Speathe：为瘫痪用户设计的呼吸驱动通讯系统

Speathe：为瘫痪用户设计的呼吸驱动通讯系统

Speathe 是一个创新且不断演进的通讯平台，将用户的呼吸模式转化为可听语音和文本。专为因瘫痪失去语言能力的人群设计，提供隐蔽、免提的方式传达信息、情感和日常短语。

硬件组件

扬声器

3W、4Ω 扬声器，提供清晰音频输出。

安卓设备

运行 React Native 移动应用。

Walabot

声学传感器，捕捉呼吸能量并将其分类为短呼吸或长呼吸。

树莓派 3 Model B

运行 Python 后端和 Flask 服务器。

软件栈

• Python 3 — 后端逻辑与 Walabot 集成。
• Flask — 树莓派上的轻量级 Web 服务器。
• React Native — 跨平台移动界面。

工作原理

呼吸检测与莫尔斯式编码

Walabot 传感器测量每次呼吸的能量。简短校准后，呼吸能量与阈值比较，分类为 短 (点) 或 长 (划)。一连串呼吸转译为莫尔斯码模式（如 “-.-.-”）。树莓派将此模式匹配到预定义字母和短语。

预定义缩写

为减少输入工作量，常见三字母缩写（如 ABC、XYZ）直接映射到完整短语。系统检测到缩写时，移动 App 立即显示展开文本。

服务器架构

树莓派在静态 IP 上托管 Flask 服务器。接收呼吸衍生数据，存储当前 “message” 变量，暴露端点供移动 App 轮询或发送响应。

sudo nano /etc/dhcpcd.conf
# 文件末尾添加
interface eth0
static ip_address=192.168.43.211
static routers=192.168.43.1
static domain_name_servers=192.168.43.1
interface wlan0
static ip_address=192.168.43.211
static routers=192.168.43.1
static domain_name_servers=192.168.43.1
# Ctrl+O 保存，Ctrl+X 退出
sudo reboot

移动应用

React Native 应用持续轮询 Flask 端点获取最新消息。收到非空字符串时显示文本并朗读。用户可在 App 中输入回复，回发给服务器。服务器再通过扬声器播放回复，实现双向通讯。

实施步骤

1. 在树莓派安装 Python 3。
2. 下载适用于你操作系统的 Walabot SDK。探索自带 BreathingExample.py 理解传感器数据采集。
3. 在树莓派搭建 Flask 服务器并按上文配置静态 IP。
4. 构建 React Native 应用，更新服务器 URL 为树莓派 IP。
5. 连接 Walabot 到树莓派、扬声器，安卓设备通过 Wi-Fi 连接。
6. 启动 App，快速校准，开始用呼吸“说话”。

测试

在树莓派运行 Python 后端，确保静态 IP 可达，在安卓设备部署 APK。打开 App，调整呼吸模式，观察实时从呼吸到文本的转换。

更多代码示例和调试技巧，请参考仓库 文档。

加入社区

我们邀请开发者、研究人员和医疗专业人员共同推动 Speathe 演进。携手打造面向瘫痪群体的稳健、无障碍通讯辅助工具。

联系与资源

• Walabot API 文档：https://walabot.com/api/_pythonapi.html
• Python 3 下载：https://www.python.org/downloads/
• React Native：https://reactnative.dev/