一种语音交互灯的制作方法

本实用新型涉及一种智能led灯具，尤其是一种语音交互灯，属于智能家居照明设备技术领域。

背景技术：

目前，led灯具作为传统白炽灯和日光灯的替代品，以其结构精巧、高效节能、光源充足、安全长寿等技术优点，正在成为新一代照明市场的主力产品，led灯具目前已广泛使用于公共及家居环境中，有利于推进环保节能社会的建立，同时也带动环保节能产业的高速发展。

对于现代智能家居行业而言，相比功能性的提升，增强设备交互性与情感反馈已成为产业发展的新重点。现有的led灯具大多仅用于简单的照明装饰，功能单一，并不具备进一步的观赏效果；并且目前市场中的声控led灯，只是简单对环境声响做出反应，而不能对特定语音或者词汇作出反应，交互形式不明显。同时，在家居设备基本功能不断完善的前提下，用户对于家居设备的互动性要求越来越高；现有装饰性的多色led灯通常只能采用既定的工作模式变色或者形成图案，缺乏互动性，不能根据用户行为进行即时反应，尤其缺乏对于用户情感变化的检测，已无法满足用户对于产品的情感互动需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种针对相关语音体现不同照明和装饰效果的灯具装置，通过语音识别词汇来控制灯光的变色，以达到情感交互与反馈的效果。

本实用新型的技术解决方案：一种语音交互灯，其结构包括arduino单片机，语音识别模块，麦克风，电源，灯具；其中arduino单片机的第一信号输入/输出端连接语音识别模块的第一信号输出/输入端，arduino单片机的第二信号输出端连接灯具的信号输入端，麦克风的信号输出端连接语音识别模块的第二信号输入端；电源的3个电输出端分别与arduino单片机、语音识别模块和灯具的电输入端连接。

进一步的，所述的灯具包括灯罩、圆形底板、支架和若干led灯条，其中led灯条安装于圆形底板的上表面，并以底板的中心辐射状排列，每根led灯条上的led灯以圆形底板中心向外侧依次对应围成一圈；灯罩安装于led灯条的上方，并与圆形底板的边缘连接固定，其上表面为水波纹形，包括若干圈波纹形凸起，每层凸起的位置分别对应一圈led灯；圆形底板的下表面外侧边缘设有支架，arduino单片机、语音识别模块、麦克风和电源均安装于圆形底板的表面。

本实用新型的优点：

1）通过水波纹形的灯罩设计和led灯组排列，具备一定的装饰性与艺术美感，适用于家居环境和公共场所展示使用；

2）通过语音识别模块对特定的词汇进行即时识别与反馈，控制过程更加灵敏，比起普通声控模块或app控制更加节省时间；

3）通过识别具有不同情感含义的词汇来控制led灯的变色，达到与用户之间的情感交互，体现出负面情感对于人际关系的伤害，在照明装饰的基础功能上更加具备教育与警示意义；

4）采用低耗能的led灯，技术成本低，实施和推广效果较为理想。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2-1~2-3是灯具主体结构示意图。

附图3-1（1）~3-1（3）、3-2（1）~3-2（3）、3-3（1）~3-3（6）是led灯组的交互过程示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1所示的一种语音交互灯，包括arduinounor3单片机，ld3320语音识别模块，boyaby-m1领夹式麦克风，lrs-300e-5300w/5v/60a开关电源，以及灯具主体；其中arduino单片机负责程序的运行和总控工作，ld3320语音识别模块是语音识别功能的基础模块，由领夹式麦克风收集声音，将模拟信号转换为数字信号后，发送至ld3320语音识别模块进行数据比对和语音识别判断，并返回判断结果给arduino单片机，执行灯具主体的信号输出；灯具主体收到信号后，发出对应颜色的光芒。arduino单片机的0、1号数字输入输出脚（rx/tx）接入ld3320进行数据交换，arduino单片机的6号数字输入输出脚接灯具的信号输入源脚，开关电源的两极接上灯具的电源脚。arduino的供电由9vdc适配电源进行供电。

如图2-1~2-3所示，所述的灯具采用型号为ws2812b的led灯条，可根据输入的信号调整发光颜色，其结构包括灯罩、圆形底板、支架和若干led灯条，其中led灯条安装于圆形底板的上表面，并以底板的中心辐射状排列，每条led灯条上有26个led灯，以圆形底板中心向外侧依次对应围成一圈，记为第一层，以此类推一共26层；将相邻两层led灯分为一组，每组中间间隔一层led灯，共分为9组；灯罩安装于led灯条的上方，并与圆形底板的边缘连接固定，其上表面为水波纹形，包括若干圈波纹形凸起，每层凸起的位置分别对应一圈led灯；圆形底板的下表面外侧边缘设有支架，arduino单片机、语音识别模块、麦克风和电源均安装于圆形底板的表面。

所述的arduino单片机采用adafruit_neopixel.h函数库进行驱动，能够实现点亮，控制，变色等多个功能，并可分别控制各圈led灯的颜色及亮度；所述的语音识别模块通过usb-ttl转换器连接计算机，提前向ld3320语音识别模块写入语音识别的相关数据信息；而后连接麦克风，可以对麦克风采集到数据进行识别与判断，其是否是先前写入的相关数据，而后输出对应的数字信号，供单片机进行数据处理。例如：提前对ld3320输入{a0zixin}，则在麦克风识别到“zixin”发音的词语后会对arduino发送一个对应的情况信号，例如为“0”，在arduino接收到“0”信号时可以执行对应的程序。

如图3-1（1）~3-1（3）、3-2（1）~3-2（3）、3-3（1）~3-3（6）所示，为本实施例一种语音交互灯的语音交互情感反馈过程：

1）对语音识别模块预先输入如下词语：“自信”“可爱”“优秀”“善良”“大方”“勇敢”，并标记为“正面情感”，输入如下词语：“愚蠢”“丑陋”“自私”“虚伪”“极端”，并标记为“负面情感”；

2）当语音识别模块通过麦克风检测到“正面情感”词语时，输出“正面”识别信号至arduino单片机，arduino单片机根据信号点亮第1组led灯为蓝色并暂停，等待下一次信号输入，若继续输入仍然为“正面情感”的词语，则点亮第2组led灯为蓝色，以此类推，直至全部9组led灯均被点亮为蓝色，则将全部led灯（包括中间为了间隔不同组而空的层）点亮为蓝色，并在蓝色基础上形成紫色的流水灯效；

3）当语音识别模块通过麦克风检测到“负面情感”词语时，输出“负面”信号至arduino单片机，arduino单片机根据信号直接忽略后续输入，依次点亮第1组、第2组、…、第9组led灯为红色，直至各组led灯均被点亮为红色，而后将全部led灯点亮为红色（包括中间为了间隔不同组而空的层），并在红色基础上形成橙色的流水灯效；

4）若在led灯从第1组至第9组被“正面情感”词语点亮的过程中，语音识别模块通过麦克风检测到“负面情感”词语时，则停止检测；arduino单片机控制目前正在准备点亮的那一组led灯变为红色光，接着以其为起点，依次将该组led灯内环的外环的不同组led灯依次点亮为红色光（包括之前已经被点亮为蓝色的灯组，将其变化为红色），最终全部led灯均发出红色光，并在此基础上进行橙色的流水灯效；

5）若灯具产生流水灯效，则代表一次识别结束，将停止语音的继续输入与识别判断。

以上互动过程展现了负面情感对于日常生活的影响，当“负面情感”代表的红色波纹扩散，代替代表“正面情感”的蓝色波纹，之后即使再用“正面情感”的词语也无法抵消“负面情感”带来的影响，由此展现出灯具的互动价值。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在发明的保护范围之内。