智能语音台灯 中等

作者：何永恩

技术支持：白银蚁创空间

摘要：从自己的亲身经历出发，运用ASRPRO语音控制单片机，设计制作一款可以用语音控制并带有语音提示的智能台灯，通过集成语音、温度、湿度、光线等感应装置，为台灯增加提醒坐姿、休息、喝水，并且还能够检测室内空气质量、温度、光线等功能，提升用户使用感受和幸福感。

关键词：智能语音台灯、声控、提醒

在日常的学习和生活中，我发现我的书桌上总是摆满了各种小物件，如台灯、闹钟、计时器、温度计等。尽管这些小物件各自都有其功能，但它们经常在书桌上杂乱无章地摆放，既占用空间，又对我的学习和生活造成了一定的困扰。特别是每当我在学习时，我不得不频繁地查看时间，或者调节台灯的亮度，这让我感到十分分心。此外，我有时也会忘记喝水，或忘记坐姿是否正确，这都对我的健康和学习效率产生了影响。

因此，我产生了制作一款多功能语音台灯的想法。通过将亮度、计时、闹钟等功能集成在一起，不仅可以节省空间，还可以提高我学习和工作的效率。同时，通过语音互动的方式，我可以方便地调节台灯的亮度，查看时间，设定闹钟，而无需分心去操作其他设备。

此外，这款智能语音台灯还可以提醒我坐姿是否正确，让我适时地休息和喝水，从而关注和提升我的身体健康。

这款智能语音台灯的灵感来源于我家的多功能音响——“小爱同学”。它让我感受到了语音互动的便利性和实用性，我相信通过研究和开发，这款智能语音台灯将能够为更多的人提供更加便捷、高效和有趣的生活体验。

（一）方案的提出

我提出了研究智能语音台灯的方案，旨在解决现有台灯设备的不足，提高用户的学习和工作效率，同时为用户的生活增添便利和趣味。在方案实施过程中，我将注重用户需求、可行性分析和技术实现，以确保方案的顺利实施和成功推广。

（二） 方案的确立

通过对现有智能台灯产品的分析，我发现存在以下方面需要改进：

功能单一：现有的智能台灯主要关注照明功能，缺乏其他实用功能的支持，如计时、闹钟等。为了满足用户的多元化需求，我们需要将这些功能整合到台灯中。

操作不便：许多智能家居产品需要通过手机APP或遥控器进行操作，这会增加用户的使用负担。而通过语音互动技术，我们可以实现更加便捷的操作方式，用户只需简单的语音指令就能控制智能语音台灯的各种功能。

缺乏个性化：现有的智能台灯产品缺乏个性化的设计，无法满足不同用户的审美需求。我们需要设计一款外观时尚、符合用户个性化需求的智能语音台灯。

综上所述，通过对现有产品的分析，我们确定了对产品进行改进并研究一款全新的智能语音台灯的方案。我们将注重可行性分析、用户需求和技术实现，以确保方案的顺利实施和成功推广。

（三）研究目的

本文的研究目的是设计一款智能语音台灯，通过语音识别和语音互动技术，实现以下功能：

1.自动调节台灯亮度：根据室内光线和用户的需要，智能语音台灯能够自动调节亮度，提供舒适的阅读或工作环境。

2.计时和闹钟功能：智能语音台灯具备计时器和闹钟功能，帮助用户合理安排学习和生活时间。

3.坐姿提醒和休息提醒：通过检测用户的坐姿，智能语音台灯可以提醒用户保持正确的坐姿，避免长时间保持同一姿势导致身体疲劳。此外，它还可以根据用户的作息规律，定时提醒用户休息。

4.检测室内环境：智能语音台灯能够实时检测室内温度，为用户提供一个健康、舒适的学习和工作环境。

5.语音互动：用户可以通过简单的语音指令，控制智能语音台灯的各种功能，如打开或关闭台灯，调节亮度，设定闹钟等。

通过实现以上功能，智能语音台灯将解决现有台灯设备功能单一、操作不便的问题，提高用户的学习和工作效率，同时为用户的生活增添趣味和便利。

（一）研究语音识别和语音互动技术

语音识别和语音互动技术是实现智能语音台灯的关键技术。我们将研究现有的语音识别和语音互动技术，了解其工作原理和应用领域。同时，我们将评估不同技术的性能和适用性，以确定适合智能语音台灯的语音识别和语音互动技术。

（二）设计智能语音台灯的功能和外观

智能语音台灯的功能是实现亮度调节、计时、闹钟、坐姿提醒、休息提醒和室内环境检测等。我们将设计智能语音台灯的外观，包括造型、颜色和材料等方面，以满足用户的审美需求。同时，我们将根据用户需求和市场趋势，进行功能设计和优化，以满足用户的实际需求。目前由于自己能力有限，智能台灯材质采用激光切割的板材制作一款木质结构的台灯模型。

（三）开发智能语音台灯的硬件和软件

硬件和软件是实现智能语音台灯的关键部分。我们将开发智能语音台灯的硬件，包括电路板、传感器、执行器等设备。同时，我们将开发智能语音台灯的软件，包括操作系统、语音识别和语音互动算法等。我们将通过硬件和软件的协同设计，实现智能语音台灯的稳定运行和高效响应。该项目中，我们使用到的硬件是TW-ASRPRO，软件是天文Block。

（四）测试和优化智能语音台灯

测试和优化是保证智能语音台灯性能和用户体验的重要环节。我们将对智能语音台灯进行测试，包括功能测试、性能测试和用户体验测试等。同时，我们将根据测试结果对智能语音台灯进行优化和改进，以提高性能和用户体验。

（五）研究智能语音台灯的市场和应用

市场和应用是决定智能语音台灯成功与否的关键因素。我们将研究智能家居市场的发展趋势和竞争格局，评估智能语音台灯的市场前景。同时，我们将研究智能语音台灯的应用场景，包括家庭、办公室、学校等场所，以拓展其应用领域和提高用户满意度。通过市场和应用的研究，我们将为智能语音台灯的成功推广和应用提供有力支持。

（一）材料准备

1.元器件：

主控：ASRPRO；其他：下载器，超声波测距传感器，温度传感器，风扇，LED灯，喇叭，麦克风，充放电模块，锂电池，开关

器材说明：

ASRPRO:提供引脚、转化数据、处理程序。

下载器：下载程序；

超声波测距传感器：检测台灯前是否有人，转为电量，发出信号。

温度传感器：检测室内温度用于温度提醒，同时设置舒适温度作为温度提醒的标准值。

风扇：使室内温度事宜，让人感到舒适。

LED灯：提供光源使室内明亮。

喇叭：（简称MPK）发出声音，将电磁信号转换为语音，说出欢迎词或回复语。

麦克风：（简称MIC）用于接收外部声音，转换为电磁波。

充放电模块：用于给电池充电。

锂电池：将电源提供给主控及其它设备，最大输入电量为5.5V。

开关：负责打开和关闭整个系统。

（二）工具材料

工具：电脑，螺丝刀，裁纸刀，偏口钳，胶枪，烙铁，锉，手套。

材料：电子线、焊锡丝、焊锡膏、胶棒

（三）电路设计

1.设计电路板

设计说明：首先通过查阅引脚资料，确定每个元器件的位置，然后开展元器件实质性测试，对一些引脚的位置进行调整优化，最后确定位置，焊接线路，完成电路设计。

2.电路板焊接测试

根据电路设计，将电路板焊接在一起，并对电路板进行测试，确保电路板满足使用需要。

（四）电路连接

首先将主控插入面包板，然后引出正负极在边缘插入元器件，横着用杜邦线连接正负极和对应的信号线接口。最后插入电源，对每一部分进行测试。

（五）程序编写

程序说明：

1.上电初始化是指电路板通电后所初始化的程序，在该作品中主要初始化的是语音识别词、回复语、语音设置和变量。

2.变量是指系统启用后所初始化的程序中一个不断变化的量来代替一个或多个数字储存数据。

3.系统应用初始化在系统启用后所初始化的程序。该作品中主要是指初始化引脚设置和部分电源设置。

4.主程序是指每个命令词以下所执行的一部分程序，是整个程序的核心部分。

5.多线程模块是指在主程序之外单独运行的一个程序，在该作品中负责运算和转换数据。

6.定时器是指负责计时并给温度、距离等变量提供数据提醒。在该作品中，使用的是软件定时器，以毫秒为单位。

（六）组装调试

过程说明：先用焊锡丝、焊锡膏和烙铁将电子线焊接到主控上；然后再将元器件的接口用钳子夹掉以方便焊线，防止短路；最后连接开关和电池，焊接电子线，电路组装完成。

通过ASRPRO语音控制芯片将闹钟、温度计、台灯等合为一体，实现一个有智能提示、环境温度检测等功能的智能语音台灯，让使用者能在舒适、愉悦的环境中学习。

（一）作品可以智能语音提醒，提高用户的工作学习效率从而养成正确的学习习惯；

（二）该作品可以智能语音互动是生活更加有趣；

（三）环境温度检测。

（一）增强语音识别技术的准确性

加多命令词，提高语音识别的准确率和鲁莽性，提高用户的使用体验，增加作品的趣味性。

（二）提高产品的稳定性

通过优化电路设计，如简化电路，以防止短路，以此来提高产品的可靠性和耐用性，确保产品的质量和使用寿命。