语音情景灯/zh

概述 项目名称：Microduino语言情景灯 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 模块 数量 功能 Microduino-Core+/zh 1 核心板 Microduino-USBTTL/zh 1 下载程序 Microduino-BM/zh 1 供电 Microduino-BT/zh 1 无线通信 Microduino-Duo-H/zh 1 平面扩展 Microduino-Sensorhub/zh 1 连接传感器 Microduino-Lamp/zh 1 连接传感器 其他设备 模块 数量 功能 锂电池 1 供电 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 发光二极管 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。 600px 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。 #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);      }  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 找到该程序的物理位置，"语音情景灯/ EGGROOM/ EGGROOM.ino"，双击即可 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。 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。 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。 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。 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。 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 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。 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. 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。 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。 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 主函数 #include "Micromenu_user.h" #include <Adafruit_NeoPixel.h> #include <Wire.h> #include <AM2321.h> //EEPROM--------------------- #include <EEPROM.h> //用户自定义部分------------------------ #include <SoftwareSerial.h> void setup() { SETUP_begin(); //该函数定义于 Micromenu_user.h //用户自定义部分======================== } void loop() { { LOOP_priority_1ST(); //该函数定义于 Micromenu_user.h } } Micromenu_user.h #include "Arduino.h" #include "audio.h" #include "JQ6500.h" #include "JQ6500_def.h" #include "def.h" #include <Wire.h> #include <AM2321.h> #include <Adafruit_NeoPixel.h> //用户自定义部分------------------------ AM2321 am2321; //用户自定义部分------------------------ #define PIN A0 #define NOTICE A2 Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(6, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); Adafruit_NeoPixel notice = Adafruit_NeoPixel(6, NOTICE, NEO_GRB + NEO_KHZ800); uint32_t color[9] = { strip.Color(0, 0, 0), strip.Color(255, 0, 0), strip.Color(248, 141, 30), strip.Color(255, 255, 0), strip.Color(0, 255, 0), strip.Color(0, 127, 255), strip.Color(0, 0, 255), strip.Color(139, 0, 255), strip.Color(255, 255, 255) }; //用户自定义部分------------------------ int music_vol = 25; //初始音量0~30 int music_Mode = MODE_ONE_STOP; JQ6500 AUDIO(&VOICE); //声明audio类 //用户自定义部分------------------------ int num = 0; boolean buffer_sta = false; boolean start = false; int brightness = 255; unsigned long timer_voice = millis(); int flag_on = 0; int c = 0; int DHTPIN = 8; int temperature; //func=================================== int judge(String cmd); void writecommand(); void colorWipe(uint32_t c); void dht11(); void tempsound(); //SETUP=================================== void SETUP_begin() { DEBUG.begin(9600); VOICE.begin(9600); VOICE.begin(9600); pinMode(DHTPIN,INPUT); //EEPROM--------------------- config = eeprom_READ(); music_Mode = config.EEPROM_music_mode; music_vol = config.EEPROM_music_vol; AUDIO.init(DEVICE_TF, music_Mode, music_vol); delay(1000); // AUDIO.choose(1); AUDIO.pause(); strip.begin(); //初始化LED notice.begin(); pinMode(6,OUTPUT); notice.setPixelColor(0, strip.Color(0, 0, 0)); notice.show(); for (int i = 0; i < 6; i++) // 初始化所有灯都为灭 { strip.setPixelColor(i, strip.Color(0, 0, 0)); strip.show(); } writecommand(); //语音模块配置 DEBUG.println("SetUP"); } //LOOP==================================== void LOOP_priority_1ST() { if (millis() < timer_voice) { timer_voice = millis(); //同步 } if (millis() - timer_voice < 10000) //从有配置指令声音输入开始计时 { notice.setPixelColor(0,notice.Color(255, 255, 255)); notice.show(); } else { notice.setPixelColor(0,notice.Color(0, 0, 0)); notice.show(); flag_on = 0; } 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); } Serial.println(flag_on); Serial.println(cmd); if (cmd == "pp") //如果是语音开关指令对应的内容 { DEBUG.println("Voice IN!"); //在串口提示 输入声音 AUDIO.choose(1); delay(2000); AUDIO.pause(); flag_on = 1; notice.Color(0, 0, 0); timer_voice = millis(); //记录当前的系统运行时间 } if (flag_on) //如果进入了语音输入状态 { c = judge(cmd); DEBUG.print("C is :"); DEBUG.println(c); switch (c) //根据不同的语音指令，选择对应的应答 { case 1: //名字 timer_voice = 0; AUDIO.choose(4); timer_voice = millis(); break; case 2: //年龄 timer_voice = 0; AUDIO.choose(6); timer_voice = millis(); break; case 3: //讲故事 timer_voice = 0; AUDIO.choose(3); timer_voice = millis(); delay(9000); //防止误触发打断 break; case 4: //背诗 timer_voice = 0; AUDIO.choose(2); delay(3000); AUDIO.choose(5); delay(10000); timer_voice = millis(); break; case 5: //天气如何 timer_voice = 0; am2321.read(); temperature = am2321.temperature/10.0; Serial.println(temperature); if(temperature<20)AUDIO.choose(15); if(temperature>=20&&temperature<27)AUDIO.choose(14); if(temperature>=27)AUDIO.choose(16); timer_voice = millis(); break; case 6: //好黑 timer_voice = 0; AUDIO.choose(9); colorWipe(color[8]); timer_voice = millis(); break; case 7: //再见 timer_voice = 0; AUDIO.choose(11); timer_voice = millis(); break; case 8: //傻瓜 timer_voice = 0; AUDIO.choose(12); timer_voice = millis(); break; case 9: //关灯 timer_voice = 0; AUDIO.choose(10); //好的 colorWipe(color[0]); timer_voice = millis(); break; case 10: //谢谢 timer_voice = 0; AUDIO.choose(13); //不客气 timer_voice = millis(); break; case 11: //吹泡 timer_voice = 0; digitalWrite(6,HIGH); delay(8000); digitalWrite(6,LOW); timer_voice = millis(); break; case 0: timer_voice = 0; AUDIO.pause(); timer_voice = millis(); break; } while (VOICE.available()){ VOICE.read();} } } } int judge(String cmd) { int c; if (cmd == mz)c = 1; if (cmd == nl)c = 2; if (cmd == gs)c = 3; if (cmd == sg)c = 4; if (cmd == wd)c = 5; if (cmd == kd)c = 6; if (cmd == zj)c = 7; if (cmd == sm)c = 8; if (cmd == gd)c = 9; if (cmd == xx)c = 10; if(cmd == cp)c = 11; if (cmd == "pp") { c = 0; } return c; } 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("{a0kai deng|s0kd}"); //开灯 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); } void colorWipe(uint32_t c) { for (uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i++) { strip.setPixelColor(i, c); strip.show(); } } def.h #include "Arduino.h" #include <SoftwareSerial.h> //定义蓝牙通信串口 //SoftwareSerial mySerial(4, 5); // RX, TX //定义串口 //#define YUYIN mySerial #define VOICE Serial1 #define DEBUG Serial String mz = "mz"; String nl = "nl"; String gs = "gs"; String sg = "sg"; String wd = "wd"; String kd = "kd"; String zj = "zj"; String sm = "sm"; String gd = "gd"; String xx = "xx"; String zl = "zl"; String cp = "cp"; int led_style=2; int led_style_vol=2; //int led_style_cache=0; boolean led_sta=true; //定义亮度 #define led_brightness 3 unsigned long led_time; 视频