作品構(gòu)思

為建設(shè)一個綠色、節(jié)能、智慧的校園環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的低碳環(huán)保節(jié)能意識，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，學(xué)校教師開發(fā)了一門人工智能跨學(xué)科課程，用動手體驗、研究、閱讀、創(chuàng)作方式實施課程教學(xué)，自主設(shè)計與集成電子套件、圖形化編程軟件、DIY外觀設(shè)計工具、線上教學(xué)網(wǎng)站等。

本作品名稱為“智能語音控制校園彩色燈光電路”，以校園環(huán)境作為場景，教師自主設(shè)計語音指令和程序控制燈光的電路板、RGB編程控制燈帶、話筒、揚聲器、電源等元器件（圖1），提供學(xué)生編程環(huán)境和工具。

電路供電后，設(shè)備通過話筒接受學(xué)生的語音指令，通過程序控制點亮燈帶燈珠，燈珠點亮、熄滅，色彩變換多樣組合，會呈現(xiàn)出五彩繽紛的狀態(tài)（圖2）。建設(shè)智慧校園環(huán)境，吸引師生觀賞，激發(fā)創(chuàng)作者的好奇心、求知欲，提升學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

制作過程

第一步：了解電路。學(xué)生了解教師自主設(shè)計的教學(xué)電路板、板中的電路原理和涉及到的元器件，有興趣的同學(xué)還可以跟隨教師利用嘉立創(chuàng)EDA等電路制板軟件設(shè)計自己的電路板（圖3）。

第二步：焊接電路。按照電路板圖紙，焊接電路板，把零散的元器件焊接到電路板上，為燈帶焊接接線頭燈。

第三步：編寫程序。利用芯片對應(yīng)的軟件設(shè)計語音芯片內(nèi)的對話詞條和設(shè)置詞條對應(yīng)的控制指令，建立對話語言問答庫和輸出控制信號；利用模塊化編程軟件編輯程序，接受語音識別芯片傳遞來的控制信號和利用程序控制燈帶點亮、熄滅、變色、變化等狀態(tài)。

第四步：電路測試。組合電路，做控制測試，如果不成功，檢測焊接點并修復(fù)，反復(fù)調(diào)試程序，直到符合設(shè)計預(yù)期。

第五步：設(shè)計外觀。為作品設(shè)計一個適合場景使用的外觀。

第六步：在校園的特定場景布局系統(tǒng)，并張貼制作好的作品介紹海報。

創(chuàng)新點

創(chuàng)新點一：電路板教師自主設(shè)計（圖4），適合學(xué)生學(xué)習(xí)使用。

創(chuàng)新點二：對話問答對按照場景設(shè)計。

創(chuàng)新點三：程序設(shè)計了20種燈光展示模式，從簡單到復(fù)雜逐步過渡，能夠培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移應(yīng)用能力，為學(xué)生留下更大的拓展空間。

創(chuàng)新點四：外觀設(shè)計和應(yīng)用場景創(chuàng)新，為學(xué)生留下實用和美感的體驗（圖5）。

功能展示

1.智能語音控制彩色燈光電路對話展示

語音控制機器人“小外”，它可以根據(jù)人發(fā)出的語義指令，實施對話并切換出20種不同色彩模式的燈光。機器人對話問答對，動作指令和回復(fù)語列舉如下。

動作指令為“模式一”或“一號燈紅燈打開”等，回復(fù)語為“一號燈紅燈已打開”。

……

動作指令為“模式二十”或“變換燈”等，回復(fù)語為“已為您打開變換燈”（圖6）。