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基于Arduino的智能家居語音識別系統設計

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ID:1026694 發表于 2022-5-16 00:12 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
Arduino智能家居初級套件
晚上回到家，家里黑漆漆一片，得找到開燈的按鈕才算完事，有時候在想，如果燈泡會聽話該多好啊，有了這個想法，智能家居就應運而生了，我們用Arduino打造這么一款智能家居套件并為它取了一個很搞的名字“小米渣”，需要開燈的時候，你只需叫小米渣開燈，小米渣就會立馬為你打開電燈并回答：“正在開燈”，小米渣的功能可不止這一個功能哦。下面我們一一道來。
套件清單：
1.UNO控制板一塊
2.DFRduino I/O Expansion V5.0 擴展板一塊
3.中文語音識別模塊Voice Recognition V1.0 一塊
4.語音合成模塊 Speech Synthesizer bee 一塊
5.繼電器模塊一個
6.溫濕度傳感器DHT11一個
7.氣體傳感器一個（可檢測煙霧，煤氣，天然氣,甲烷等）
8.LED燈模塊一個（用于表示語音識別狀態，燈亮時方可進行識別）
9.環境光線傳感器一個
10.小喇叭一個
制作步驟：
步驟1
將語音識別模塊插到控制板上（語音識別模塊已占用數字口2,4,9,10,11,12,13）；然后將擴展板V5插到語音識別模塊之上；語音合成模塊插到傳感器擴展板的xbee插座上（語音合成模塊占用數字口0和1，下載程序時需要拔掉語音合成模塊哦）；LED模塊接到數字口7；繼電器模塊接到數字口8，溫濕度傳感器DHT11接到模擬口0；氣體傳感器接到模擬口1；環境光線傳感器接到模擬口2。
步驟2
通過USB數據線，將代碼下到控制器，代碼下載成功后再將語音合成模塊插到擴展板的XBEE接口上(注意，因為語音合成模塊會占用串口，所以必須下載程序時必須拔掉，否則程序無法下載成功)。
功能介紹：
1.識別開關燈命令，執行開關燈操作，并語音播報當前狀態。
2.識別溫濕度讀取命令，并語音播報當前溫濕度情況。
3.實時監測危險氣體，一旦檢測到立即報警并語音播報危險情況。
4.未有識別時不做操作，識別命令有誤時播報“請問您在說什么？”。
5.你也可以考考小米渣：“需要開燈嗎？”，系統就會對環境光線進行檢測，光線暗的情況下，小米渣會提醒你：“光線不足，正在開燈”然后開燈，如果光線明亮時，小米渣會說：“光線明亮，不需要開燈”保持燈在關的狀態（判斷光線強弱的閾值在程序中進行設置，用戶可以自行修改）。
注：
為了最大程度的減少小米渣的誤操作，在程序中我們設定了一條口令觸發“小米渣”，即該套件只有在正確的識別到“小米渣”三個字之后，才能執行其后關鍵字命令的操作，例如，如果要執行開燈命令，您需先說：“小米渣”，之后小米渣會說：“您好”，然后你再說：“開燈”，之后小米渣才會執行開燈命令。如果你不先叫小米渣的名字，它可不會理會你的吩咐喔。
語音控制命令：
1.“小米渣”——口令觸發命令。
2.“現在溫度怎么樣”——溫濕度檢測命令，播報相應環境溫濕度。
3.“開燈”——開燈命令，需先執行口令觸發命令才執行改命令。
4.“關燈”——關燈命令，需先執行口令觸發命令才執行改命令。
5.“需要開燈嗎”——環境光線檢測命令，根據光線強弱，執行開關燈命令。
6.“小米”、“小”、“米渣“——垃圾關鍵詞，目的是減小誤操作。
7.其他功能就要發揮您的聰明才智了哦。
程序代碼：
  1. /*
  2. 識別關鍵詞的個數為SUM；
  3. n為數組中對應關鍵詞的序列號，例如數組sRecog中的第一個關鍵詞為“kai deng”則對應的序列號為0；
  4. Voice.Initialise();初始化設置輸入方式MIC/MONO。
  5. */
  6. #include <TimerOne.h>
  7. #include <avr/wdt.h>
  8. #include <Voice.h>
  9. #include <Syn6288.h>
  10. #include <dht11.h>
  11. dht11 DHT;
  12. Syn6288 syn;
  13. uint8  nAsrStatus=0;
  14. #define SUM 11

  16. #define DHT11_PIN A0
  17. #define light_sensor_pin A2
  18. #define light_threshold 200
  19. #define gas_sensor_pin A1
  20. #define gas_threshold 700
  21. #define relay 8
  22. #define state_led 7

  24. char sRecog[SUM][30] = {"xiao mi zha","xian zai wen du zen me yang","kai deng","guan deng","xu yao kai deng ma","xiao mi","xiao","mi zha","wen du","kai","guan"};
  25. //小米渣，現在溫度怎么樣，開燈，關燈，需要開燈嗎

  27. uint8_t text1[]={0xC1,0xE3,0xD2,0xBB,0xB6,0xFE,0xC8,0xFD,0xCB,0xC4,0xCE,0xE5,0xC1,0xF9,0xC6,0xDF,0xB0,0xCB,0xBE,0xC5,0xCA,0xAE};//零一二三四五六七八九十
  28. uint8_t text2[]={0xC4,0xFA,0xBA,0xC3};// 您好
  29. uint8_t text3[]={0xB5,0xB1,0xC7,0xB0,0xCE,0xC2,0xB6,0xC8,0xCE,0xAA};//當前溫度為
  30. uint8_t text4[]={0xCA,0xAA,0xB6,0xC8,0xCE,0xAA,0xB0,0xD9,0xB7,0xD6,0xD6,0xAE};//濕度為百分之
  31. uint8_t text5[]={0xC9,0xE3,0xCA,0xCF,0xB6,0xC8};//攝氏度
  32. uint8_t text6[]="soundn";//報警音
  33. uint8_t text7[]={0xC7,0xEB,0xD7,0xA2,0xD2,0xE2,0xA3,0xAC,0xD3,0xD0,0xCE,0xA3,0xCF,0xD5,0xC6,0xF8,0xCC,0xE5,0xD0,0xB9,0xC2,0xA9};//請注意，有危險氣體泄漏
  34. uint8_t text8[]={0xD5,0xFD,0xD4,0xDA,0xBF,0xAA,0xB5,0xC6};//正在開燈
  35. uint8_t text9[]={0xD5,0xFD,0xD4,0xDA,0xB9,0xD8,0xB5,0xC6};//正在關燈
  36. uint8_t text10[]={0xC7,0xEB,0xCE,0xCA,0xC4,0xE3,0xD4,0xDA,0xCB,0xB5,0xCA,0xB2,0xC3,0xB4,0xA3,0xBF};//請問你在說什么？
  37. uint8_t text11[]={0xB9,0xE2,0xCF,0xDF,0xB2,0xBB,0xD7,0xE3,0x20,0xA3,0xAC,0xD5,0xFD,0xD4,0xDA,0xBF,0xAA,0xB5,0xC6};//光線不足，正在開燈
  38. uint8_t text12[]={0xCF,0xD6,0xD4,0xDA,0xB9,0xE2,0xCF,0xDF,0xC3,0xF7,0xC1,0xC1,0xA3,0xAC,0xB2,0xBB,0xD0,0xE8,0xD2,0xAA,0xBF,0xAA,0xB5,0xC6};//光線明亮，不需要開燈

  40. uint8_t text[2];
  41. uint8_t flag;   //標志位，收到小米渣口令后將置為1，動作執行完后清零

  43. void finally(uint8_t n) //n為sRecog數組中對應關鍵詞的序列號
  44. {
  45.     switch(n)
  46.     {
  47.         case 0: syn.play(text2,sizeof(text2),0);flag=1;break;   // 您好
  48.         case 1:             //現在溫度怎么樣
  49.              if(flag==1)    //收到小米渣的出發命令后
  50.              {
  51.                     flag=0;
  52.                     DHT.read(DHT11_PIN);    //讀取溫度
  53.                     /*Serial.print("Temperature:");
  54.                     Serial.print(DHT.temperature);
  55.                     Serial.print("   humidity:");
  56.                     Serial.println(DHT.humidity);*/
  57.                     uint8_t pig1 = DHT.temperature/10;  //溫度數值十位
  58.                     uint8_t pig2 = DHT.temperature%10;  //溫度數值個位
  59.                     uint8_t pig3 = DHT.humidity/10;     //濕度數值十位
  60.                     uint8_t pig4 = DHT.humidity%10;     //濕度數值個位
  61.                     syn.play(text3,sizeof(text3),0);    //當前溫度為      
  62.                     if(pig1>0){
  63.                     text[0]=text1[pig1*2];
  64.                     text[1]=text1[pig1*2+1];
  65.                     syn.play(text,sizeof(text),0);      //播放溫度數值十位
  66.                     text[0]=text1[20];
  67.                     text[1]=text1[21];
  68.                     syn.play(text,sizeof(text),0);      //播放語音十
  69.                     }
  70.                     if(pig2>0){
  71.                     text[0]=text1[pig2*2];
  72.                     text[1]=text1[pig2*2+1];
  73.                     syn.play(text,sizeof(text),0);      //播放溫度數值個位  
  74.                     }                  
  75.                     syn.play(text5,sizeof(text5),0);    //播放攝氏度
  76.                     syn.play(text4,sizeof(text4),0);    //播放濕度為百分之
  77.                     
  78.                     if(pig3>0){
  79.                     text[0]=text1[pig3*2];
  80.                     text[1]=text1[pig3*2+1];
  81.                     syn.play(text,sizeof(text),0);  //播放濕度數值十位
  82.                     text[0]=text1[20];
  83.                     text[1]=text1[21];
  84.                     syn.play(text,sizeof(text),0); //播放語音十
  85.                     }
  86.                     if(pig4>0){
  87.                     text[0]=text1[pig4*2];
  88.                     text[1]=text1[pig4*2+1];
  89.                     syn.play(text,sizeof(text),0);  //播放濕度數值個位  
  90.                     }                  
  91.              }
  92.             break;
  93.         case 2: //開燈
  94.              if(flag==1)
  95.              {
  96.                syn.play(text8,sizeof(text8),0); //播放正在開燈
  97.                digitalWrite(relay,HIGH);    //高電平驅動
  98.                flag=0;  
  99.              }
  100.             break;  
  101.         case 3: //關燈
  102.            if(flag==1)
  103.            {
  104.                 syn.play(text9,sizeof(text9),0); //播放正在關燈
  105.                 digitalWrite(relay,LOW);
  106.                 flag=0;
  107.             }
  108.             break;
  109.         case 4: //需要開燈嗎？
  110.             if(flag==1)
  111.              {
  112.                 int shine=analogRead(light_sensor_pin); //讀取光照度模擬量
  113.                 //Serial.print("Light:");
  114.                 //Serial.println(shine);
  115.                 if(shine < light_threshold)  //小于光照度閥值時
  116.                 {
  117.                     syn.play(text11,sizeof(text11),0); //光線不足，正在開燈
  118.                     digitalWrite(relay,HIGH);
  119.                 }
  120.                 else
  121.                 {
  122.                     syn.play(text12,sizeof(text12),0); //光線明亮，不需要開燈
  123.                     digitalWrite(relay,LOW);
  124.                 }
  125.                 flag=0;
  126.              }
  127.             break;
  128.         default:syn.play(text10,sizeof(text10),0);break;  //非正常命令，請問你在說什么     
  129.     }
  130. }

  132. void ExtInt0Handler ()
  133. {
  134.   Voice.ProcessInt0();  //芯片送出中斷信號
  135.                
  136. }
  137. void timerIsr()
  138. {
  139.   wdt_reset();
  140. }
  141. void setup()
  142. {
  143.   Serial.begin(9600);
  144.   Voice.Initialise(MIC,VoiceRecognitionV1);//Initialise mode MIC or MONO,default is MIC
  145.                                            //VoiceRecognitionV1 is VoiceRecognitionV1.0 shield
  146.                                            //VoiceRecognitionV2 is VoiceRecognitionV2.1 module  
  147.   attachInterrupt(0,ExtInt0Handler,LOW);

  149.   pinMode(relay,OUTPUT);
  150.   digitalWrite(relay,LOW);
  151.   pinMode(state_led,OUTPUT);
  152.   digitalWrite(state_led,LOW);
  153.   Timer1.initialize(90000);
  154.   Timer1.attachInterrupt(timerIsr); // attach the service routine here
  155.   wdt_enable(WDTO_120MS);
  156. }
  157. void loop()
  158. {  
  159.     static uint8_t nAsrRes=0;
  160.     static unsigned long time = millis();
  161.     if(millis()-time>100)
  162.     {  
  163.        int gas=analogRead(gas_sensor_pin);
  164.        if(gas > gas_threshold)
  165.        {
  166.             syn.play(text6,sizeof(text6),0);
  167.             syn.play(text7,sizeof(text7),0);
  168.        }
  169.         switch(nAsrStatus)
  170.         {
  171.             case LD_ASR_RUNING:
  172.             case LD_ASR_ERROR:break;
  173.             case LD_ASR_NONE:
  174.             {
  175.                 nAsrStatus=LD_ASR_RUNING;
  176.                 if (Voice.RunASR(SUM,30,sRecog)==0) //識別不正確
  177.                 {
  178.                     nAsrStatus= LD_ASR_ERROR;
  179.                     Serial.println( "ASR_ERROR");
  180.                 }

  182.                 Serial.println( "ASR_RUNING.....");
  183.                 digitalWrite(state_led,HIGH);
  184.                 break;
  185.             }
  186.             case LD_ASR_FOUNDOK:
  187.             {
  188.                 digitalWrite(state_led,LOW);
  189.                 nAsrRes =Voice. LD_GetResult();//   一次ASR識別流程結束，去取ASR識別結果              
  190.                 finally(nAsrRes);
  191.                 nAsrStatus = LD_ASR_NONE;
  192.                 break;
  193.             }
  194.             case LD_ASR_FOUNDZERO:
  195.             default:
  196.             {   
  197.                 digitalWrite(state_led,LOW);
  198.                 nAsrStatus = LD_ASR_NONE;
  199.                 break;
  200.             }
  201.         }// switch

  203.     }//if
  204. }
復制代碼


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Voice RecognitionV1.0使用手冊.zip

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SYN6288模塊資料.zip

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Smart_home（源代碼）.zip

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Arduino智能家居初級套件使用說明.doc

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