语音交互智能工具箱的制作方法

本发明的实施例涉及一种工具箱，具体而言，涉及一种语音交互智能工具箱。

背景技术：

工具箱是一种存储工具的容器，广泛应用在工作制造和维修领域。在制造或维修工作中，如何快速且便捷地找到需要的工具，是操作人员需要重视的问题；在工作完成后，如何有序地归类放置工具，是管理人员需要重视的问题。

目前，虽然大部分工具箱通过设置抽屉或隔层来实现部分工具分类，但是依然存在放置混乱的情况，给操作人员快速找到所需工具造成一定麻烦。而且，在一般情况下，操作人员是双手操作，找工具会阻断了操作人员的工作连续性。除此以外，现有的工具箱智能化程度低，无法使用户获知工具箱的状态并保证工具箱的安全性。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种便于工具查询和管理的语音交互智能工具箱。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种语音交互智能工具箱，包括箱体、托盘、单片机、压力传感模块、语音交互模块以及无线通信模块；其中，托盘至少一个并且设置在箱体内，每个托盘上都设置有多个凹槽；压力传感模块与单片机耦接，其包括多路压力传感器，该多路压力传感器分别设置在托盘凹槽内，用于实时监测各凹槽内状态信息，并将状态信息发送给单片机；语音交互模块与单片机耦接，用于语音识别并将识别信息发送给单片机，以及接收单片机命令并输出提示音；无线通信模块与单片机耦接，与服务器端无线通信，用于将状态信息无线发送给服务器端。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

工具箱还包括蜂鸣器，该蜂鸣器与单片机耦接，用于在工具箱处于异常状态时，发出声音报警。

工具箱还包括电磁门锁，设置于所述箱体上，用于开启或关闭所述箱体；所述无线通信模块还用于接收所述服务器端发送的开箱命令和密码。

工具箱还包括触摸屏，该触摸屏与单片机耦接，用于显示状态信息和输入开箱命令和密码。

相比于现有技术，本发明的工具箱的优势在于：其包括有单片机、语音交互模块、无线通信模块以及多路压力传感器。该多路压力传感器设置在托盘的凹槽内，可实时监测凹槽内状态信息，即，凹槽内工具是否放置到位的状态信息；通过语音交互模块实现人机交互，便于操作人员查询或查找工具；通过无线通信模块实现远程数据传输，便于管理人员管理工具；通过单片机接收语音交互模块、无线通信模块以及多路压力传感器送来的输入数据，经处理后再向语音交互模块以及无线通信模块发出输出数据，提高智能化控制水平。综上所述，本发明的语音交互智能工具箱通过设置单片机、语音交互模块、无线通信模块以及多路压力传感器实现便于工具查询和管理的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，并非对本发明的限制。

图1是本发明较佳实施例的语音交互智能工具箱的结构框图。

图2是图1中的单片机的电路图。

图3是其中1路压力传感器的电路图以及检测传感器接口的引脚连接示意图。

图4是其中1个压力传感器的安装示意图。

图5是语音交互模块的引脚连接示意图。

图6是无线通信模块的引脚连接示意图。

图7是电磁门锁的驱动电路图。

图8是触摸屏的引脚连接示意图。

图9是蜂鸣器的电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步非限制性的详细描述。

本实施例的工具箱包括箱体(图未示)和设置在箱体内的至少一个托盘(见图五)，托盘10上设置有多个凹槽11，这些凹槽用于供工具放置，因此凹槽的形状与相应工具的形状相匹配。通过凹槽实现固定位置分类放置，有效避免工具杂乱，提高取放的效率。

见图1，本实施例的语音交互智能工具箱还包括单片机1、压力传感模块2、触摸屏3、无线通信模块4、蜂鸣器5、电磁门锁6、语音交互模块7，其中的单片机1为数据接收及处理中心，其余模块分别与单片机1耦接。

见图2，单片机1(u1)的型号采用stc15f2k60s2，该型号的单片机内置有时钟电路和复位电路，抗干扰能力极强，并可以减少外围电路，同时该型号的单片机还自带有a/d转换接口。本实施例的单片机具有两个串口，该两个串口的分配是：串口1用于与语音交互模块7和触摸屏3耦接，串口2用于与无线通信模块4耦接。本实施例的单片机用于存储原始数据，接收并处理压力传感模块2、语音交互模块7、触摸屏3、无线通信模块4送来的数据，向无线通信模块4、蜂鸣器5、电磁门锁6输出数据。

压力传感模块2与单片机1耦接，其包括多路相互独立运行的压力传感器。见图3，本实施例使用2个检测传感器接口，每个接口可接8路压力传感器，因此本实施例的压力传感器最多可以接16路，这16路压力传感器分别接至单片机的p0.0-p0.7和p1.0-p1.7。排阻rp1、rp2使用的是10k电阻*8。本实施例中，压力传感器的型号采用fsr400。

上述16路压力传感器12分别安装在托盘10的凹槽11上，图4示出了其中一路压力传感器12的安装位置，图中压力传感器12所在的凹槽11用于放置游标卡尺，凹槽11内设置有一个小凸台(图未示)，压力传感器12利用热熔胶贴装在该小凸台上，安装方便，而且压力传感器体积极小不影响工具的放置。无工具按压时，压力传感器的阻值为1000m，即为无穷大，此时因为上拉电阻的作用，其电位约为4.8v；在游标卡尺放进该凹槽后，下方的压力传感器会受到压力，其阻值减小到1k左右工具放上去后，压力敏电阻的因受到工具的压力，其阻值变为1k左右，此时的电位约为0.8v，单片机经过a/d转换和滤波处理，能非常稳定地识别到工具是否放到位。

单片机内部存储有相应引脚所耦接的压力传感器所在的凹槽工具类型，压力传感模块向单片机发送电位信号，单片机根据电位信号判断出各凹槽内的状态(即，判断出工具是否到位)，同时通过引脚信号判断出工具类型。

见图5，语音交互模块包括语音芯片u2、麦克风(图未示)和小喇叭(图未示)，其中的麦克风通过外置麦克风接口j4与语音芯片耦接，小喇叭通过外置小喇叭接口j6与语音芯片耦接。本实施例中，语音芯片u2的型号为syn7318模块，该模块集成了语音识别、语音合成和语音唤醒功能模块，在距离1.5米范围内，噪音40分贝以下，普通话三级甲等以上，其识别率可达到95％。语音芯片u2通过单片机的串口1(p3.0和p3.1)与单片机实现双向通信。

语音交互模块主要用于语音识别并将识别信息通过串口发送给单片机，以及通过串口接收单片机命令并输出提示音。采用语音进行人机交互，操作人员可以双手一边工作，同时也可以通过语音查询工具箱内各工具的状态。比如，操作人员输出语音“游标卡尺”，语音芯片进行语音识别得到识别信息，识别信息为数字信号，单片机得到数字信号后查询对应引脚下的电压传感器的电位信号，根据电位信号判断工具是否到位，并将查询结果通过语音芯片播报给操作人员。

见图6，本实施例的无线通信模块采用4g数据模块，与单片机通过串口2(p3.6和p3.7)进行通信。无线通信模块通过串口2接收单片机发送过来的工具箱实时状态，并通过4g网络将这些数据传输到服务器端。服务器端也可以通过无线通信模块主动查看工具箱的实时状态。因此，通过设置无线通信模块使得服务器端可以集中查询和管理工具箱，提高工具箱的工具管理智能性和便捷性。

电磁门锁6设置在箱体上，用于开启或关闭箱体，本实施例电磁门锁采用磁力锁eml2，驱动电压为5v。见图7，电磁门锁驱动电路包括限流电阻r1、三极管q1、继电器k1和电磁门锁接口j3。限流电阻r1串接在单片机的p3.2端口与三极管q1的基极之间，限流电阻r1的阻值为10k。三极管q1的型号为8550,其发射极耦接5v电压，集电极耦接继电器k1的线圈，继电器k1的常开触点耦接电磁门锁接口j3。因此，电磁门锁由单片机的p3.2端口进行控制，经过三极管放大后控制继电器k1,从而驱动电磁门锁开启或关闭。而单片机的p3.2端口也可以通过语音交互模块、无线通信模块或触摸屏控制，采用语音密码可以开箱，从服务器端输入密码也可以开箱，从触摸屏输入密码也可以开箱。触摸屏选用ssd1963型触摸屏，其分辨率为800*480，见图8，触摸屏通过串口触摸屏接口j5与单片机通过串口1(p3.0和p3.1)进行通信。

为了提高工具箱的安全性，避免出现箱体长时间打开，箱体内的工具长时间缺失等情况，本工具箱设置蜂鸣器。见图9，蜂鸣器ls1由单片机的p3.3端口进行控制，由限流电阻r3和三极管q2组成的驱动电路驱动，限流电阻r3的阻值为10k，三极管q2的型号为r550。一旦单片机监测到电磁门锁6长时间未闭合，压力传感器12长时间高电位时，则控制蜂鸣器发出蜂鸣，进行本地报警。

综上所述，本实施例的语音交互智能工具箱具有以下几点创新功能：

1、采用语音进行人机交互，工作的同时也可以通过语音查询工具箱内的状态，保证工作连续性。

2、采用压力传感器监控工具状态，查找和取放都方便，工具不容易丢失。

3、利用无线通信模块与服务器端无线通信，可以在服务器端集中查询和管理工具。

4、采用语音密码、触摸屏输入密码、或者服务器端登录都可以打开箱体，提高便捷性。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。