大姚

你或許想象著有一天在家里可以這樣：躺在沙發(fā)上想看電視節(jié)目時(shí)，說(shuō)一聲“我想看最近最火的電視劇”，對(duì)應(yīng)的電視節(jié)目就被自動(dòng)搜索出來(lái)給你播放；困了，說(shuō)一聲“我要睡覺了”，電視機(jī)自動(dòng)關(guān)閉，門窗也自動(dòng)關(guān)上。與機(jī)器進(jìn)行語(yǔ)音交流，讓機(jī)器明白你說(shuō)的話，這是人們長(zhǎng)期以來(lái)夢(mèng)寐以求的事情。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)就是讓機(jī)器通過(guò)識(shí)別和理解過(guò)程把語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的技術(shù)。然而，語(yǔ)音控制類的智能硬件產(chǎn)品在很多情況下因語(yǔ)音交互體驗(yàn)不佳而備受詬病，如識(shí)別距離近、識(shí)別率低。盡管有著諸多不盡人意的缺憾，人們依然對(duì)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)充滿了期待。本期，我們來(lái)制作一款簡(jiǎn)單的語(yǔ)音控制燈，以體驗(yàn)一下語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)帶來(lái)的奇妙感受。

準(zhǔn) 備 材 料

Arduino控制器（DFRDuino UNO R3），中文語(yǔ)音識(shí)別擴(kuò)展板，5V電磁繼電器，12V燈泡，電源適配器，杜邦線，連接端子2套。

中文語(yǔ)音識(shí)別擴(kuò)展板

這款語(yǔ)音識(shí)別擴(kuò)展板只需要在主控MCU的程序中設(shè)定好要識(shí)別的關(guān)鍵詞語(yǔ)列表，并動(dòng)態(tài)地把這些關(guān)鍵詞語(yǔ)以字符的形式傳送到芯片內(nèi)部，就可以對(duì)用戶說(shuō)出的關(guān)鍵詞語(yǔ)進(jìn)行識(shí)別，不需要用戶事先訓(xùn)練和錄音。它可以設(shè)置50項(xiàng)候選識(shí)別句，每個(gè)識(shí)別句可以是單字、詞組或短句，長(zhǎng)度不超過(guò)10個(gè)漢字或者79個(gè)字母的拼音串，可由一個(gè)系統(tǒng)支持多種場(chǎng)景。

該語(yǔ)音識(shí)別擴(kuò)展板采用疊層設(shè)計(jì)，可以直接插接到Arduino控制器上。

電磁繼電器

電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力的作用下克服返回彈簧的拉力被吸向鐵芯，動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)吸合。

當(dāng)線圈斷電后，電磁吸力隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的作用下返回原來(lái)的位置，動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)分開。

這樣通過(guò)動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)之間的吸合、分開，達(dá)到讓電路導(dǎo)通、切斷的目的。

對(duì)于繼電器的常開、常閉觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為常開觸點(diǎn)；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為常閉觸點(diǎn)。

制 作 過(guò) 程

1. 將中文語(yǔ)音識(shí)別擴(kuò)展板插在Arduino控制器上面。中文語(yǔ)音識(shí)別擴(kuò)展板的紅色和藍(lán)色的排針?lè)謩e插到Arduino控制器對(duì)應(yīng)的I/O排座上。

2. MR16 LED燈泡是直流12V驅(qū)動(dòng)的燈具，在其頂部有4顆LED燈珠通過(guò)磨砂的透鏡結(jié)構(gòu)出光，出射角度較小。其底部有兩根針腳，用于電源輸入。

將MR16 LED燈泡的針腳插在插座上，以便接入12V直流電。

3. 用一根杜邦線連接到電磁繼電器輸出端的公共端。

4. 將MR16插座兩根線中的一根連接到繼電器輸出端的常開端。

5. 用3根杜邦線連接到電磁繼電器的三個(gè)輸入端（VCC， GND，IN），然后分別接5V、GND和Arduino控制板的8號(hào)I/O端。電磁繼電器輸出端的公共端接Arduino控制板的VIN端，采用12V直流供電.

6. 為進(jìn)行效果演示，筆者僅做了一個(gè)簡(jiǎn)單的盒子，將連接好的元器件放入其中，連接好電源適配器。

7. 給Arduino控制器下載控制程序。

先通過(guò)D口USB線（藍(lán)色數(shù)據(jù)線）連接電腦和Arduino控制器，再下載中文語(yǔ)音識(shí)別擴(kuò)展板庫(kù)文件（下載地址：https：//github.com/tyjjr/voiceRecognition1.1/），將其解壓在C：＼Program Files （x86）＼Arduino＼libraries。

8.在電腦上運(yùn)行Arduino，打開VoiceLEDLighting.ino文件（下載地址：https：//pan.baidu.com/s/1jHLnqYU）。

9. 打開菜單欄中的“工具”選項(xiàng)，點(diǎn)擊“板卡”選項(xiàng)，選擇Arduino控制器的型號(hào)（這里是Arduino Uno）。

10. 選擇Arduino控制器與電腦的連接端口。為了判斷連接是否正確，可以通過(guò)插拔USB線，查看COM口。

連接Arduino與電腦時(shí)，新增的COM口即為Arduino的通信端口。

11. 點(diǎn)擊“文件”下拉面板中的“上傳”，將程序上傳到Arduino控制器，上傳成功后即可脫離電腦運(yùn)行。體驗(yàn)一下語(yǔ)音控制的便捷吧！

程 序 原 理

裝置通電后，程序會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)聽語(yǔ)音信號(hào)。

本程序中分別設(shè)置“kai deng”和“guan deng”作為開、關(guān)燈的語(yǔ)音輸入口令，你也可以根據(jù)個(gè)人喜好使用其他語(yǔ)音輸入口令。

當(dāng)聽到“kai deng”的語(yǔ)音輸入時(shí)，程序?qū)⒅噶蠲钪谩?”，同時(shí)在Arduino控制板的8號(hào)I/O端輸出高電平，5V繼電器通電，使得常開開關(guān)閉合，從而接通燈泡的電源，點(diǎn)亮燈泡。當(dāng)聽到“guang deng”的語(yǔ)音輸入時(shí)，程序?qū)⒅噶蠲钪谩?”，同時(shí)在Arduino控制板的8號(hào)I/O端輸出低電平，5V繼電器斷電，使得常開開關(guān)復(fù)位，從而斷開燈泡的電源，關(guān)閉燈泡。endprint