#第二届掌控板教学应用设计大赛#Gravity：语音湿度计提醒仪教学设计

项目背景

在这个万物更新的季节里，如果我们长时间在湿度较大的办公室里工作、生活，由于湿度过小时，蒸发加快，干燥的空气容易夺走人体的水分，使皮肤干燥，人就会无精打采，极易诱发呼吸系统病症。今天利用语音合成模块，分享一个《简易的语音温湿度提醒仪》。

教学目标

知识与技能 了解语音合成的原理；掌握温湿度传感器和语音合成模块的使用方法；熟悉程序中变量的创建、数值转换字符串的方法。

过程与方法 通过观察作品，学生认识温度和湿度关系，培养了观察力和想象力。

情感态度与价值观 感受语音湿度计提醒仪使用过程，养成发现问题，解决问题的能力，树立正确的科学观。

教学重点与难点

教学重点 语音模块播放的内容与温湿度数值一一对应

教学难点 解决温湿度数值转换字符串的方法

教学准备

1x中英文语音合成模块链接

1xmicro:bit V2 编程入门开发板链接

1xmicro:bit掌控I/O扩展板链接

1xDHT11温湿度传感器链接

1x高品质 micro USB数据线链接

1x3.7V充电锂电池链接

教学过程

一、情境导入

教师出示《语音湿度计提醒仪》实物，学生认真观察，听文字朗读，引入由于湿度过小时，蒸发加快，干燥的空气容易夺走人体的水分，使皮肤干燥，人就会无精打采，极易诱发呼吸系统病症。通过《简易的语音温湿度提醒仪》时刻提醒同学们时刻补充水分，防止疾病的发生。

二、知识讲授

智能语音主要用到了语音合成(Text To Speech)技术，简称TTS技术。它涉及声学、语言学、数字信号处理技术、多媒体技术等多种学科技术，是中文信息处理领域的一项前沿技术。语音合成是通过机械、电子的方法产生人造语音的技术，计算机将自己产生的、或外部输入的文字信息转变为可以听得懂的、流利的汉语口语输出的技术。

【认识语音识别模块】（图1）

图1

1.模块采用I2C和UART两种通讯方式，Gravity接口，兼容绝大部分主控。

2.模块上已经自带了一个喇叭，播放中文和英文；

3.引脚说明（图2）：

图2

1.D/T：I2C数据线TX

2.C/T：I2CRX时钟线RX

3.GND:电源负极

4.VCC:电源正极

5.AOP:音频输出正

6.AON:音频输出负

【指令学习】

1、语音合成指令模块

语音指令：（图3）

语音合成可以播放中文和英文，设置英文单词和字母

控制音量，语调，发音人设置6个模式

图3

2.温湿度传感器

测量室内的温度和湿度（图4）

图4

3.数值转换字符串（图5）

温湿度传感器的数值类型，语音合成模块播放字符串类型，将温湿度数值进行转换字符串类型，才能播放出来。

图5

三、电路连接

1.接线图：（图6）

语音合成模块：接扩展板IIC；温湿度传感器：节扩展板P2

2.开机后，bit显示笑脸，当按下A键，语音播报温度数值，当按下B键，语音播报湿度数值。

图6

四、【程序设计】

打开Mind+,连接设备COM19，（图7）

图7

左下角点击扩展添加主控板：microbit，（图8）

图8

左下角点击扩展添加传感器指令：DHT11/22温湿度传感器；（图9）

图9

左下角点击扩展添加用户库：语音合成模块；（图10）

图10

程序编写（图11）

图11

五、小组展示

学生以小组为单位，由小组代表分享《语音温湿度提醒仪》作品，小组组内学生自评、组与组互评，学生通过电子教室上交个人作业，教室给予评价和指导。

六、教学反思

通过《语音温湿度提醒仪》制作，学生了解了TTS技术，认识了语音合成的工作原理。本课例不仅综合运用了开源硬件编程知识，还融合了数学学科知识，既锻炼了学生的逻辑思维，同时培养了学生动手操作能力。