智能语音控制校园彩色灯光电路

作品构思

为建设一个绿色、节能、智慧的校园环境，培养学生的低碳环保节能意识，提升学生的科学素养，学校教师开发了一门人工智能跨学科课程，用动手体验、研究、阅读、创作方式实施课程教学，自主设计与集成电子套件、图形化编程软件、DIY外观设计工具、线上教学网站等。

本作品名称为“智能语音控制校园彩色灯光电路”，以校园环境作为场景，教师自主设计语音指令和程序控制灯光的电路板、RGB编程控制灯带、话筒、扬声器、电源等元器件（图1），提供学生编程环境和工具。

电路供电后，设备通过话筒接受学生的语音指令，通过程序控制点亮灯带灯珠，灯珠点亮、熄灭，色彩变换多样组合，会呈现出五彩缤纷的状态（图2）。建设智慧校园环境，吸引师生观赏，激发创作者的好奇心、求知欲，提升学生的实践能力，培养学生的创新精神。

制作过程

第一步：了解电路。学生了解教师自主设计的教学电路板、板中的电路原理和涉及到的元器件，有兴趣的同学还可以跟随教师利用嘉立创EDA等电路制板软件设计自己的电路板（图3）。

第二步：焊接电路。按照电路板图纸，焊接电路板，把零散的元器件焊接到电路板上，为灯带焊接接线头灯。

第三步：编写程序。利用芯片对应的软件设计语音芯片内的对话词条和设置词条对应的控制指令，建立对话语言问答库和输出控制信号；利用模块化编程软件编辑程序，接受语音识别芯片传递来的控制信号和利用程序控制灯带点亮、熄灭、变色、变化等状态。

第四步：电路测试。组合电路，做控制测试，如果不成功，检测焊接点并修复，反复调试程序，直到符合设计预期。

第五步：设计外观。为作品设计一个适合场景使用的外观。

第六步：在校园的特定场景布局系统，并张贴制作好的作品介绍海报。

创新点

创新点一：电路板教师自主设计（图4），适合学生学习使用。

创新点二：对话问答对按照场景设计。

创新点三：程序设计了20种灯光展示模式，从简单到复杂逐步过渡，能够培养学生的知识迁移应用能力，为学生留下更大的拓展空间。

创新点四：外观设计和应用场景创新，为学生留下实用和美感的体验（图5）。

功能展示

1.智能语音控制彩色灯光电路对话展示

语音控制机器人“小外”，它可以根据人发出的语义指令，实施对话并切换出20种不同色彩模式的灯光。机器人对话问答对，动作指令和回复语列举如下。

动作指令为“模式一”或“一号灯红灯打开”等，回复语为“一号灯红灯已打开”。

……

动作指令为“模式二十”或“变换灯”等，回复语为“已为您打开变换灯”（图6）。