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[教程] 基于行空板的校园语音导航装置

基于行空板的校园语音导航装置

项目介绍

语音识别技术是一种能让计算机理解和执行人类的语音指令的技术，它可以帮助机器“听懂”人类的语言。语音识别为我们和机器的交互提供了一种新的方式，比如语音导航，当你对麦克风说出要去的地方，智能设备就能显示出前往的路线。本项目我们就来用集成了语音识别技术的语音识别模块，制作一个校园语音导航装置，通过说话快速找到要去的校园地标。

1 项目功能

本项目将制作一个校园语音导航装置，模仿生活中的语音助手工作过程，实现语音唤醒装置，并使用设置好的语音命令，控制行空板屏幕显示语音命令中地点的路线指示。
项目分为下面两个实操过程：

任务一：语音唤醒装置。通过语音命令唤醒装置，让装置进入工作状态。

任务二：语音控制显示路线。设置指定地点语音命令，控制行空板显示语音命令以及对应路线指示。

2 硬件清单

3 软件清单

Mind+编程软件（下载地址：https://www.mindplus.cc）

任务一：唤醒装置

和生活中我们见到的语音助手一样，要控制装置，必须先唤醒装置。如何唤醒呢？接下来我们就来一起看看吧。

1 连接硬件

首先，将语音识别模块通过4P白色胶线连接到行空板IIC接口上。

注意1：将语音识别模块上的接口开关拨到IIC接口，喇叭开关拨到SPK1内置喇叭上。

注意2：语音识别模块的介绍，参见附录。

然后，将行空板通过USB线连接到电脑上，等待行空板屏幕亮起，并显示行空板LOGO，表示连接成功。同时，语音识别模块响起欢迎语音。

2 准备软件

按照下面步骤，设置Mind+软件编程方式为 Python图形化编程，并完成行空板的加载和连接。

3 编写程序

编写程序，通过语音命令唤醒装置开始识别命令，并在行空板上显示唤醒信息。

先加载语音识别模块操作相关指令。点击“扩展”，选择“用户库”，在搜索框中输入“语音识别”，点击加载“Gravity语音识别&合成模块”。

由于语音识别模块扩展库属于用户库，需要使用到“pinpong初始化”库完成模块的引脚初始化。“pinpong初始化”库位于“扩展库”的“pinpong库”分类下，按下图查找并点击加载。

接下来，就可以按照“初始化语音识别模块 → 识别并保存结果 → 判断识别结果是否为唤醒词”的流程编写程序。

这里需要说明的是，在唤醒词ID指令中，唤醒词有三个选项，我们先使用固定关键词“小爱同学”完成装置的唤醒。

当然，为了更加方便直观的看到装置已被唤醒，可以添加适当文字提醒。完整示例代码如下：

4 运行程序

点击运行按钮，运行程序，终端显示模块的初始化过程。

程序运行后，行空板显示“叫我小爱同学”（唤醒词提示），对着语音识别模块的麦克风说出“小爱同学”，语音识别模块亮起蓝色灯，响起提示语，行空板屏幕显示“已唤醒”。

5 小试牛刀

刚才是使用固定唤醒词唤醒装置的，能不能自己给装置起个“名字”，用来唤醒装置呢？

我们可以用语音控制模块学习自定义唤醒词，然后修改程序就可以用自己定义的唤醒词唤醒装置了。

提示1：控制模块学习自定义唤醒词步骤如下：

（1）唤醒模块。对准板载麦克风说出“小智你好”或“小爱同学”（固定唤醒词），模块响起回应词，蓝色指示灯亮起，唤醒成功。

（2）学习唤醒词。说出“学习唤醒词”，然后根据模块语音提示说出要学习的唤醒词三遍，如“小麦”。

（3）如果提示“学习模板超过上限”表示已学习过自定义唤醒词，此时需要删除已学习唤醒词。说出“我要删除”，模块询问“你要删除的是唤醒词还是命令词”，然后说出“删除唤醒词”，删除完毕。重新学习唤醒词。
提示2：要修改的核心代码：

任务二：语音控制显示路线

通过唤醒，装置已经可以开始识别其它命令词了。现在我们可以设置语音命令，控制行空板屏幕显示对应位置的线路。

1 学习自定义命令词

首先，先来根据学校的地点确定要使用的命令词和学习顺序，可以用表格记录这些信息（如下表）。
序号       位置（命令词）
1       教学楼
2       食堂

序号	位置（命令词）
1	教学楼
2	食堂

接下来，按照下面的步骤控制语音识别模块学习自定义命令词：
（1）唤醒模块。对着模块麦克风说出已学习的唤醒词或固定唤醒词，模块响起回应词，蓝色指示灯亮起，唤醒成功。

（2）删除已学习命令词。说出“我要删除”，模块询问“你要删除的是唤醒词还是命令词”，然后说出“删除命令词”，删除完毕。
（3）学习命令词。说出“学习命令词”，然后根据模块语音提示分别学习“教学楼”和“食堂”两个命令词。
（4）说出“退出学习”，即可退出命令词学习。

2 编写程序

编写程序，识别自定义命令词，控制显示对应地点的路线指示图片。

自定义命令词的识别需要使用 学习的命令词的第几个自定义ID，依照次序分别选择两个自定义命令，分别对应“教学楼”和“食堂”路线，并在行空板屏幕上显示对应文字和图片。示例代码如下。

注意：行空板上显示的图片需要提前放入程序文件夹中（放入方法如下图）。

最后，为了使装置更加完整，可以在开始和唤醒时加入对应的背景图片进行显示。完整示例程序如下：

3 运行程序

点击运行按钮，运行程序。行空板显示唤醒词提示语和校园背景，对着语音识别模块麦克风说出自定义唤醒词，语音识别模块响起唤醒成功提示语，行空板屏幕显示“已唤醒”和当前位置提示。
说出“教学楼”，语音识别模块响起执行成功提示语，行空板屏幕显示“教学楼”和路线图。
说出“食堂”，语音识别模块响起执行成功提示语，行空板屏幕显示“食堂”和路线图。

4 小试牛刀

请尝试为你的装置设置一个彩蛋，语音控制模块学习一个你自己的语音命令词，用来让屏幕显示制作人或其它你想显示的图片（使用素材图片或者自己上网搜索）。

提示：补充示例代码如下。

附录语音识别模块介绍

本项目使用的语音识别模块支持I2C和UART两种通讯方式，采用双麦克风收音。自带训练好的语音识别模型库，使用的时候程序会自动处理语音并在模型库中进行匹配，你可以用内置的语音命令控制，也可以学习自定义的命令。同时，模块也自带喇叭，能通过播放对应的语音给予及时的识别反馈，实现不用编程只通过说话即可完成对模块的设置。

下图标出了模块使用时需要注意的部分：