模块、通信模块、ARM处理器和双面LED显示屏组成。其工作原理为：需要显示和播报的信息用专用软件在PC机上编排好后，通过通信模块传到ARM处理器存储起来，显示信息经ARM处理器处理后，按设定的内容和方式在LED显示屏上显示出来；语音文本信息由TTS模块合成语音，经功放放大后播报出来。

系统工作时可设为营业和布防两种模式。系统处于营业模式时，当有人由外而内经过人体感应模块时，LED外屏显示“欢迎光临”字样，同时喇叭播放“欢迎光临”；当有人由内而外经过人体感应模块时，LED内屏显示“谢谢惠顾”字样，同时喇叭播放“谢谢惠顾”；当无人经过时LED显示广告信息，喇叭播放广告内容；当有人拿着未付账的商品经过商品检测模块时，内侧LED屏显示“请付账”提示信息，喇叭播放“请付账”。当系统处于布防模式时，有人强行进入时LED闪动显示“坏人出入”的字样，喇叭发出警报声。

2.2语音转换模块

TTS系统是让机器模拟人类讲话的语音输出技术，又称语音合成系统。是利用微处理器将任意组合的文本转换成声音，并通过声卡、电话语音卡等对媒体设备将声音输出。TTS技术的基本结构如图2所示。其文本转换成语音的过程如下：

1）语言学处理：模拟人对自然语言的理解过程――文本规整、词的切分、语法分析和语义分析，使微处理器对输入的文本完全理解，并给出后两部分所需要的各种发音提示。

2）韵律处理：为合成语音规划出音段特征，例如音高、吟唱和音强等，使合成语音能正确表达语意，听起来更自然。

3）声学处理：根据前两部分处理结果的要求输出语音，即合成语音。

2.3 人体感应模块

人体感应模块用热释电红外传感器来感知人的活动。热释电红外传感器内部组成如图2所示。包括光学滤镜、场效应管、红外感应源、偏置电阻、EMI电容等元器件。热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标。其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10～20米范围内人的行动[2]。

2.4 商品检测模块

将“标签”附着在商品上，在商场出口通道处安装检测器，付款后用商品专用器具将“标签”从商品上取下或使其失效，未付款商品（附着“标签”）通过出口时，门道检测器检测出“标签”，即将信息传递给系统，经系统处理后显示并播放付款提醒信息。

3.系统软件

系统软件包括：系统初始化、人员进出检测、商品付款检测、显示信息播放、语音信息播报等功能模块，其流程如图4所示。

4.结束语

本文介绍的具有语音播报及防盗报警功能的LED显示屏控制系统，既能满足对文字信息的显示要求，又能在文字显示的同时做到语音同步播报，并具有在营业时间商品的防盗提醒以及在休息时间商店的防盗报警功能。营业和布防模式自由切换，众多功能自主选择，极大的方便了用户，尤其适合于临街商铺的使用。

参考文献：

[1]谈卫星.全彩LED显示屏系统的设计与实现[D].杭州电子科技大学.2010.12.01.

[2]赵威.基于热释电红外传感器网络的人体跟踪研究[D].安徽大学.2011.04.01.

[3]刘洋.嵌入式语音和成系统的研究与实现[D].中国地质大学.2012.05.01.

[4]郑丽丽、李征、朱辰.文语转换技术在水电厂语音报警系统中的应用[J].水电自动化与大坝监测.2002年，第6期：7～9.