本文将详细介绍智能镜的设计过程，包括软件的编写、硬件的购买和设计。

镜面显示部分

镜面材料及显示效果

欲完成即能照镜又能显示图片文字的效果，需要用到的材料有：LCD屏幕、原子镜、数据线、充电头、HDMI线。本设计中用到的是7寸的LCD屏幕和10寸的原子镜、13cm18cm的原子镜。根据最后的呈现效果，选用了10寸的原子镜。LCD屏幕使用HDMI线与树莓派连接，同时需要数据线和充电头进行供电。必须直接接电源，而不是用电脑等其他设备供电，否则有可能会导致供电不足，LCD不能正常显示。
所用的材料如下图所示：

13cm18cm原子镜+7寸LCD屏幕显示效果如下图：

10寸原子镜+7寸LCD屏幕显示效果如下图：

显然，10+7的呈现效果更佳，人像照得更为清晰。由于LCD屏幕的亮度较低，且原子镜的折射率也不是非常好，导致在白天很难看清屏幕上的字和图片；本设计在夜晚使用效果较好。

网页部分

页面样式

镜面上呈现的文字、图片信息是使用了网页技术。网页的样式如下图所示：

基本都是常规的CSS设置。在CSS的设计中，为了实现自适应屏幕的尺寸，对元素块的设置均使用了百分比的形式。

内容填充

页面呈现的内容包括：天气预报、新闻热搜、每日一句、日期、时间、城市。其中，日期和时间使用jquery自带的函数即可获取当前时刻的信息，这部分的内容封装在main.js的gettoday()和gettime()函数中。而其余的信息需要通过接口获取。本设计选用的接口是https://www.tianapi.com/中的https://www.tianapi.com/apiview/72、https://www.tianapi.com/apiview/100、https://www.tianapi.com/apiview/129、https://www.tianapi.com/apiview/43。
这些接口的调用本设计是使用jquery的get方法，获取接口信息，进而进行内容的填充。
注意：使用本设计的代码时，需要将项目中的magicmirror2/js/main.js中天行数据的密钥改成自己的密钥。

语音识别及硬件控制

这部分实现用户语音输入指令控制室内设备的状态。包括录制音频、上传音频、语音识别、调用子函数。由于树莓派没有音频输入只有音频输出，因此需要外接声卡和麦克风。在淘宝上买一个USB接口的声卡和麦克风即可。

音频录入

在主程序中使用while循环，实时检测环境的音量大小。其原理是不断地录制一小段音频判断该音频的音量大小，当超过阈值时，则认为有用户进行语音输入。for循环的次数（与用于检测的音频大小有关）以及阈值（此处为5000）的大小影响程序判断的正确度。如果录制的音频太小，则由于噪声的存在，系统会频繁的进行语音识别操作。如果阈值过大，则用户距离较远时，无法成功进行音频的录入。

for	i in range(0, 20):     
	data = stream.read(CHUNK)
	frames.append(data)
audio_data = np.fromstring(data, dtype=np.short)
large_sample_count = np.sum( audio_data > 800 )
temp = np.max(audio_data)
	#设置阈值为5000，如果阈值超过5000，则表明检测到声音
if temp > 5000 :
	print("检测到信号")
	print('当前阈值：',temp)

语音识别接口

本设计使用的是https://cloud.baidu.com/product/speech。该接口只提供了API的形式，并提供了示例代码，只需要将代码中的API_KEY和SECRET_KEY改成自己的密钥即可。

1 2	API_KEY = '5zxxxxxxxx' SECRET_KEY = 'LsWxxxxxx'

事实上前期在选接口的时候，我分别测试了百度、腾讯以及阿里的语音识别接口，其中识别准确度最高的是腾讯的，准确度最低的是阿里的。一开始我尝试使用腾讯的接口，但是腾讯的接口文档实在是写得……github上的示例代码也不能用，会报错。花了两三个星期对这个报错进行解决无果之后，我尝试使用百度的接口。不得不说百度的接口文档写得实在是详细，甚至提供了符合格式的录音文件！
由于进行音频检测时，我截取了一小段音频，会造成音频信息的缺失，因此设定的控制指令为“小镜xx”，而实际判断用户是否有进行音频录入时，则只对后面的有效指令进行判断。例如，用户输入“小镜开门”，只搜索文字中是否含有“开门”这个关键词。