偉克多工作室---Arduino  專題製作專書--- Arduino 語音互動專題製作與應用


Arduino 語音互動專題製作與應用  書號XP16087試閱----松崗

定價:420  出版日期:2016 3 14

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[深入淺出]引導玩家以Arduino實現聽話、對話互動功能

[動手實作]以語音說出數字資料、執行狀態、歡迎及警告語句

[技術探討]中文聲控、不限定語言聲控、紅外線遙控器解碼並發射

[專題活用]各項主題可用於專題製作,學生專題製作有方向可循


本書適用對象

高職及大專院校電子系、電機系、自動控制系,單晶片、微電腦、介面技術及專題製作參考教材。

一般學生、工程師、業餘玩家,學習Arduino及專題製作教材。

 

本書精采內容

□引導玩家以 Arduino完成人機介面聽話、對話、說話的功能

 

Arduino聽話採用VI中文聲控模組,使用前不需要錄音訓練,只要說中文便可以控制,可下載各式應用程式

Arduino聽話採用VCMM 聲控模組,不限定語言聲控,使用前需要錄音訓練,

  說國語、台語、英語皆可,可下載各式應用程式

 

Arduino板子可直接插上MSAY中文語音合成模組說出中文

 

□語音量身高:經過房門自動告知身高

□互動廣告機:說出阿迪羅美食店,有酸辣湯,海鮮粥..」。

□說話時鐘:每半點或整點播報現在時間

□投球機:說出加油」,「還剩 9 」,「得分」。

□語音樂透機:用語音說明牌,創造千萬幸運兒

□智慧盆栽:盆栽缺水自動加水,可偵測物體靠近來個驚奇

 

□互動史賓機器人及霹靂車:會唱歌、跳舞、說中文、聽話。

□聲控聖誕老人:聖誕老人會唱「平安夜」歌曲,可聲控

□聲控譜曲:說DOREME….,將簡譜輸入到裝置中

□聲控查詢IC腳位:說出「D3腳位」,裝置會說出「第5支腳」。


Arduino 語音互動專題製作與應用     

中文語音互動技術,若將聲控與紅外線發射介面連結,就像家中使用的遙控器介面一樣,幾乎有遙控器的家電或是裝置,都可以變為現在流行的物聯網(IOT Internet Of Things),例如可以做機器人語音互動、老人看護應用。雖然目前只限於家中客廳小區域中,卻是個人方便使用最低成本的人機互動基礎應用開端,善於設計應用此介面,創意無限,若結合網路應用更廣。

 

語音人機互動基礎技術為說話、聽話、對話,若將聽話聲控技術與Arduino控制板連結在一起,模擬人機介面聽話、對話的語音互動模式,只要說中文便可以控制,使用前不需要錄音訓練,整個專題製作架構變簡單了,可以輕易移值到您自製的Arduino 系統中,於是我們推出這樣的一個專題製作架構。

 

中文語音互動專題製作架構,是我在執行「聲控我的家」計畫中,經過模組搭配組合設計出來的架構,以模組化設計,移植性高,擴充性強,若以Arduino 系統來實驗,不含中文聲控模組,製作成本低,值得做相關進階實驗探索及應用。

 

例如,聲控霹靂車

主人:說出「前進」。

裝置:霹靂車前進,並說出「前進」。

 

例如,倒數計時器

主人:說出倒數五分鐘」。

裝置:倒數計時設定為五分鐘,並說出「倒數五分鐘」。

 

以中文語音合成模組說出中文,系統互動語音應用種類設計如下:

□說出中文數字資料

□說出前方物體靠近的距離值

□執行狀態

□動作模式狀態

□歡迎及警告語句

 

例如以語音設計的智慧盆栽中,設計7 段語音內容,可以以電腦按鍵來做測試。在程式下載完成後,開啟串列監控視窗,按數字17 做測試,可以說出該段語音,由電腦按鍵與Arduino說中文直接進行互動測試語音內容,也可以遙控器

Arduino做語音互動測試。相關語音資料如下:

□第1段語音:很渴請加

□第2段語音:「啟動給水系統」  

□第3段語音:「關閉給水系統」

□第4段語音:「一般模式」

□第5段語音:「您好歡迎光臨」

□第6段語音:「警告模式」

□第7段語音:與主人有約嗎

 

例如語音量身高,一經過房門自動告知身高,以3句語音引導使用者,自動量身高,說出您的身高值,達到語音互動應用的目的。互動語音設計如下:

□語音:量身高嗎」,當超音波感測模組偵測到可能有人通過,說出語音。

□語音:請站定位」,當超音波感測模組偵測到下方有人時,告知準備量測。

□語音:您的身高是 170公分」,說出語音的範例。

 

本書是繼續<< Arduino 實作入門與應用>>教材的進階應用參考書,因此對於

Arduino初學者,希望先看過該書,才能對Arduino 基本硬體及軟體有製作上

的概念,易於讀懂程式碼,方便做修改及進階應用,讀者可以針對感興趣的各章節進行讀或是做實驗,各章節並無直接的關連性。全書專題實作,先睹為快,可以先翻開續頁,參考:

建立自己的Arduino語音互動系統,製作自己精彩語音互動專題

 

希望本書能引導想做專題的初學者,輕鬆的以 Arduino 玩出您自己的語音互動精彩專題,那是筆者最大的心願。


Arduino 語音互動專題製作與應用    目錄

 

1 Arduino 如何做語音互動專題製作

2 Arduino 互動專題製作語音介紹 

3 Arduino互動廣告機             

4 Arduino LCD時鐘         

5 Arduino LCD倒數計時器   

6 Arduino投球機 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

7 Arduino 小家電控制及互動調光器 

8 Arduino旋轉舞台   

9 Arduino 背誦九九乘法表   

10 Arduino 說唐詩  

11 Arduin語音樂透機

12 Arduino語音量身高器 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

13 Arduino智慧盆栽        

14 Arduino  互動史賓機器人 

15 Arduino聲控霹靂車     

16 Arduino互動聖誕老人   

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

17 Arduino 不限定語言聲控互動設計 

18 Arduino 特定語者聲控譜曲       

19 Arduino 特定語者聲控查詢晶片腳位

 

附錄A 專題製作報告參考內容
附錄B VI中文聲控模組介紹
附錄C L51學習型遙控模組做信號分析及轉碼發射
附錄D VCMM不限語言聲控模組使用
附錄E本書實驗所需零件及模組


[各章介紹]

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L51學習型遙控模組做信號分析及轉碼發射

圖片 95

1 Arduino如何做語音互動專題製作
中文語音互動專題製作看似複雜的系統,但以紅外線發射介面連結,將聽話聲控技術與Arduino 控制板連結在一起,模擬人機介面聽話、對話的語音互動模式,只要說中文便可以控制,使用前不需要錄音訓練,整個專題製作架構變簡單了,且可以輕易移植到您自製的Arduino系統中。


2 Arduino互動專題製作語音介紹
Arduino
是通用軟硬體實驗平台,很容易做出互動實驗裝置,當大家都會做Arduino實驗時,想製作讓人耳目一新的互動實驗裝置,若加上語音來介紹自己的Arduino作品,可以凸顯自己作品的特點。因此本製作以中文語音合成模組說中文,介紹Arduino基本特性。


3 Arduino互動廣告機
本章設計Arduino互動廣告機,以語音介紹美食,您也可以整合Arduino以語音介紹您自家的主打美食放於商店門口,當有人經過店門口時輸出語音「您好,歡迎光臨」,然後開始以語音介紹主打美食。


4 Arduino LCD時鐘
本章以Arduino結合LCD顯示器,設計一個Arduino互動LCD時鐘。加入語音回應功能更人性化,還可以擴充聲控命令查詢及回應,達到人機互動的操作。


5 Arduino LCD倒數計時器
本章以Arduino結合LCD顯示器,設計一個Arduino互動LCD倒數計時器。其中以遙控器設定倒數時間,加入語音回應功能更人性化,還可以擴充聲控命令設定及回應,達到人機互動的控制,方便老人、盲人、行動不便者使用。


6 Arduino投球機
上一章介紹的倒數計時器應用廣泛,除了一般時間計時應用外,還可以與運動項目相結合,例如球賽計時、健身運動器材計時、投球機計時等應用上。在開始運動時,啟動倒數計時,即時加入語音提示語,可以增進裝置的趣味互動性,還可以擴充聲控命令設定及回應,達到完整人機互動的控制效果。本章以Arduino結合LCD顯示器,設計一台Arduino互動投球機。


7 Arduino小家電控制及互動調光器
自動照明在家中、工廠、教室、公共場所都是很重要的裝置。希望燈光照明的亮度可遙控調整、希望人到定位可以自動亮燈,離開時自動關燈、在黑暗中希望能聲控點燈、聲控調整照明亮度。本章以Arduino設計一台互動調光器,可以輕易實現這些創意實驗,還可以做小家電控制實驗,如遙控桌燈、抽水小水泵。


8 Arduino旋轉舞台
Arduino
要做機構動態應用展示設計,最簡單的控制方式是使用伺服機做動力驅動來源,加上Arduino系統內建伺服機控制函數,想要組裝設計一組動態旋轉的舞台並不困難,本章將結合遙控器來遙控旋轉舞台,舞台建立後,可以做許多創意商品展示或是擺上自己喜歡的公仔。


9 Arduino背誦九九乘法表
家中有幼兒的家長一定看過小朋友在背誦九九乘法表,有了ArduinoMSAY中文合成模組,自己可以動手組裝一台語音九九乘法表,幫助家中幼兒學習九九乘法表,以語音幫助記憶學習,又有機會增進親子互動關係,小朋友對Arduino一定會很好奇,居然會說話!


10 Arduino說唐詩
許多家長常常不希望家中幼兒輸在起跑點,於是幼稚園起便開始學中文識字,常會接觸到唐詩等優美詞句,常常陪伴小孩看故事書,聽有聲書,有了ArduinoMSAY中文合成模組,自己可以動手組裝一台語音唐詩故事書,既可增進親子關係,又可體驗Arduino DIY神奇的功能,從小培養開啟對電子、科技的探索好奇心。


11 Arduino語音樂透機
學習Arduino能幫我們預測樂透數字,您相信嗎?應用Arduino內建有亂數產生函數,動手組裝一台Arduino語音樂透機,試一下手氣吧!本設計可以學習亂數的軟體程式控制技巧及語音合成控制技巧。



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12 Arduino語音量身高器
超音波感測模組常用於感測前方是否有障礙物,結合語音可以說出前方有障礙物訊息,增進產品親合力。經過感知器可以自動量取身高,並說出高度值。安裝完成後,經過門下它會幫您測量高度,對成長中的小朋友,還蠻具吸引力的。


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13 Arduino智慧盆栽
智慧盆栽會自動測試水位高度、土壤溼度而自動加水,當盆栽缺水時,會說出「我很渴請加水」,會執行語音防盜警示功能。當有人靠近您家門口會說出「與主人有約嗎」,對於陌生人會嚇一跳。想怎麼設計自己的智慧盆栽,Arduino說中文技術可以快速實現您的各式創意實驗。


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14 Arduino互動史賓機器人
您家中有台史賓機器人嗎?還會動嗎Arduino如何與不同紅外線遙控玩具結合,做出互動專題展示?在本章結合Arduino控制板可以使史賓機器人活化起來,成為會聽話、說話、對話的可程式畫娛樂機器人,還可以學到相關程式設計,還可以自己改裝客製化玩法,相同原理可以應用於改裝於其他遙控玩具與Arduino連結變為Arduino互動玩具。


15 語音互動Arduino霹靂車
設計一台基本可以互動的遙控車,開始以遙控器遙控車子行進,並增加功能,可以像「霹靂遊俠」影集中的霹靂車(夥計),會聽從主人的話與主人互動。我們先設計基本原型功能,使用者自己可以依個人喜好,經由Arduino簡單的程式設計,來設計一台屬於自己獨一無二的聲控霹靂車。


16 互動Arduino聖誕老人
每年聖誕節到了,是否會將家中客廳裝飾一下,製造一下聖誕氣氛,並迎接新的一年的到來。今年學會Arduino程式設計,想玩點不一樣的嗎?設計一台互動Arduino聖誕老人,自娛人。會聽話、說話、對話的可程式控制聖誕老人,還可以換臉做多重角色扮演,不同角色有不同的個性及特質設計。


17 Arduino不限定語言聲控互動設計
在某些應用場合,特定語者語音辨認聲控技術,有它應用的方便性,可以直接錄音訓練即時更改辨認命令,不限定語言聲控,國語、台語、英語、客家語都可以,但是只限個人使用,本章介紹Arduino如何做不限定語言聲控辨認實驗,錄什麼音就辨認什麼音,並做LED亮燈控制。


18 Arduino特定語者聲控譜曲
特定語者聲控辨認技術是錄什麼音就辨認什麼音,可做不限定語言聲控應用,對於簡譜「DOREME」,等音階辨識也適用,因此可以做台特定語者聲控譜曲機,用念的將隨興的簡譜輸入到裝置中,本章介紹Arduino如何做聲控譜曲實驗。特定語者聲控譜曲適合個人使用,說國語、台語、英文都可以辨認,馬上可以錄音來做實驗。


19 Arduino特定語者聲控查詢晶片腳位
本專題以Arduino設計特定語者聲控查詢Arduino晶片腳位,只要說出Arduino晶片腳位,裝置會說出第幾支腳位,方便手動焊接工程板腳位確認,只需動口,動手焊接便可以工作,對於個人使用很方便。


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