描述

在這個項目中，我們將向您展示我們如何制作一個傳感器，該傳感器可以告訴您酒吧或酒館是否擠滿了人。

介紹

當您想去酒吧/酒館但不知道酒吧/酒館是否已滿，是否有派對或空無一人時，您是否曾經遇到過這樣的情況，您可以喝一杯聊天? 有了這個應用程序，您將來不會遇到任何此類問題。

描述

這個項目包括一個 Arduino Nano 板，它充當我們的傳感器或麥克風，以及一個移動應用程序，它充當我們在我們所在地區尋找酒吧和酒吧的搜索引擎。

Arduino 板上的麥克風對酒吧/酒吧的客滿程度進行采樣。然后，它使用機器學習算法處理這些信息，以確定酒吧/酒吧是否擠滿了人。然后，信息通過藍牙低功耗 (BLE) 發送到連接的手機，我們可以在其中檢查我們想去的任何酒吧/酒吧的信息。

機器學習

Edge Impulse 是一個免費的機器學習開發平臺。我們使用共享電子郵件創建了一個帳戶并創建了一個新項目。這很重要，因為將項目公開或與他人共享不會使他們能夠調整模型或幫助您收集數據。

• 數據采集

收集數據的最佳方式或最簡單的方式是使用我們的手機（而不是 Arduino 板），因為它設置起來更簡單，獲取數據的速度也更快。通過我們手機上的錄音機應用程序，我們收集了 3 種不同的數據（語音、音樂和靜音）。

我們決定我們每個人都將貢獻至少 20 分鐘的數據。我們的樣本持續時間為 10 秒，這意味著我們每個人至少貢獻了 120 個不同數據的樣本。由于大流行，我們無法進入酒吧/酒吧，因此我們不得不與家人一起模仿不同的場景。

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1 / 3 ?靜音樣本

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當我們收集到足夠的數據時，我們將其上傳到 Edge Impulse 數據采集中。Edge Impulse 自動在訓練集和測試集之間分割數據。通常，該比率為 80%（訓練集）和 20%（測試集），但您可以通過將樣本分配到各自的集合來使用我們自己的比率。

上傳現有數據

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• 沖動設計

下一步是創造沖動。選擇“創建沖動”后，添加處理塊和學習塊，然后保存沖動。對于處理模塊，我們選擇了音頻（MFCC）模塊，它使用梅爾頻率倒譜系數從音頻信號中提取特征，非常適合識別人聲。對于學習模塊，我們選擇了神經網絡 (Keras) 模塊，它從數據中學習模式，并將這些模式應用于新數據。這個塊非常適合對運動進行分類或識別音頻。

創造沖動

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您可以檢查/更改/保存“MFCC”下的參數，然后生成特征以查看您收集的數據的表示。要訓??練您的模型，請選擇“NN 分類器”并單擊“開始訓練”。訓練完成后，您將獲得上次訓練性能的準確度、混淆矩陣和結果的 3D 模型。

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1 / 3 ? 3D 模型

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在此之后，您可以在“模型測試”選項卡下測試您的模型。如果您想提高模型的準確性，您可能不得不使用 MFCC 和 NN Classifier 模塊的參數，但您必須小心，因為精度越高，模型的復雜性就會越大，有可能，Arduino Nano 將無法運行該模型。

部署

要使用 Arduino Nano 板，您需要創建正確的庫。在“部署”選項卡下，我們選擇了“Arduino 庫”，Edge Impulse 創建了我們自己的庫，該庫是基于我們的項目制作的。您將看到一個包含您的模型的 zip 庫，然后您可以將其編譯到您的 Arduino Nano 上。

現在我們可以檢查模型是否正常工作。在串行監視器中，您應該會收到 3 種不同的反饋。如果您與某人交談，串行監視器應打印出 Talk 標簽，如果您正在聽音樂，則標簽應為 Music，如果無聲，則標簽應為 Silence。

因為我們需要通過 BLE 連接 Arduino，所以我們稍微修改了從 Edge Impulse 導出的代碼。它還會自動連接應用程序，而無需從可用藍牙設備列表中選擇合適的設備。

我們修改了代碼，以便 Arduino 可以將正確的標簽發送到應用程序。如果 Arduino 閱讀的談話多于音樂和沉默，那么應用程序會告訴我們這個酒吧/酒吧里擠滿了人，如果音樂響亮，那么在場人員的交流或沉默應用程序會告訴我們酒吧/酒吧是開著的，但那里的人不多，如果沒有音樂也沒有人在說話，應用程序應該告訴我們酒吧/酒吧里很安靜，這意味著它可能已經關門了。此外，我們修改了我們的代碼，使 Arduino 平均使用最后 5 分鐘（最后 30 個樣本）并每 5 分鐘刷新一次，否則實例會發生任何劇烈變化。

移動應用

我們決定使用的移動應用是安卓設備的 Mit2app 發明者，因為它在編程界面的意義上是實用的，速度快，并且易于初學者使用。然而，缺點是圖形用戶界面設計。編碼的框圖如下圖所示。

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1 / 3 ?用于主屏幕和斷開連接的塊

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該應用程序易于使用。您只需登錄應用程序，然后轉到地圖，您（將來，因為這只是一個原型）將在那里看到酒吧的標記，并且根據顏色，您可以決定去哪里。

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1 / 2 ?地圖屏幕

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這是一個視頻，向您展示了該應用程序的使用及其工作原理。

結論

該應用程序非常適合原型。這個應用程序是為一個酒吧/酒吧制作的，看看它是否可以工作，所以有很多改進需要做，這將顯著增強用戶體驗，在嘗試將應用程序投放市場之前應該考慮。

• 改進

限制我們的第一件事是，由于大流行，所有的酒吧/酒吧都關閉了，所以我們無法在真實情況下進行測試。進行了測試，但只有少數人集中在一個地方。

此外，您應該考慮包括更多的酒吧/酒吧，但問題是要存儲收集到的所有數據。為此，您需要更多的 Arduino 或一些麥克風，一個供 Arduino 連接的在線服務器，以及通過服務從具有不同 ID 的酒吧/酒吧發送的數據將被存儲在哪里。

該應用程序本身是功能性的，但可以使其更具吸引力。在將任何產品引入市場之前，應考慮切換到本機代碼，因為它可以在應用程序設計中提供更大的靈活性。