使用Elechouse V3和Arduino進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別

描述

過(guò)去幾年，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)已經(jīng)問(wèn)世。我們?nèi)匀挥浀门c第一部支持 Siri 的 iPhone 交談時(shí)的興奮之情。從那時(shí)起，語(yǔ)音命令設(shè)備在很短的時(shí)間內(nèi)就發(fā)展到了超出我們預(yù)期的非常先進(jìn)的水平。隨著許多高級(jí)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的推出，出現(xiàn)了許多其他語(yǔ)音助手，如谷歌助手和亞馬遜 Alexa。僅亞馬遜 Echo 的快速成功就證明我們正在逐漸適應(yīng)與機(jī)器對(duì)話。

因此，讓我們從基礎(chǔ)開始。在本教程中，我將向您介紹Elechouse V3 語(yǔ)音識(shí)別模塊以及如何使用語(yǔ)音命令打開/關(guān)閉 LED。還有其他幾種方法可以在您的項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別，從 Android 手機(jī)到 Alexa 或 Raspberry Pi 或其他一些技術(shù)。但是我收到了很多朋友發(fā)來(lái)的消息，詢問(wèn)我如何將這個(gè)特定模塊與 Arduino 一起使用。因此，我將編寫本教程作為 Elechouse V3 模塊的基本指南。我想讓這篇文章對(duì)所有初學(xué)者來(lái)說(shuō)盡可能簡(jiǎn)單，所以我們不會(huì)討論模塊的完整特性和功能，但最后，我相信你會(huì)為你的下一個(gè)項(xiàng)目。

Elechouse V3語(yǔ)音識(shí)別模塊

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Elechouse V3 是市場(chǎng)上最緊湊和易于控制的語(yǔ)音識(shí)別模塊之一。

該模塊有兩種使用方式，使用串口或通過(guò)內(nèi)置 GPIO 引腳。V3 板能夠存儲(chǔ)多達(dá) 80 個(gè)語(yǔ)音命令，每個(gè)命令的持續(xù)時(shí)間為 1500 毫秒。這個(gè)不會(huì)將您的命令轉(zhuǎn)換為文本，但會(huì)將其與一組已錄制的聲音進(jìn)行比較。因此從技術(shù)上講，使用該產(chǎn)品不存在語(yǔ)言障礙。您可以用任何語(yǔ)言記錄您的命令，或者可以記錄任何聲音并將其用作命令。所以你需要先訓(xùn)練它，然后再讓它識(shí)別任何語(yǔ)音命令。

如果您將模塊與它的 GPIO 引腳一起使用，模塊將只為 80 個(gè)命令中的 7 個(gè)命令提供輸出。對(duì)于這種方法，您需要選擇 7 個(gè)命令并將其加載到識(shí)別器中，識(shí)別器會(huì)將輸出發(fā)送到相應(yīng)的如果這些語(yǔ)音命令中的任何一個(gè)被識(shí)別，則 GPIO 引腳。當(dāng)我們將它與 arduino 一起使用時(shí)，我們不需要擔(dān)心有限的功能。

該設(shè)備在 4.5 - 5 伏的輸入電壓范圍內(nèi)工作，消耗的電流小于 40 毫安。如果在理想條件下使用，該模塊可以達(dá)到 99% 的識(shí)別準(zhǔn)確率。麥克風(fēng)的選擇和環(huán)境中的噪聲對(duì)影響模塊的性能起著至關(guān)重要的作用。最好選擇具有良好靈敏度的麥克風(fēng)，并在發(fā)出命令時(shí)盡量降低背景噪音，以發(fā)揮模塊的最大性能。

將模塊連接到 Arduino

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1 / 2 ?面包板原型

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如下所述給出所有連接。

• GND - 地面

• VCC - 5 伏

• RXD - Arduino 的數(shù)字引腳 3（這是用戶定義的引腳。示例代碼將引腳 3 作為 Tx。）

• TXD - Arduino 的數(shù)字引腳 2（這也是用戶定義的引腳。）

LED 連接到 Arduino 的數(shù)字引腳 13，如示例代碼中所定義。將 470 歐姆電阻串聯(lián)連接到 LED。

將麥克風(fēng)插入板上的 3.5 毫米插孔。如果沒有 3.5 毫米插頭，請(qǐng)將其焊接到模塊中的麥克風(fēng)引腳。這就是關(guān)于連接的全部?jī)?nèi)容。現(xiàn)在讓我們看一下代碼。

設(shè)置代碼

此處提到的所有代碼和庫(kù)都是開源的，開發(fā)它們的功勞屬于各自的作者。在將模塊與 Arduino 一起使用之前，您應(yīng)該下載并安裝“voicerecognitionv3.h”Arduino 庫(kù)。

從這里下載庫(kù)。

我們需要的所有代碼都在庫(kù) zip 文件中作為示例程序。

訓(xùn)練 V3 模塊

正如我上面提到的，我們必須先訓(xùn)練模塊，然后才能將其用于語(yǔ)音識(shí)別。按照以下步驟訓(xùn)練模塊。

• 將電路連接到計(jì)算機(jī)。

• 啟動(dòng) Arduino IDE。

• 檢查您是否選擇了正確的 Arduino 開發(fā)板。（工具 -> 板）

• 檢查是否選擇了正確的 COM 端口。（工具 -> 端口）

• 現(xiàn)在打開訓(xùn)練模塊的示例程序。

• 轉(zhuǎn)到文件 -> 示例 -> VoiceRecognitionV3 -> vr_sample_train

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• 將代碼上傳到 Arduino 并等待代碼上傳。(Ctrl + U)

• 打開串行監(jiān)視器。(Ctrl + Shift +M)

• 確保波特率設(shè)置為115200并選擇“換行”選項(xiàng)。

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• 如果一切正常，串行監(jiān)視器上將顯示一個(gè)菜單，如上圖所示。

• 您可以在串行監(jiān)視器中輸入幾個(gè)命令來(lái)對(duì)模塊進(jìn)行編程，這里我們將使用“train”命令來(lái)訓(xùn)練模塊。

• V3 能夠存儲(chǔ) 80 個(gè)語(yǔ)音命令，每個(gè)命令的持續(xù)時(shí)間為 1500 毫秒。每個(gè)命令都存儲(chǔ)在從 0 到 79 的地址中。

• 通過(guò)使用“train”命令，我們將語(yǔ)音命令存儲(chǔ)到特定地址，因此您應(yīng)該在命令中指定地址。

• 命令的語(yǔ)法如下：列車地址例如：列車 0、列車 20、列車 79。

• 我們將需要兩個(gè)語(yǔ)音命令來(lái)控制 LED。一個(gè)命令將其打開，另一個(gè)命令將其關(guān)閉。

• 在串行監(jiān)視器中輸入命令，然后輸入要存儲(chǔ)的地址。例如：火車 20。

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• 輸入命令后，等待串口監(jiān)視器上出現(xiàn)“現(xiàn)在說(shuō)話”的消息。現(xiàn)在向麥克風(fēng)清晰大聲地說(shuō)出打開 LED 的命令。

• 如果命令足夠清楚，則會(huì)出現(xiàn)另一條消息，要求您再次講話。再說(shuō)一遍以注冊(cè)命令。

• 如果在錄制過(guò)程中出現(xiàn)噪音或聲音不夠清晰，代碼會(huì)要求您重復(fù)該命令。麥克風(fēng)的質(zhì)量在這里起著相當(dāng)大的作用。如果您的麥克風(fēng)不夠好，您可能無(wú)法注冊(cè)命令。還要在無(wú)噪音環(huán)境中訓(xùn)練電路板。

• 成功將語(yǔ)音輸入模塊后，重復(fù)相同的過(guò)程以輸入關(guān)閉 LED 的語(yǔ)音命令。請(qǐng)記住將命令存儲(chǔ)在不同的地址中。例如：火車 30。

• 如果您已成功加載這兩個(gè)命令，您現(xiàn)在就可以上傳控制 LED 的代碼了。

使用語(yǔ)音命令控制 LED

• 打開用于控制 LED 的示例程序。

• 轉(zhuǎn)到文件 -> 示例 -> VoiceRecognitionV3 -> vr_sample_control_led

• 在這個(gè)程序中，兩條記錄被定義為“onrecord”（用于打開 LED）和“offrecord”（用于關(guān)閉 LED）。

• 將“onrecord”的值更改為您已訓(xùn)練用于打開 LED 的語(yǔ)音命令的地址。

• 將“offrecord”的值更改為您已訓(xùn)練用于關(guān)閉 LED 的語(yǔ)音命令的地址。

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• 現(xiàn)在將代碼上傳到 Arduino。(Ctrl+U)

僅此而已。現(xiàn)在您已準(zhǔn)備好使用語(yǔ)音命令控制 LED。

結(jié)果

要測(cè)試電路，就像您訓(xùn)練它打開/關(guān)閉 LED 一樣說(shuō)出命令。請(qǐng)記住，麥克風(fēng)的質(zhì)量和周圍環(huán)境的噪音確實(shí)會(huì)影響輸出。嘗試在無(wú)噪音環(huán)境中對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，或者如果您的語(yǔ)音命令未得到正確響應(yīng)，請(qǐng)更換麥克風(fēng)。同時(shí)打開串行監(jiān)視器以檢查設(shè)備是否響應(yīng)您的語(yǔ)音命令。如果命令被識(shí)別，串行監(jiān)視器將顯示一條消息，其中包含已識(shí)別命令的地址。

恭喜！您已經(jīng)學(xué)會(huì)了使用語(yǔ)音命令來(lái)控制 LED。現(xiàn)在您可以將任何此類設(shè)備轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音控制設(shè)備。將繼電器模塊連接到 Arduino 以控制交流設(shè)備，如燈泡或風(fēng)扇。

在我們的日常生活中應(yīng)用它的可能性有很多。在下面的評(píng)論部分分享您的想法。

我希望本教程能讓您對(duì)使用 Arduino 的 Elechouse V3 語(yǔ)音識(shí)別模塊有一個(gè)基本的了解。如果您有任何問(wèn)題，請(qǐng)隨時(shí)提出，我會(huì)盡力幫助您。

謝謝你。