创意智造第9课 智能门口迎宾装置（人体传感器、语音合成模块 )课件-2025-2026学年暑期创客培训

创意智造 第9课 智能门口迎宾装置 （人体传感器、语音合成模块） 信息科技暑假夏令营培训 授课教师：君君 目录 人体红外热释电运动传感器 走廊感应照明灯 语音合成模块 环境监测语音播报 智能门口迎宾装置 情境导入——智能门口迎宾装置 同学们，大家回想生活中的场景： 商场大门、酒店前台、便利店门口，当我们推开大门走进去，经常能听到一句温馨提示：“欢迎光临！”。 设想这样一个场景：我们班级的教室门口，每当有同学、老师走进教室，装置能够自动感知有人靠近，主动发出语音欢迎；没有人经过的时候，设备安静待机，节约电能。 通过简单的分析，如果我们制作一套智能门口迎宾装置，我们需要可以感知人体的传感器，搭配主控、语音模块。 人体红外热释电运动传感器 人体红外热释电运动传感器 人体红外热释电运动传感器，常简称人体红外传感器，它相当于整套迎宾装置的 “眼睛”，负责发现前来的人，让我们来认识这个传感器。 一切温度高于绝对零度的物体都会向外辐射红外线，人体会持续发出特定波长的红外信号。该传感器内部搭载热释电探头，能够捕捉人休发出的红外辐射；当人发生移动，传感器接收的红外信号产生变化，模块就会输出高电平信号，以此判断检测范围内出现移动人休。 人体红外热释电运动传感器 标号 引脚 功能说明 1 VCC 电源正极 2 GND 电源负极 3 DO 数字信号输出 人体红外热释电运动传感器是属于数字信 号模块，DO口输出数字信号，接aduino uno 的数字引脚。人体红外热释电运动传感器的检测角度是0~110度的范围，检测的距离是0~7m，传感器通常是安装在门顶，距离传感器越远检测的精准度就越差。 探究活动一 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 人体红外传感器 X1 单色LED灯 X1 3P杜邦线若干 动手实践：使用人体热释电红外传感器（PIR）实现人体检测：PIR 传感器检测进入范围的人体发出的红外辐射；检测到人时输出高电平，否则低电平。aduino uno检测到高电平时点亮板载 RGB。 连接规则： 人体热释电红外传感器连接到aduino uno的D2引脚； 红色LED发光连接到aduino uno的D13引脚。 探究活动一 探究活动一 连接开发板到电脑的USB接口后，打开mind+软件，在扩展区“主控扩展”选择“aduino uno”开发板，模块扩展中选择“人体红外热释电运动传感器”和“数字LED发光模块”，第一次选择“时，先下载后选择。 探究活动一 设置引脚D2→输入模式 设置引脚D13→输出模式 D13=低电平（初始关灯） 循环(while死循环)： 创建变量pir_val = 读取数字引脚D2 判断：如果pir_val==高电平 数字输出D13=高电平（点亮红灯） 否则: 数字输出D13=低电平（关闭红灯） 等待0.2秒。 探究活动一 走廊感应照明灯 走廊感应照明灯 传统走廊、楼道照明灯需要人工手动开关，经常出现白天长亮浪费电能、夜晚黑暗不方便通行、人员离开后忘记关灯等问题。为解决照明不智能、不节能的问题，本项目基于Arduino主控、人体红外热释电传感器和LED灯，设计智能走廊感应照明系统，实现有人自动亮灯、无人自动熄灯的智能节能效果，贴近校园和生活真实应用场景。 1.人体智能检测：利用热释电红外传感器实时监测走廊区域，识别移动人体。 2.有人自动亮灯：检测到行人经过，自动点亮LED照明，解决夜间通行黑暗问题。 3.无人自动熄灯：区域内无人体移动时，保持灯光关闭状态，节约电能。 4.光控节能过滤：结合光线传感器检测环境亮度，白天光线充足时，即使有人经过也不亮灯，杜绝电能浪费。 走廊感应照明灯 硬件： aduino uno r3 x1 uno 扩展板 X1 人体红外传感器 X1 光线传感器 X1 单色LED灯模块 X1 3P杜邦线若干 连接规则： 光线传感器连接到aduino uno的A0引脚； 单色LED灯模块连接到aduino uno的D13引脚； 人体红外传感器连接到aduino uno的D2引脚； 走廊感应照明灯 走廊感应照明灯 连接开发板到电脑的USB接口后，打开mind+软件，在扩展区“主控扩展”选择“aduino uno”开发板，模块扩展中选择“人体红外热释电运动传感器”、“数字LED发光模块”和“模拟环境光线传感器”，第一次选择“时，先下载后选择。 走廊感应照明灯 设置引脚D2为输入模式（传感器信号读取） 设置引脚D13 为输出模式（LED控制） D13初始输出低电平，灯光默认关闭 循环模块（while死循环）： 新建变量“红外数值”= 读取数字引脚D2 新建变量“光线数值”= 读取模拟引脚 A0 判断如果：红外数值==高电平and光线数值<400（环境昏暗） D13输出高电平（开灯） 否则： D13输出低电平（关灯） 等待0.3秒，稳定检测信号，避免误触发 走廊感应照明灯 语音合成模块 语音合成模块 人体红外传感器是智能门口迎宾装置的“眼睛”，负责“感知有人到来”；语音合成模块是智能门口迎宾装置的“嘴巴”，负责执行声音输出。 语音合成模块又称TTS 文字转语音模块。它不需 要提前导入录音音频，可以将中文、数字等数据，通 过模块内部处理器自动把文字转换为人声语音，接上 扬声器就能直接播放声音。 语音合成模块 引脚说明： 序号 引脚 功能描述 1 D/T I2C数据线/TX/SCL 2 C/T I2C时钟线/RX/SDA 3 GND 电源负极 4 VCC 电源正极 5 AOP 音频输出正，可外接D类功放后接外置喇叭 6 AON 音频输出负，可外接D类功放后接外置喇叭 该模块大部分情况下，都是使用IIC接口，但是该模块还可以采用UART通讯方式，该模块还附带了AOP和AON接口可以外接喇叭。 探究活动二 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 语音合成模块 X1 4P的IIC杜邦线若干 动手实践：想要智能智能门口迎宾装置播报出“欢迎光临”的语句，就要学会使用aduino uno控制语音合成模块播出中文语音。 连接规则： 语音合成模块连接到aduino uno的IIC引脚。 探究活动二 探究活动二 连接开发板到电脑的USB接口后，打开mind+软件，在扩展区“主控扩展”选择“aduino uno”开发板，模块扩展的搜索并找到“Gravity语音合成模块”，其他的语音合成模块使用的是UART引脚，不适合接到IIC引脚上。 探究活动二 环境监测语音播报 环境监测语音播报 本项目基于Arduino UNO主控、DHT11温湿度传感器、按键模块、语音合成模块，设计环境监测语音播报系统。系统可实时采集环境温度与湿度数据，通过按键触发播报指令，自动将监测到的温湿度数据转化为中文语音播报，无需查看屏幕即可获取环境信息。 核心功能 1.实时环境监测：通过DHT11传感器实时采集当前环境温度、湿度数据，精准捕捉环境变化。 2.按键触发语音播报：按下功能按键，系统自动播报当前环境温度、湿度数值，实现免查看、语音读数据。 3.高温智能预警：监测到环境温度过高时，额外播报预警语音，提醒通风降温，提升环境安全度。 环境监测语音播报 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 DHT11温湿度传感器 X1 语音合成模块 X1 按钮模块 X1 4P/3P杜邦线若干 X1 连接规则： DHT11温湿度传感器连接到aduino uno的D2引脚； 按钮模块连接到aduino uno的D8引脚； 语音合成模块连接到aduino uno的IIC引脚。 环境监测语音播报 探究活动二 连接开发板到电脑的USB接口后，打开mind+软件，在扩展区“主控扩展”选择“aduino uno”开发板，模块扩展选择“Gravity语音合成模块”、“DHT11温湿度传感器”和“数字大按钮模块” 环境监测语音播报 设置引脚D8为输出模式（LED）； 设置引脚D2为输入模式（DHT温湿度传感器）； 初始化语音合成模块的I2C地址； 设置语音合成模块的音量和发声人； 循环模块：（while死循环） 新建变量wendu→温湿度传感器的温度； 新建变量shidu→温湿度传感器的湿度； 判断：当按钮按下后： 语音播报→温度； 语音播报→湿度； 等待0.3秒。 环境监测语音播报 模智能门口迎宾装置 智能门口迎宾装置 今天这节课，我们就利用 Arduino、人体红外传感器、语音合成模块，动手搭建、编程实现自动迎宾装置。 装置的核心功能： 01利用人体红外热释电运动传感器，实时监测门口区域，识别移动的人体热源，向aduino uno开发板传递检测信号。 02当传感器检测到有人靠近门口，主控发送指令给语音合成模块，自动播放预设迎宾语音（例：欢迎光临）。 03完成一次语音播报后，进入冷却时段。冷却时间内即使持续检测到人，也不会再次播报，避免人在门口停留时语音循环重复播放。 智能门口迎宾装置 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 人体红外传感器 X1 语音合成模块 X1 单色LED灯模块 X1 4P/3P杜邦线若干 连接规则： 人体红外传感器连接到aduino uno的D2引脚; 语音合成模块连接到aduino uno的IIcC引脚； 单色LED灯模块连接到aduino uno的D5引脚； 智能门口迎宾装置 智能门口迎宾装置 连接开发板到电脑的USB接口后，打开mind+软件，在扩展区“主控扩展”选择“aduino uno”开发板，模块扩展选择：人体红外传感器、语音合成模块和LED灯模块。 智能门口迎宾装置 1.设置引脚D2为输入模式（人体红外） 2.设置引脚D8为输出模式（LED） 3.初始化语音合成模块的I2C地址； 4.设置语音合成模块的音量和发声人； 5.数字输出D8→低电平（初始关灯） 6.循环模块：（while死循环） 判断：如果数字读取D2==高电平 数字输出D8→高电平（LED 亮） 语音播放→"欢迎光临" 等待5秒（等待语音播完，避免重复触发） 循环模块：等待直到数字读取D2==低电平（等人离开） 等待2秒（额外延时，防止误触发） 否则： 数字输出D8→低电平（LED灭） 智能门口迎宾装置 感谢聆听！ 信息技术暑假夏令营培训 授课教师：君君 $