树莓派 c语言 播放音乐,［院新苗杯］基于树莓派的多功能语音控制音箱

原标题：［院新苗杯］基于树莓派的多功能语音控制音箱

基于树莓派的多功能语音控制音箱

梁天淳小组

一、功能

多功能语音音箱具有可以通过语音控制来开关音箱、调节音乐声音的强弱的功能。同时音箱上带有一盏同样能够通过语音控制开关与控制灯光亮度的台灯。作为一个智能的多功能音箱，它还有智能的睡眠模式——超过一定时间没有接收到任何语音信息，它会智能地逐渐降低音量和灯的亮度，直到关闭。

二、创新点

1. 语音识别功能对智能家居有创造性的作用，极大提升了用户的体验，能够解放双手，方便生活，满足了人们在一些特殊环境下的输入需求。语音控制的多功能音箱将抢占市场。

2.我们在语音识别系统中采取了简单的神经网络算法即BP神经网络，其可以通过改变神经元之间的连接权值来减少系统实际输出和期望输出的误差。

BP神经网络在训练数据时可以采用增量学习或者批量学习。

增量学习要求输入模式要有足够的随机性，对输入模式的噪声比较敏感，即对于剧烈变化的输入模式，训练效果比较差，适合在线处理。

批量学习不存在输入模式次序问题，稳定性好，但是只适合离线处理。

因此我们可以对BP算法进行改进，增加动量项，引入动量项是为了加速算法收敛，从而达到自适应调节学习率。

四、系统方案设计

1、利用传感器接收语音信号，并利用语音识别模块将模拟信号转化为数字信号

2、再使用神经网络算法——先将信息化成概念，并用符号表示，然后，根据符号运算按串行模式进行逻辑推理，这一过程可以写成串行的指令，在树莓派主控芯片上进行计算，可以减少语音识别的错误，实现AD模块快速准确将信号转化为控制指令再进行工作。

3、正确编写程序，实现音箱和灯的开关与声音的强弱和灯的亮度以及睡眠模式下的声音和灯逐渐降低和调暗的过程。

4、利用传感器检测信号，在长时间检测不到语音信号输入的时候自动运行主控芯片上已经编好的程序，设备自动关闭。

5、最后用树莓派上USB转串口线连几个模块进行调试实现功能。

三、系统方案论证

1.主控芯片的选型

采用树莓派主控芯片。

它是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100 以太网接口(A型没有网口)，可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有PC的基本功能。

树莓派拥有成熟的社区和库，通过vim及gcc用c语言可以对其进行编辑，初学者学习较为简单。运用wiringPi库，我们通过外设可以直接在树莓派上编辑，也可以通过连接电脑进行编辑。

2.语音识别模块

采用LD3320模块。该模块有两种模式：

普通模式：随时识别语音命令，识别率低，易受到干扰。

口令模式：先识别口令，再识别语音命令，识别率高。

我们计划采用口令模式。

此模块的识别原理为拼音识别，该芯片支持的最大关键词(识别句)为50条，其中每条不超过10个汉字，72个拼音(通过动态更换词组可以实现无数条关键词)。此模块的驱动端口带上拉，带多个滤波电容，原件安排合理，很好的控制了信号的和谐与稳定，提高可靠性和识别率。

3.音乐播放模块

采用TTL串口音乐播放模块。

此模块通过TTL电平的串口向模块发送特定指令就可以控制语音模块实现所需功能。

例如：你可以用树莓派的串口发送(TXD)引脚接到模块(RXD)引脚上面，就可以实现树莓派控制音乐播放模块播放音乐

4. 5WLED (9个LED5730)

LED驱动电路板

责任编辑：