查看“开源语音情景灯/zh”的源代码

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==概述==
*项目名称：Microduino开源语音情景灯
*目的：通过语音控制彩灯的各种亮法
*难度：中
*耗时：2小时
*制作者：
*简介:
本次教程我们使用Microduino产品模块快速搭建一个可以识别人类语音的灯光控制系统，玩家可以迅速上手，并且可以通过说话，控制灯光模块的亮灭，选色等功能。

==材料清单==
*Microduino设备
{|class="wikitable"
|-
|模块||数量||功能
|-
|[[Microduino-Core+/zh]]||1||核心板
|-
|[[Microduino-USBTTL/zh]] ||1||下载程序
|-
|[[Microduino-Audio/zh]] ||1||音频模块
|-
|[[Microduino-Amplifier/zh]] ||1||功放模块
|-
|[[Microduino-Duo-h/zh]] ||1||平面扩展
|-
|[[Microduino-Sensorhub/zh]] ||1||连接传感器
|-
|[[Microduino-LED Matrix/zh]] ||1||连接传感器
|}

*其他设备
{|class="wikitable"
|-
|模块||数量||功能
|-
|木质外壳套件||1||外观
|-
|Sensor连接线||1||下载程序
|-
|语音识别版和输入话筒 ||1||语音套件,识别声音
|-
|[[Microduino-Color led/zh]]||1||语音输入指示
|-
|Micro USB数据线 ||1||下载程序
|}

==实验原理==
语音情景灯模块的原理是记录语音和情景的一一映射关系，通过拼音识别输入的语音，返回给核心对应的情景编号，核心根据得到的情景编号，通过模拟口控制灯光模块每盏led灯的亮灭，实现不同情境下的不同颜色组合。
整个灯光控制系统包括四个部分：
*供电系统
使用[Microduino-BM]电源管理模块和外接电池组合为语音灯供电
*中央处理器
中央处理器是语音情景灯系统的核心。采用[[Microduino-Core+]]作为核心。
*无线通讯
语音情景灯系统采用Bluetooth无线通讯方案，使用[Microduino-BT(4.0)]模块，通讯速度响应快，在空阔地域的控制范围大概8米左右。
*语音控制
采集并识别语音内容。
[[File:Emotionlightstruct.jpg||600px|center]]
*主要传感器
*[[Microduino-Lamp/zh]]
套件使用Microduino-Lamp模块作为发光设备，该模块级联了6盏RGB3色彩灯，并可以使用相应的库函数控制每盏彩灯的颜色，为了清晰说明彩灯的控制方法，用一个简单的程序举例。
打开Arduino IDE，在文件（File）—>示例（Examples）—>_99_LCD_NeoPixel目录下，点开例程strandtest。
[[File:Emotionlightlib.jpg||600px|center]]
<source lang="cpp">
#include <Adafruit_NeoPixel.h> 
#define PIN 6 //定义控制引脚
// 参数 1 = strip中彩灯的数目 
// 参数 2 = 引脚号
// 参数 3 = 彩灯类型, 可多选（前两个中选一个，后两个中选一个）: 
//   NEO_RGB     Pixels are wired for RGB bitstream 
//   NEO_GRB     Pixels are wired for GRB bitstream 
//   NEO_KHZ400  400 KHz bitstream (e.g. FLORA pixels) 
//   NEO_KHZ800  800 KHz bitstream (e.g. High Density LED strip) 
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); 
void setup() 
{ 
    strip.begin(); 
    strip.show(); //初始化所有彩灯都为灭
} 
void loop() 
{ 
    // 点亮彩灯的方法 
    colorWipe(strip.Color(255, 0, 0), 50); // 点亮红色
    colorWipe(strip.Color(0, 255, 0), 50); // 点亮绿色
    colorWipe(strip.Color(0, 0, 255), 50); // 点亮蓝色
    rainbow(20); 
    rainbowCycle(20); 
} 
//用“c”所代表的颜色依次点亮各盏彩灯，每点亮一盏等“wait”秒
void colorWipe(uint32_t c, uint8_t wait) 
{ 
    for(uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i++)  //依次点亮
    { 
       strip.setPixelColor(i, c); //这个函数用于把第i盏灯用“c”所指颜色点亮
        strip.show(); //这个函数会将setPixelColor函数所写入的控制信息显示
                        //出来，也就是靠它点亮LAMP模块 
        delay(wait); 
    } 
} 

void rainbow(uint8_t wait) //彩虹显示
{ 
    uint16_t i, j; 
 
    for(j = 0; j < 256; j++)  //渐变255种颜色
    { 
      for(i = 0; i < strip.numPixels(); i++) //依次点亮彩灯，间隔wait毫秒
        { 
            strip.setPixelColor(i, Wheel((i + j) & 255)); 
        } 
        strip.show(); 
        delay(wait); 
    } 
} 
// 与上面的函数稍有区别，添加了彩虹的循环
void rainbowCycle(uint8_t wait) 
{ 
    uint16_t i, j; 
 
    for(j = 0; j < 256 * 5; j++) //彩虹循环5次
    { 
        for(i = 0; i < strip.numPixels(); i++) 
        { 
            strip.setPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255));  //为了循环而添加的数学变换
        } 
        strip.show(); 
        delay(wait); 
    } 
} 
// 输入0-255任意一个数得到对应的唯一的一种颜色 
// 颜色会从红-绿->蓝->红依次渐变循环 
uint32_t Wheel(byte WheelPos) 
{ 
    if(WheelPos < 85) 
    { 
        return strip.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0); 
    } 
    else if(WheelPos < 170) 
    { 
        //因为WheelPos * 3在85到170的情况下会超过255，因此要先自减85 
        WheelPos -= 85; 
        return strip.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3); 
    } 
    else 
    { 
        //因为WheelPos * 3在170以上的情况下会超过255，因此要先自减170 
        WheelPos -= 170; 
        return strip.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3); 
    } 
</source>

==文档==
==调试过程==
*程序下载
将[[Microduino-Core+/zh]]、[[Microduino-USBTTL/zh]]堆叠在一起.用数据线将写好的程序通过[[Microduino-USBTTL/zh]]上传到[[Microduino-Core+/zh]]上。
注意：最好不要将所有模块堆叠在一起之后再上传程序
[[File:download1.jpg||400px|center]]
找到该程序的物理位置，"语音情景灯/ EGGROOM/ EGGROOM.ino"，双击即可
[[File:Emotionlightopen.jpg||500px|center]]
程序下载
点击"√"，编译程序。
点击【工具】，选择正确的板+处理器+端口。
点击"→"，进行上传。
[[File:Downloadselectcore+.jpg||500px|center]]
*音频下载
将TF卡安装到Audio模块上，之后使用USB线将Audio模块连接到电脑上。此时会识别出一个可移动磁盘。
[[File:Tf1.png||600px|center]]
在识别到的磁盘中新建文件夹命名为01，之后将语音按命名的数字顺序复制到文件夹01中。至此音频存储完毕。
[[File:Tf2.png||600px|center]]

[[File:Tf3.png||600px|center]]

==搭建==
将Microduino-Duo-V底板用螺丝固定在顶板上，顶板与底板形状相同，可任选其一。
[[File:Pp1.png||600px|center]]
搭建硬件电路，将用到的设备叠加起来
Microduino-Amplifier
Microduino-Audio
Microduino-sensorhub
以上模块放置在Duo-V的一端
Microduino-Duo-V
以下模块放置在Duo-V的另一端
Microduino-Lamp
Microduino-Core+
Microduin-USBTTL
注：
Microduino-DUO-V作为底板，降低整体高度，同时固定Lamp模块在一侧提供照明功能。Microduino-Lamp和Microduino-sensorhub放在两侧的最上面。拼装时，先不要装上Sensorhub，这样方便下面的安装。
按照如图方式，将温湿度传感器、麦克风和ColorLED装在前面板上。用螺丝固定。
[[File:Pp2.png||600px|center]]
使用如图所示的方式，用底座将喇叭固定在侧板上，喇叭的连线留在朝向图左侧的方向，方便后续安装。此时不要将左右两块板与前面板拼接在一起，先拿掉一侧的侧板，方便后续安装
[[File:Pp3.png||600px|center]]
使用连线连接语音模块，注意连线方向，左数第一个双头接口是GND及VCC，第二个双头端口是RX,DX，如果无法确定方向就按照图中的方向连接语音识别模块。
[[File:Pp4.png||350px|center]]
注意：如果想直接使用USBTTL+Sensorhub测试语音识别模块，则语音模块端的RX和TX要和上图方向反过来连接。
对应下图，使用传感器线连接传感器，ColorLED连接A2端口，温湿度传感器连接右下角SDASCL接口，语音模块连接D2/D3接口。连接好后，将Sensorhub插在Audio模块上面，置于最上端.
[[File:Microduino-sensorhub rule.JPG||600px|center]]
此时的状态应该是传感器都已经连接到Sensorhub上，所有模块都已经拼接在底板上。喇叭用卡子固定在侧板上。之后将剩下的底板插在侧板上，然后扣上另一块侧板。
[[File:Pp6.png||600px|center]]
之后将前板和后板插上用于固定两块侧板。最后将上下两个头部插好。
最后使用插销将所有固定扣固定住即可。
[[File:Pp7.png||600px|center]]

==整体调试==
打开语音情景灯的电源，首先等待指示灯亮起2-3秒钟，之后熄灭。这时对麦克风说“泡泡”，是语音输入的开关语句，也就是说要先说这句话，看到语音输入指示灯（ColorLED）亮起后，再说各种语音命令，每说一条指令后都有5秒时间继续说下一条指令，若没有语音输入则指示灯熄灭，需要重新说“泡泡”进入语音输出状态。
本例的语音开关指令是“泡泡”，所以请用普通话清晰发声“泡泡”，观察ColorLED是否点亮，如果点亮就继续说出命令，如“讲故事”，灯光模块就会被点亮，如果没有语音回复“hi，我是泡泡”，则继续说“泡泡”直到ColorLED点亮并有语音回复再说指令。

==注意问题==
*每次语音输入命令，都要先说f1对应的内容，本例是“美科”读者可根据自己的设置输入
*二极管极性的判断，反接的话二极管不会发光	
==程序说明==
*语音模块配置
<source lang="cpp">
void writecommand() 
{ 
    VOICE.println("{d1}"); 
    delay(200); 
    VOICE.println("{d1}");    //确认进入调试模式 
    delay(200); 
    VOICE.println("{c0}");      //清除已有指令 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0pao pao|s0pp}");  //开启语音指令 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0ni de ming zi|s0mz}"); //你的名字 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0ni de nian ling|s0nl}");  // 你的年龄 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0jiang gu shi|s0gs}");   //讲故事 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0bei shi|s0sg}"); //背诗 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0sha gua|s0sm}"); //傻瓜 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0tian qi ru he|s0wd}"); //天气如何 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0hao hei|s0kd}");  //好黑 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0guan deng|s0gd}");  //关灯 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0zai jian|s0zj}");  //再见 
    delay(200); 
    VOICE.println("{a0xie xie|s0xx}");  //谢谢 
    delay(200); 
    VOICE.println("{l0}");     //加载 
    delay(200); 
    VOICE.println("{d0}");    //退出调试 
    delay(200); 
} 
</source>
*程序中的语音识别
<source lang="cpp">
if (VOICE.available()) 
{ 
    String cmd = ""; 
    if (VOICE.available()) //如果从语音芯片接收到用户的语音输入数据 
    { 
        cmd += char(VOICE.read()); //读出串口内的内容 
        delay(10); 
        cmd += char(VOICE.read()); 
        delay(10); 
    } 
} 
</source>
*功能实现（以温度为例）
<source lang="cpp">
case 5:                       //天气如何 
timer_voice = 0;        //重置计时 
am2321.read();           //读取传感器 
temperature = am2321.temperature / 10.0; 
Serial.println(temperature);    //Debug使用 
if(temperature < 20)AUDIO.choose(15);   //根据温度播放不同语音 
if(temperature >= 20 && temperature < 27)AUDIO.choose(14); 
if(temperature >= 27)AUDIO.choose(16); 
timer_voice = millis();            //同步时间 
break; 
</source>

==视频==