基于树莓派的智能语音提醒系统.docVIP

精品文档，助力人生，欢迎关注小编！ 基于树莓派的智能语音提醒系统 打开文本图片集 摘 要：出门时忘记带某物或忘记某事是生活中普遍遇到的现象，这给人们的工作与生活带来困扰，文中针对这种现象设计并实现一个基于树莓派的智能语音提醒系统。在手机端通过系统APP将备忘内容发送到树莓派，当用户出门时，系统对用户拍照并通过Face++平台提供的功能进行人脸识别，语音读出该用户相应的备忘信息，起到提醒的作用。同时该系统还配有屏幕，显示时间、天气、问候语等，给用户带来智能化的出门体验。 关键词：树莓派;人脸识别;蓝牙传输;Python;文字转语音;魔镜 中图分类号：TP27文献标识码：A文章编号：2095-1302（20XX）10-00-03 0 引 言 随着科技的迅猛发展，人们的生活水平日益提高，众多的科技产品使人们的生活更加便捷与高效。与此同时，人们的需求也越来越高，这就需要更多智能化的产品走进人们的日常生活中。近年来，随着物联网的普及，智能家居产品的使用越来越普遍[1]。试想一下这样一个场景，当你收拾东西慌忙出门时，来到门口，传来一个声音提醒你别忘了带某份重要文件，你因此避免了一次工作上的重大失误。这样的智能生活体验正是本文智能语音提醒系统可以带给用户的。 目前，该领域的产品较少，比较出名的是Nut防丢贴片，但其不能解决出门忘带东西的问题，且有其他不少缺陷。首先，用户手机对该Nut的APP必须完全信赖，提供所有权限，且必须保持蓝牙一直处于开启状态，给用户带来极大不便;其次，Nut防忘贴片根据贴片与手机之间蓝牙信号的强弱判断距离，对环境的适应性较差，在墙体较多的地方、较近的距离就会报警，而在空旷的地方、较远的距离却不会报警，家庭的门是一个固定位置，Nut防忘贴片无法做到出门时提醒。本文智能语音提醒系统可在用户来到门口时，提醒用户带某物或做某事，弥补了目前产品在这一板块功能的不足。 系统以树莓派为核心进行控制，用户在手机上安装通过蓝牙串口软件改进后的“提醒小助手”APP，该软件将用戶备忘的信息通过蓝牙发送到树莓派。当用户出门时，树莓派将摄像头拍摄的用户照片上传至服务器进行人脸识别，通过返回的结果判断是家中的哪一位用户，并将其备忘的信息通过音响读出，从而达到提醒用户的目的。 1 系统硬件构成 1.1 系统总体结构 系统以树莓派为控制核心，摄像头、音响、屏幕等外设都与树莓派相连，手机通过蓝牙与树莓派连接，树莓派通过WiFi连接到云端服务器，总体结构如图1所示。 1.2 树莓派3代B+ 树莓派作为微型计算机，相比传统计算机只是缺少了显示屏幕和键盘，USB端口可以方便地连接Linux免驱摄像头，具有独立的40个GPIO引脚。树莓派可以运行Python语言，并进行编译，运算速度快，价格低[2]。 树莓派3代B+是树莓派基金会于20XX年3月14日发布的新版本，如图2所示，主频达到了1.4 GHz，在无线网络以及蓝牙性能上相比上一款产品也有较大提升。树莓派作为系统大脑，强大的性能是完成系统核心功能的基础。 1.3 USB高清摄像头 由于要对照片进行人脸识别，因此需要照片足够清晰。本文选用1080P高清USB摄像头，如图3所示，相比树莓派原装摄像头Pi Camera的清晰度提高了许多。 1.4 便携式音响 用户备忘的信息需要通过语音的方式读出，通过便携式音响来完成，如图4所示。在实际操作过程中发现，树莓派与音响通过蓝牙配对与连接不稳定，所以采用有线连接的方式，保证系统稳定性。 1.5 20寸屏幕 屏幕用于实现系统的附加功能，即“魔镜”的功能。屏幕上显示当前的精确时间、天气、温度、风力、日落时间，以及未来几天的天气与温度。屏幕正中显示问候语，系统会在上午、下午、晚上显示不同类型的问候语。摄像头固定在屏幕边框上，用户出门时只需下意识地看看时间、温度、天气等，就可被摄像头拍照，然后上传到服务器进行人脸识别。屏幕如图5所示。 2 系统各部分功能的实现 2.1 整体的运作流程 用户在手机上打开“提醒小助手”APP，打开蓝牙并连接到树莓派，此时用户就可在APP的消息发送界面将备忘的信息发送至树莓派，树莓派根据连接手机的Mac地址识别是家庭中哪位成员备忘的消息，并将用户发来的信息存到相应文本中。若用户出门，用户看“魔镜”时会被摄像头拍照，树莓派则将照片上传至Face++平台服务器中进行识别，平台在事先已经建立好的家庭人脸集合中识别出最相似的人脸，树莓派通过平台返回的数据即可判断出是家庭中的哪位成员，随后将相应的备忘内容读出，提醒用户。系统整体运作流程如图6所示。 2.2 手机与树