夜行衣——夜跑爱好者的安全助手

新年新气象，我们来给热爱运动的自己做一件夜行衣。

一、背景

夜跑是现在很多人都比较重视的一个锻炼方法，很多喜欢锻炼的人会利用这样的运动方法来增强我们的身体素质。很多人夜跑的时候会去附近的操场，但是也有很多跑步爱好者直接在马路上跑步。在照明不佳的道路上，尤其是在过马路、转弯时，如果一个不注意，就有可能会让机动车反应不及时而酿成惨剧。

针对这个现象，除了现有的在夜跑服上面加装反光条，我们还能做什么呢？能不能将汽车上的转向灯设计到我们的衣服上呢？

二、功能简介

本项目参考机动车上的转向灯概念，来进行设计。

产品分为以下几个功能：

• 左转弯灯光指示
• 右转弯灯光指示
• 紧急情况灯光指示
• 照明模式

为了在跑步过程中方便的实现上面功能，该项目尝试通过语音控制的方式来进行对应的功能实现。

三、项目材料

• ASR-THREE离线语音模块 * 1

ASR-THREE是由好好搭搭公司出品的一款离线语音模块，芯片内置自主研发的脑神经网络处理器BNPU，支持300条命令词以内的本地语音识别，支持中文、英文、方言。支持离线语音学习功能，当芯片识别到ID后，通过串口发送对应的ID号。

• Arduino UNO * 1

Arduino UNO是常见的一种开源硬件控制板。它有14个数字输入/输出引脚、6个模拟输入引脚。结合扩展板，可以制作很多非常有意思的作品。

• Arduino UNO扩展板 * 1

扩展板大大了增加了电源接口和GND接口，在板子上，数字引脚和模拟引脚下面都会有对应一排“红色”排阵，以及一排“黑色”排阵。这就是扩展出来的电源接口。红色排阵是与电源相连的，黑色排阵对应与GND相通。

• 7.4V锂电池 * 1
• WS2812RGB灯带 * 1卷
• 魔术贴（可选）
• 马甲一件

四、功能实现

语音模块关键字学习

电路连接

唤醒词学习

根据上面的电路接线将语音模块正确接入到UNO的3号引脚，然后说：“小爱同学”唤醒语音助手，然后说出“学习唤醒词”，根据提示来学习唤醒词:

当听到：学习状态中，保持安静，请说出需要学习的唤醒词！

可以说：小曼同学

提示：学习成功，请再说一次！

再说一次：小曼同学

提示：学习成功，请再说一次！

第三次：小曼同学

提示：学习完成

完成了新的唤醒词学习，后续通电后可以使用“小曼同学”这个新的唤醒词来唤醒语音助手！

命令词学习

先说”小曼同学”唤醒语音助手，然后说出“学习命令词”，根据提示来学习命令词:

当听到：学习状态中，保持安静，请按提示学习命令词！请说出第一条要学习的指令！

可以说：左转弯

提示：学习成功，请再说一次！

再说一次：左转弯

提示：学习成功，请再说一次！

第三次：左转弯

提示：恭喜你第一条指令学习成功，请说出第二条要学习的指令 (继续根据上面的方式说出要学习的指令,如:右转弯、紧急情况、启动照明模式)

全部学习完成后使用“退出学习”语音指令来退出当前的学习状态。

学习结束后会自动生成一个ID，通过这个ID编写程序来控制即可。

电路连接

因为WS2812灯带是一盘连在一起,而我们需要将灯带设计成两个箭头,所以需要根据需求将灯 带剪开重新焊接，排列出两个箭头造型。

WS2812灯带一段为+5V、Din、GND；另一端为+5V、Do、GND。在改装的时候，需要注意两段灯带连接在一起时，上一段的Do端需要和下一段的Din端焊在一起，第一段的Din端，需要焊上一个3P的杜邦线，到时候连接到UNO的数字引脚。

我使用了四个灯珠的灯带作为箭头主体,另外两边分别再两接两个少一点灯珠的灯带作为箭头指示方向。（最后测试的时候，发现单条的效果不是特别好，所以在实际应用的时候每一边共用了22个灯珠。同样的焊接方法。）

焊接完成后，可以写一段测试程序，测试一下焊接的灯带是否能够正常工作。可以将灯带分别接到UNO板子的数字引脚2号和3号。打开Mind+软件,点击左下角扩展，在主板中选择UNO主板,在显示器中选择WS2812RGB灯。

然后录入下面的亮蓝灯测试程序：

测试无误后，结合下表和接线图进行电路接线。

接线完成后，将灯带装到马甲上。（实际使用的时候，可以将灯带缝在魔术贴上，这样后续便于拆卸和衣服的清洁。）

将UNO板和电源装入衣服预先准备的安装位置，开始程序编写。

程序编写

准备工作

1. 库文件添加：这里我们使用了编程工具是Mind+图形化编程软件,在使用之前需要在扩展里的用户库的搜索栏输入下面这个链接https://gitee.com/haohaodada-official/ext-asr查找到离线语音识别模块后，添加这个库文件就可以在图形化的方式下使用这个模块了。

2. 指令ID查看：

将上面的程序上传后，点击右下角的打开串口，可以从串口中读取到刚刚上面新增的四个命令词ID(左转弯(ID:55)、右转弯(ID:56)、紧急情况(ID:57)、照明模式(ID:53))。

功能流程图

根据实际功能要求写出流程图，进行功能分析。

程序编写

程序完成后，将锂电池接入UNO的电源供电口，将电源和控制板放入马甲的口袋中，就可以开始愉快使用啦！

成功通电后，语音模块会发出欢迎提示音，通过唤醒指令“小曼同学”唤醒。唤醒后，再使用“左转弯”、“右转弯”、“紧急情况”、“启动照明模式”来测试对应的灯带工作状态是否正常。

五、作品实际测试

附