開啟Arduino的Python之旅——發(fā)聲篇

史澤輝

在之前的基礎(chǔ)篇和常規(guī)篇中，我們已經(jīng)分享了如何用Python驅(qū)動(dòng)Arduino主控板，成功實(shí)現(xiàn)了讀取溫度濕度和光線值，以及點(diǎn)亮LED燈和燈帶。過程中我們發(fā)現(xiàn)，數(shù)值的輸出只在串口顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，要是能聽到語音播報(bào)，是不是更方便更生動(dòng)呢？今天我們就來用Python控制計(jì)算機(jī)發(fā)出聲音。

控制計(jì)算機(jī)發(fā)出聲音，需要用到speech庫。首先要安裝一下這個(gè)庫，然后才能調(diào)用。使用win+r調(diào)出運(yùn)行對話框，輸入cmd進(jìn)入控制臺(tái)，輸入pip install speech，回車即可。打開編譯器IDLE，用import speech導(dǎo)入。編寫程序代碼speech.say（str），保存，按F5運(yùn)行，計(jì)算機(jī)即可把單引號(hào)里的文字以聲音的方式播報(bào)出來。注意str是字符類型，要播報(bào)的內(nèi)容要放在英文狀態(tài)的單引號(hào)里，如speech.say（‘這里是計(jì)算機(jī)發(fā)出的聲音’）。如圖1：

然而，很多小伙伴兒會(huì)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤提示。如圖2：

這個(gè)錯(cuò)誤提示的意思是，安裝的speech庫某一行語句有問題。按提示修改格式后，繼續(xù)保存運(yùn)行，又會(huì)出現(xiàn)新的錯(cuò)誤提示，依然是程序格式問題，叫人頭疼。解決這一問題的簡單方法是，用正確的speech庫文件進(jìn)行替換。操作如下：

按路徑C：＼Users＼用戶＼AppData＼Local＼Prog rams＼Python＼Python37＼Lib＼site-packages打開相應(yīng)文件夾（注意“用戶”是你的計(jì)算機(jī)登錄的用戶名）。找到speech.py文件，用正確的speech文件進(jìn)行替換即可。（可以從正常運(yùn)行的計(jì)算機(jī)上拷貝，也可以直接百度到）

SAPI是微軟Speech API ， 是微軟公司推出的語音接口，而細(xì)心的人會(huì)發(fā)現(xiàn)從WinXP開始，系統(tǒng)上就已經(jīng)有語音識(shí)別的功能了，可是用武之地相當(dāng)之少，微軟并沒有給出一些人性化的自定義方案，僅有的語音操控命令顯得相當(dāng)雞肋。 現(xiàn)在，我們的任務(wù)就是利用SAPI進(jìn)行個(gè)性化的語音識(shí)別。

win32com庫的安裝方法一：使用win+r調(diào)出運(yùn)行對話框，輸入cmd進(jìn)入控制臺(tái)，輸入pip install pypiwin32或pip3 install pypiwin32 或 Python -m pip install pypiwin32（根據(jù)所安裝的Python版本選擇不同的命令，安裝時(shí)會(huì)有提示）。

win32com庫的安裝方法二：從https：//sourceforge.net/projects/pywin32/files/pywin

32/下載pywin32-221.win-amd64-py3.7.exe文件。選擇Build 221，下載和本機(jī)Python對應(yīng)版本的pywin32的版本。

下載后，雙擊pywin32-221.win-amd64-py3.7.exe，會(huì)識(shí)別Python的安裝路徑，一路Next安裝即可。

安裝完成后，打開IDLE編譯器，編寫程序。首先用import win32com.client調(diào)用一下系統(tǒng)客戶端包，再用speaker=win32com.client.Dispatch（"SAPI.SPVOICE"）調(diào)用系統(tǒng)接口。接下來就可以輸入需要文本轉(zhuǎn)語音的字符串了。

我們簡單編寫一下體溫檢測程序，當(dāng)體溫小于37.3攝氏度，就播報(bào)str1語句內(nèi)容，否則播報(bào)str2語句內(nèi)容。如圖3：

winsound是Windows的音頻工具接口，可以實(shí)現(xiàn)簡單的音頻播放功能。允許播放WAV文件或發(fā)出嗶嗶聲，但它僅適用于Windows。如圖4：

Playsound是一個(gè)僅用于播放WAV和MP3文件的簡單程序包，它純Python，跨平臺(tái)，單一功能模塊，不依賴于播放聲音。使用此模塊，我們可以使用一行代碼播放聲音文件，除簡單播放外，它不提供任何功能。如圖5：

另外，我們還可以利用Python-sounddevice、pydub、pyaudio等方式來播放各種音頻文件，有興趣的讀者可以自行嘗試。

有了以上基礎(chǔ)，我們就可以結(jié)合開源硬件Arduino主控板進(jìn)行編寫程序了。我們繼續(xù)使用pinpong庫來驅(qū)動(dòng)Arduino主板，當(dāng)然你也可以試試其他庫。如圖6：

上述程序中，我們導(dǎo)入pinpong庫和speech庫，定義了LED燈為13號(hào)引腳，從A0端口讀取光線傳感器的值。如果光線值大于等于400那么LED燈開始點(diǎn)亮，輸出“LED燈工作中”，同時(shí)音箱播報(bào)聲音。按F5運(yùn)行程序。如圖7：

我們看到，檢測到的光線值為600以上，LED燈處于點(diǎn)亮狀態(tài)。利用這個(gè)功能，我們的創(chuàng)客作品就有聲有色，生動(dòng)多了。

作品程序完成后，我們可以將Python文件打包成exe文件分享給他人。本次分享的是利用pyinstaller打包工具對Python打包。操作步驟如下：

安裝pyinstaller之前先安裝Python，建議安裝32位的Python版本，因?yàn)閣in64位系統(tǒng)向下兼容32位程序。如果安裝64位版本Python進(jìn)行打包，只能在win64位系統(tǒng)中運(yùn)行，在win32中是無法運(yùn)行的。

安裝時(shí)需注意的是Add Python3.6 to path此處選項(xiàng)一定要勾選，否則后期還要對環(huán)境進(jìn)行配置，十分麻煩。

使用win+r調(diào)出運(yùn)行對話框，輸入cmd進(jìn)入控制臺(tái)，先檢查一下當(dāng)前Python版本（事關(guān)pip和pip3的使用）。

輸入：Python -V? （獲取Python的版本）。本文使用的是Python3.6.1版本，那么我們在安裝pyinstaller時(shí)需要使用pip3。（Python2版本使用pip）

輸入：pip3? install  pyinstaller （若是輸入pip會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提醒）。如圖8：

安裝成功會(huì)顯示successfully installed……此時(shí)pyinstaller已經(jīng)安裝成功了。

將需要打包的Python文件和圖標(biāo)圖片（ico格式）存放在一個(gè)文件夾中。（若是沒有圖片作為圖標(biāo)，則打包時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成默認(rèn)圖標(biāo)）

打開控制臺(tái)，先將路徑定位至存放目標(biāo)文件的文件夾，本文文件存放路徑為e：＼Python。

輸入打包命令：pyinstaller? -F? -i? jisuan.ico? text.py

運(yùn)行后，出現(xiàn)building exe successfully即為打包成功。如圖9、圖10：

返回目標(biāo)文件夾可以發(fā)現(xiàn)重新生成了4個(gè)文件。生成的exe文件就在dist文件夾中。

我們可以看到在dist文件中生成了一個(gè)exe文件，而且圖標(biāo)也是相應(yīng)的ico圖片。

雙擊生成的exe文件，可正常運(yùn)行。至此，我們就成功地將Python程序打包成exe文件進(jìn)行分享了。