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[M10项目] 行空板——卧床老人“AI助手”

本帖最后由云天于 2023-3-27 14:07 编辑

【项目背景】
2021年5月11日，第七次全国人口普查结果显示，中国60岁及以上人口占比超18%，人口老龄化程度进一步加深。随着我国步入老龄化社会，老年人的脑血管意外，下肢骨折以及严重的心肺疾病，老年性痴呆等导致老人长时间卧床，甚至卧床至生命终结的情况逐渐增多。

这些卧床老人当中，部分说话口齿不清，手臂无力。当身旁无人时，无法向另一个房间的亲人或陪护人表达自己的需求。
【项目设计】
本项目使用行空板结合光传感器，通过人工智能识别模型及物联网，只需卧床的老人挥挥手，如一个手指、两个手指、三个手指等等，就可以发出不同的指令。接收装置发出灯光及语音提醒，同时手机app进行震动及文字、语音提醒。

【硬件设备】
识别装置：行空板——国产开源硬件，光传感器——行空板集成，供电——双节锂电池，结构简单占用空间小。

接收装置：掌控板—— 国产开源硬件，集成LED灯3颗，语音合成传感器。

【采集数据】

利用循环程序根据读取行空板的集成的光传感器数据，在屏幕上从左到右依次画线。有遮挡时画黑线，无遮挡时画白线。当屏幕画满后，通过pyautogui库截屏保存为图片。


#  -*- coding: UTF-8 -*-

# MindPlus
# Python
from pinpong.extension.unihiker import *
from pinpong.board import Board,Pin
from unihiker import GUI
from PIL import Image
import pyautogui
import time
import math

def numberMap(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
  return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

# 自定义函数
def JiSuanYanSe():
    global YanSe
    YanSe = light.read()
    YanSe = (numberMap(YanSe, 0, 1850, 0, 255))
    if (YanSe > 200):
        YanSe = (str("#ffffff"))
    else:
        YanSe = hex((math.floor(YanSe)))
        YanSe = (str("#000000"))
    return YanSe

u_gui=GUI()
Board().begin()

YunXingShiJian = time.time()
YZuoBiao = 0
DuiXiangMing = ""
DuiXiangXuHao = 0
i=0
while True:
    if ((time.time() - YunXingShiJian) > 0.0125):
        YunXingShiJian = time.time()
        DuiXiangMing = (str("D") + str(DuiXiangXuHao))
        DuiXiangMing=u_gui.draw_line(x0=0,y0=YZuoBiao,x1=240,y1=YZuoBiao,width=1,color=JiSuanYanSe())
        DuiXiangXuHao = (DuiXiangXuHao + 1)
        YZuoBiao = (YZuoBiao + 1)
    if (YZuoBiao > 320):
        img = pyautogui.screenshot(region=[0,0,240,320])
        img.save("one"+str(i)+".png")
        i=i+1
        YZuoBiao = 0
        DuiXiangXuHao=0
        u_gui.clear()


复制代码

【模型训练】
将采集的图像分类上传到“AI训练平台”进行模型训练，并将模型下载，保存到行空板。

【推理识别】
采集实时光传感器信息绘制图形，加载模型识别指令，发送物联网。


#  -*- coding: UTF-8 -*-

# MindPlus
# Python
from pinpong.extension.unihiker import *
from dfrobot_speech_synthesis import *
from pinpong.board import Board,Pin
import tensorflow.keras
from unihiker import GUI
from PIL import Image
import numpy as np
import pyautogui
import time
import math
import siot


def numberMap(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
  return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

# 自定义函数
def JiSuanYanSe():
    global YanSe
    YanSe = light.read()
    YanSe = (numberMap(YanSe, 0, 1850, 0, 255))
    if (YanSe > 200):
        YanSe = (str("#ffffff"))
    else:
        YanSe = hex((math.floor(YanSe)))
        YanSe = (str("#000000"))
    return YanSe
def FaSongZhiLing(ZhiLing, XianShi):
    siot.publish(topic="help/control", data=ZhiLing)
    buzzer.play(buzzer.BA_DING,buzzer.Once)
    显示.config(text=XianShi)
    gravity_sstts.speak(XianShi)
    time.sleep(2)


siot.init(client_id="",server="192.168.31.8",port=1883,user="siot",password="dfrobot")
u_gui=GUI()
Board().begin()
siot.connect()
siot.loop()
gravity_sstts = DFRobot_SpeechSynthesis_I2C()
YunXingShiJian = time.time()
YZuoBiao = 0
DuiXiangMing = ""
DuiXiangXuHao = 0
model = tensorflow.keras.models.load_model('keras_model.h5')
labels=['back','one','two','three','four','five']
gravity_sstts.begin(gravity_sstts.V1)
gravity_sstts.speak("初始化成功")

while True:
    if ((time.time() - YunXingShiJian) > 0.0125):
        YunXingShiJian = time.time()
        DuiXiangMing = (str("D") + str(DuiXiangXuHao))
        DuiXiangMing=u_gui.draw_line(x0=0,y0=YZuoBiao,x1=240,y1=YZuoBiao,width=1,color=JiSuanYanSe())
        DuiXiangXuHao = (DuiXiangXuHao + 1)
        YZuoBiao = (YZuoBiao + 1)
    if (YZuoBiao > 320):
        img = pyautogui.screenshot(region=[0,0,240,320])
        u_gui.clear()
        显示=u_gui.draw_text(text="正在识别",x=10,y=100,font_size=40, color="#0000FF")
        img=img.resize((224, 224), Image.ANTIALIAS)
        img = np.array(img,dtype=np.float32)
        img = np.expand_dims(img,axis=0)
        img = img/255
        prediction = model.predict(img)
        predicted_class = labels[np.argmax(prediction)]
        if (predicted_class == (str("one"))):
            FaSongZhiLing("1", "口渴了")
        elif (predicted_class == (str("two"))):
            FaSongZhiLing("2", "想解手")
        elif (predicted_class == (str("three"))):
            FaSongZhiLing("3", "想翻身")
        elif (predicted_class == (str("four"))):
            FaSongZhiLing("4", "想吃饭")
        elif (predicted_class == (str("five"))):
            FaSongZhiLing("5", "不舒服")
        YZuoBiao = 0
        DuiXiangXuHao = 0
        显示.config(text="请下指令")
        time.sleep(2)
        显示.remove()

复制代码