前言

在現(xiàn)代信息化時(shí)代，圖形化用戶界面（Graphical User Interface, GUI）已經(jīng)成為各種軟件應(yīng)用和設(shè)備交互的主流方式，與傳統(tǒng)的命令行界面（CLI）相比，GUI 具有直觀性、易用性、交互性、可視化和多任務(wù)處理等優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)良好的用戶交互界面可以讓用戶以更加直觀、友好的方式與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互，提高用戶的滿意度和使用體驗(yàn)。本項(xiàng)目將設(shè)計(jì)一款實(shí)用人機(jī)交互界面，用戶通過(guò)界面的按鈕、文本框、圖表等能夠更加便捷地完成人臉采識(shí)別、語(yǔ)音交互下單等任務(wù)。
下面是界面演示視頻。

一、項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目利用Tkinter模塊搭建了一個(gè)人工智能系統(tǒng)界面，如圖1和圖2所示，用戶在界面按下按鈕或者輸入文本框內(nèi)容，可以與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，避免通過(guò)命令行等繁瑣的輸入方式來(lái)執(zhí)行程序。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的界面主要包含以下兩大功能。
1.人臉信息驗(yàn)證
界面的左邊欄目中用戶可進(jìn)行人臉采集、模型訓(xùn)練、人臉識(shí)別驗(yàn)證。
（1）人臉采集。用戶首先需要完成人臉采集，輸入“用戶ID”“用戶姓名”后，點(diǎn)擊“采集”按鈕，可以調(diào)取攝像頭，完成100張人臉圖像的采集。
（2）模型訓(xùn)練。用戶需要在“模型名稱”中輸入對(duì)應(yīng)人臉模型的名字，例如“l(fā)yx”，點(diǎn)擊“訓(xùn)練”按鈕后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)命為“l(fā)yx.yml”的模型，并自動(dòng)保存到“FaceRecognition/Model”文件夾下。
（3）人臉識(shí)別。用戶完成人臉采集與模型訓(xùn)練之后，才能點(diǎn)擊“識(shí)別”按鈕，當(dāng)人臉識(shí)別成功后，系統(tǒng)會(huì)調(diào)取該用戶的人臉圖像顯示在系統(tǒng)界面上。
當(dāng)用戶按下界面中的“清除”“注銷”按鈕可以消除已有的信息。
2.訂單信息可視化
用戶可在界面右邊欄目中，通過(guò)按下“語(yǔ)音啟動(dòng)”按鈕，說(shuō)出“系統(tǒng)啟動(dòng)”來(lái)開(kāi)啟后續(xù)操作。系統(tǒng)啟動(dòng)后，會(huì)通過(guò)語(yǔ)音合成提醒用戶完成人臉識(shí)別，只有用戶的身份信息核實(shí)通過(guò)后，用戶才能夠向3位攤主進(jìn)行下單任務(wù)，下單時(shí)同樣需要用戶通過(guò)與系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音交互來(lái)完成。訂單完成后，界面顯示用戶向每位攤主下單的總數(shù)，并通過(guò)扇形圖展示出來(lái)。點(diǎn)擊下方的“訂單詳情”，界面會(huì)切換到對(duì)每位攤主詳細(xì)的需求。

二、項(xiàng)目準(zhǔn)備

1.Tkinter模塊相關(guān)組件的知識(shí)，可以詳看我前面寫過(guò)的文章
2.準(zhǔn)備一個(gè)TCP調(diào)試助手，用于TCP通信。如果沒(méi)有，可見(jiàn)文末附件。打開(kāi)TCP調(diào)試助手，設(shè)置為服務(wù)端，其IP地址為“127.0.0.1”，端口為“2005”，打開(kāi)開(kāi)關(guān)。

3.安裝好相關(guān)的庫(kù)文件，詳細(xì)見(jiàn)下圖，版本是3.75。

4.本項(xiàng)目中的程序人臉識(shí)別和語(yǔ)音功能是直接調(diào)用已經(jīng)寫好的人臉采集、訓(xùn)練、識(shí)別和語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成的函數(shù)，可以見(jiàn)人臉識(shí)別和語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音合成這3篇文章，全部的程序都會(huì)放在本文末附錄。

三、項(xiàng)目實(shí)施

備注：界面設(shè)計(jì)的參考程序建議從后面的主程序往前看，找到對(duì)應(yīng)的功能函數(shù)。

1.導(dǎo)入相關(guān)庫(kù)文件

from tkinter import *
from tkinter import ttk
from PIL import Image, ImageTk 
import time
import cv2
from playsound import playsound  #播放聲音
from FaceCollect import GetFace  #導(dǎo)入采集程序中的函數(shù)
import socket  #連接服務(wù)器
from FaceTrain import getImagesAndLabels,recognizer #導(dǎo)入訓(xùn)練程序中的函數(shù)
import numpy as np
from FaceRecognition import Face  #導(dǎo)入識(shí)別程序中的函數(shù)
from baiduasr import record, asr_updata #語(yǔ)音合成文件中的函數(shù)
import baiduasr  #語(yǔ)音合成文件
from TTS import tts  #語(yǔ)音合成文件 
import threading  #開(kāi)啟線程所用
import openpyxl  #表格處理模塊
import matplotlib  #繪圖
from matplotlib.figure import Figure

2.人臉信息驗(yàn)證功能

    
# 人臉圖片顯示函數(shù)，所有的人臉圖片顯示的時(shí)候可以加載這個(gè)函數(shù)
def face_image(face_photo):
    global photo1  # 一定要將photo設(shè)置成全局變量不然調(diào)用顯示不出來(lái) image
    photo_open1 = Image.open('./' + face_photo + '.jpg') # 打開(kāi)圖片
    photo1 = photo_open1.resize((100 , 120))  # 圖片尺寸
    photo1 = ImageTk.PhotoImage(photo1)   
    Label(Frame1_3,image=photo1).place(x= 90,y = 10) # 放置人臉圖像的標(biāo)簽及位置


#清除函數(shù)
def clear(entry1,entry2):
    print("文本清除")
    entry1.delete(0,END) #清除文本框內(nèi)容，從第一個(gè)字符到最后一個(gè)字符
    entry2.delete(0,END) #清除文本框內(nèi)容，從第一個(gè)字符到最后一個(gè)字符

# 人臉注銷函數(shù)。function：face_logout
def face_logout():
    print("圖像注銷")
    Label(Frame1_3,text = "           " ,  bg = "#DAE3F3").place(x= 100,y = 150)  # 用空格頂?shù)粼械男畔?
    Label(Frame1_3,text = "           " ,  bg = "#DAE3F3").place(x= 100,y = 200)  # 用空格頂?shù)粼械男畔?
    face_image('face')


# 采集函數(shù)。function：fece_collect
#利用get()方法獲取用戶輸入的姓名、ID，調(diào)用FaceCollect中的Getface函數(shù)完成圖像采集。
def register():
    print("人臉采集")
    Name = name.get()
    ID = id.get()  #獲取文本框內(nèi)容
    GetFace(Name,ID) #采集人臉數(shù)據(jù)

# 人臉訓(xùn)練函數(shù)。function：fece_train
#利用get()方法獲取用戶輸入的模型名稱，調(diào)用FaceTrain中的函數(shù)完成人臉模型的訓(xùn)練，生成的模型文件保存到Model文件夾內(nèi)，并以用戶輸入的模型名稱命名。
def Train():
    print("人臉訓(xùn)練")
    Moudle = moudle_name1.get()  #獲取文本框內(nèi)容
    faces, ids = getImagesAndLabels(path)  #獲取訓(xùn)練程序中的人臉和標(biāo)簽
    # 開(kāi)始訓(xùn)練
    recognizer.train(faces, np.array(ids))         
    # 保存文件
    recognizer.write(r'./Model/'+ Moudle +'.yml')  #以用戶輸入的模型名稱給生成的模型命名

# 人臉識(shí)別函數(shù)
#完善“識(shí)別”按鈕函數(shù)。調(diào)用FaceRecognition中的Face函數(shù)來(lái)識(shí)別用戶身份，并將信息顯示在界面。
def face_recognition():
    print("人臉識(shí)別")
    Name,idnum,Confidence = Face()  #調(diào)用人臉識(shí)別函數(shù)
    print("您的名字是:", Name,"您的ID是:", idnum)
    Label(Frame1_3,text=idnum,font=("黑體",15),width=4,bg = "#DAE3F3").place(x=110,y=150)#ID
    Label(Frame1_3,text=Name ,font= ("黑體",15),width=4,bg = "#DAE3F3").place(x=110,y=200)#姓名
    face_image('image')  #設(shè)置界面的人臉圖像

這段程序即界面左邊人臉信息驗(yàn)證部分的功能。

3.語(yǔ)音交互與TCP數(shù)據(jù)通信

(1)創(chuàng)建socket客戶端變量，利用socket_client.send方法向TCP發(fā)送數(shù)據(jù)，該客戶端變量是在最下面的主函數(shù)中定義的。
(2)執(zhí)行Start()函數(shù)時(shí)，首先通過(guò)tts合成語(yǔ)音提示用戶進(jìn)行錄音，然后進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，用戶說(shuō)出“系統(tǒng)啟動(dòng)后”，再進(jìn)行人臉識(shí)別，并給TCP客戶端發(fā)送匹配度指數(shù)和“start”指令。

# 向TCP服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)
def senddata(text):
    socket_client.send(text.encode())

# 按下“語(yǔ)音啟動(dòng)”按鈕

def Start():
    print("系統(tǒng)啟動(dòng)")
    global face_flag
    tts("開(kāi)始進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別")
    while True:
        msg = ''
        baiduasr.record()            # 錄音
        data = baiduasr.asr_updata() # 語(yǔ)音識(shí)別
        t = data.split('，')         # 字符串分割
        print(t)  
        for i in range(len(t)):
            if '系統(tǒng)啟動(dòng)' in t[i]:               
                tts("開(kāi)始進(jìn)行人臉識(shí)別.")  #語(yǔ)音合成
                Name,idnum,Confidence = Face()  #調(diào)用人臉識(shí)別函數(shù)
                score = str("{0}".format(round(200 - Confidence)))  #匹配度指數(shù)
                tts("您的名字是:" + Name)
                #顯示人臉圖像代碼
                faceimg = cv2.imread('./image.jpg')  
                cv2.imshow('image',faceimg)
                cv2.waitKey(3000)
                cv2.destroyAllWindows()  #摧毀窗口
                msg = f'{score}'   
                senddata(msg)  #發(fā)送發(fā)送匹配指數(shù)
                tts("人臉識(shí)別通過(guò)")
                face_image('image')  #將用戶人臉?lè)旁诮缑嫔?/span>
                face_flag = 1  # 人臉識(shí)別標(biāo)志置1
                Label(Frame1_3,text = idnum ,font = ("黑體",15),width = 4 , bg = "#DAE3F3").place(x= 110,y = 150)#ID 
                Label(Frame1_3,text = Name ,font = ("黑體",15),width = 4 , bg = "#DAE3F3").place(x= 110,y = 200) #姓名
                break    
        if face_flag == 1:  #人臉驗(yàn)證通過(guò)后可以開(kāi)始執(zhí)行訂單指令
            msg='start'
            print(msg)
            senddata(msg) #向TCP發(fā)送start
        break  #人臉識(shí)別通過(guò)后跳出循環(huán)

4.數(shù)據(jù)信息可視化

人工智能系統(tǒng)界面的訂單數(shù)據(jù)可視化功能，要求實(shí)現(xiàn)當(dāng)用戶通過(guò)語(yǔ)音完成下單后，在訂單分布界面能夠顯示用戶向每位攤主的需求總數(shù)，按下“訂單詳情”按鈕，能夠切換到新的界面，顯示每位攤主的4類物料的需求數(shù)量。
（1）定義訂單數(shù)量函數(shù)，用于后于語(yǔ)音識(shí)別中判斷用戶輸入的語(yǔ)音信息中的訂單數(shù)量。

def num(text):
    if '一' in text:
        return '1'
    elif '兩' in text:
        return '2'
    elif '三' in text:
        return '3'
    elif '四' in text:
        return '4'
    elif '五' in text:
        return '5'
    else:
        return '0'

（2）定義wait_order函數(shù)，該函數(shù)在主函數(shù)中通過(guò)開(kāi)啟threading線程來(lái)啟動(dòng)，用于等待接受TCP服務(wù)端發(fā)送過(guò)來(lái)“xiadingdan”指令，通過(guò)開(kāi)啟線程來(lái)持續(xù)等待，這樣才不會(huì)導(dǎo)致界面刷新不出來(lái)。初始化各個(gè)變量，等待接受TCP服務(wù)端發(fā)送過(guò)來(lái)“xiadingdan”的指令后，通過(guò)語(yǔ)音交互，讓用戶向三位攤主分別下單。

#人臉驗(yàn)證通過(guò)后，等待PLC發(fā)送過(guò)來(lái)'xiadingdan'，用戶才能語(yǔ)音下單
def wait_order():
    global face_flag
    
    while 1:    
        if face_flag == 1:  #只有人臉驗(yàn)證通過(guò)后,接收到的PLC下單指令才有用
   
            while (True):
                command = socket_client.recv(1024).decode()
                print(command)
                time.sleep(0.1)
                dingdan_list = ["dingdan"]  # 初始化訂單的值
                order = ''  # 初始化每個(gè)攤主的訂單
                sum = 0 #攤主個(gè)數(shù)
            
                No1 = 0
                No2 = 0
                No3 = 0
                need_list = []
                need_new = []
                fraces = []  # 扇形圖的占比初始值
                labels = []  # 扇形圖的標(biāo)簽初始值
                colors = []
                if command == 'xiadingdan':                
                    for k in range(3):
                        
                        tts("請(qǐng)為"+ str(k+1) +"號(hào)位攤主下單")
                        sum +=1 #攤主個(gè)數(shù)                      
                        tts("開(kāi)始錄音")        
                        baiduasr.record()            # 錄音
                        data = baiduasr.asr_updata() # 語(yǔ)音識(shí)別
                        t = data.split('，')         # 字符串分割
                        print(t)
                        label1 = '0' # 每次給新的攤主下訂單需要初始化對(duì)應(yīng)變量
                		label2 = '0'
                		label3 = '0'
                		label4 = '0'  
                        for i in range(len(t)):
                            if '水果' in t[i]:
                                label1 = num(t[i])
                                order = f'{label1},{label2},{label3},{label4}'  # 輸出
                            elif '蔬菜' in t[i]:
                                label2 = num(t[i])
                                order = f'{label1},{label2},{label3},{label4}'  # 輸出
                            elif '服裝' in t[i]:
                                label3 = num(t[i])
                                order = f'{label1},{label2},{label3},{label4}'  # 輸出
                            elif '零食' in t[i]:
                                label4 = num(t[i])
                                order = f'{label1},{label2},{label3},{label4}'  # 輸出
                            else:
                                order = '0,0,0,0'  #如果沒(méi)有上述物品或者輸入錯(cuò)誤，則全部置零
                        dingdan_list.append(order) # 把每一個(gè)向攤主下的單組合到列表dingdan_list

（3）把用戶的向每一位攤主下的訂單信息order，填寫到表格中。然后將用戶輸入訂單信息轉(zhuǎn)為列表dingdan_list，獲取每一位攤主的訂單需求量。例如dingdan_list=[dingdan,[1,0,0,0],[1,1,1,0],[1,1,1,1]],那么No1=1，No2=3，No1=4。設(shè)置繪制扇形圖需要的各個(gè)變量，這里調(diào)用draw_pie函數(shù)，其參數(shù)frame,colors,fraces,為列表類型，labels為元組類型。

                        # 填寫相關(guān)信息到表格
                        max_row1 = sheet1.max_row  # 獲取該表格最大行行數(shù)        
                        #將表格中的內(nèi)容為order的值， order為字符串  '0,0,0,0' ，字符長(zhǎng)度是6 
                        sheet1.cell(max_row1+1,1).value = str(sum)           # 填寫到“序號(hào)”一欄
                        sheet1.cell(max_row1+1,2).value = str(sum) + "號(hào)"  # 填寫到“攤主”一欄
                        sheet1.cell(max_row1+1,3).value = order[0]  # 填寫到“水果”一欄
                        sheet1.cell(max_row1+1,4).value = order[2]  # 填寫到“蔬菜”一欄
                        sheet1.cell(max_row1+1,5).value = order[4]  # 填寫到“零食”一欄
                        sheet1.cell(max_row1+1,6).value = order[6]  # 填寫到“服裝”一欄
                        sheets.save("Data.xlsx")  # 保存表格
                            #將每個(gè)攤位的元素相加，得到總數(shù)！
                    print(dingdan_list)
                    No1 = int(dingdan_list[1][0]) + int(dingdan_list[1][2]) + int(dingdan_list[1][4]) + int(dingdan_list[1][6])  #1號(hào)攤主需求量
                    No2 = int(dingdan_list[2][0]) + int(dingdan_list[2][2]) + int(dingdan_list[2][4]) + int(dingdan_list[2][6])  #2號(hào)攤主需求量
                    No3 = int(dingdan_list[3][0]) + int(dingdan_list[3][2]) + int(dingdan_list[3][4]) + int(dingdan_list[3][6])  #3號(hào)攤主需求量              

                #print("No1,No2,No3:",No1,No2,No3)
                #將各個(gè)攤主及其需求量和扇形圖對(duì)應(yīng)顏色組合到列表
                need_list = [["1號(hào)",No1, "#63A0DB"], ["2號(hào)",No2 , "#FFC727"] , ["3號(hào)" ,  No3 , "#20EA37" ] ]
                #以下操作是為了剔除占比為需求量為0的那部分，需求量為0則不顯示在扇形圖上  
                for k in need_list:                          
                    if k[1]== 0:  #提取列表索引為0的值
                        continue   #不做處理
                    else:
                        need_new.append(k)  #把值不為0的部分拼接起來(lái),例如[["1號(hào)攤主",No1, "#63A0DB"],["2號(hào)",No2 , "#FFC727"] ]    
                for k in need_new:  #遍歷列表，獲得每一個(gè)扇形函數(shù)的參數(shù)，labels參數(shù)是標(biāo)簽，fraces是扇形的占比，colors對(duì)應(yīng)的顏色
                    labels.append(k[0])  # 獲取攤主對(duì)應(yīng)的列表   
                    fraces.append(k[1])  # 獲取需求量對(duì)應(yīng)占比的列表                 
                    colors.append(k[2])    # 獲取攤主對(duì)應(yīng)顏色的列表    
                labels = tuple(labels)   # 轉(zhuǎn)為元組,獲取攤主對(duì)應(yīng)標(biāo)簽  labels = ("1號(hào)","2號(hào)","3號(hào)")     
                #print(labels,fraces,colors)

                draw_pie(Frame2_1,labels,fraces,colors)  # 畫(huà)扇形圖
                pie_image()  # 扇形圖顯示函數(shù)
                Label(Frame2_1,text = str(No1)+ "個(gè)", font = ("微軟雅黑",12), bg = "#63A0DB" , width = 4 , height = 2 , anchor = 'w').place(x= 160,y = 150)  
                Label(Frame2_1,text = str(No2)+ "個(gè)", font = ("微軟雅黑",12), bg = "#FFC727" , width = 4 , height = 2 , anchor = 'w').place(x= 160,y = 250)   
                Label(Frame2_1,text = str(No3)+ "個(gè)", font = ("微軟雅黑",12), bg = "#20EA37" , width = 4 , height = 2 , anchor = 'w').place(x= 160,y = 350)                
                
                #循環(huán)3次后發(fā)送最終訂單 例如[dingdan,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0]    
                msg = ",".join(dingdan_list)  # 列表轉(zhuǎn)字符串 "dingdan,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0"3       
                senddata(msg) #發(fā)送最終訂單
                face_flag = 0  #標(biāo)志位置0     

（4）定義扇形圖形式函數(shù)。該函數(shù)用于將生成的扇形圖片展示在Frame框架上。

# 扇形圖顯示函數(shù)，所有的扇形圖圖片顯示的時(shí)候可以加載這個(gè)函數(shù)
def pie_image():
    global photo3 # 一定要將photo設(shè)置成全局變量不然調(diào)用顯示不出來(lái) 
    # 初始化的圖片使用PIL庫(kù)來(lái)加載圖像  
    photo_open3 = Image.open('./pie.png') # 打開(kāi)扇形圖片
    photo3 = photo_open3.resize((350 , 350))  # 圖片尺寸
    photo3 = ImageTk.PhotoImage(photo3)  
    Label(Frame2_1,image=photo3).place(x= 220,y = 100) # 放置圖像 

（5）定義draw_pie函數(shù)，利用matplotlib模塊畫(huà)扇形圖，最后將生成的扇形圖片通過(guò)savefig()方法保存到與GUI_3.py同目錄下，并命名為“pie.png”

# matplotlib模塊畫(huà)扇形圖
def draw_pie(frame,labels,fraces , colors):
    # Figure創(chuàng)建圖像對(duì)象，figsize指定畫(huà)布的大小，(寬度,高度)，單位為英寸。
    # dpi 指定繪圖對(duì)象的分辨率，即每英寸多少個(gè)像素，默認(rèn)值為80
    fig = Figure(figsize=(4, 4), dpi=100)
    # subplot()均等劃分畫(huà)布,如果不想覆蓋之前的圖，需要使用 add_subplot() 函數(shù)
    drawPic_a = fig.add_subplot(111)
    # 解決漢字亂碼問(wèn)題，使用指定的漢字字體類型（此處為黑體）
    matplotlib.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  
    # 繪制pie()餅狀圖：labels為每個(gè)扇形區(qū)域備注一個(gè)標(biāo)簽名字,autopct格式化字符串"fmt%pct",百分比格式
    drawPic_a.pie(x=fraces, labels=labels, colors = colors , autopct='%0.2f%%') 
    drawPic_a.set_title('訂單分布圖')  #餅狀圖命名
    fig.savefig('pie.png')  # 將扇形圖保存到文件夾下

（6）定義訂單詳情畫(huà)面，使用Treeview來(lái)呈現(xiàn)表格內(nèi)容。用戶按下初始界面的“訂單詳情”按鈕后，能夠切換到另外一個(gè)框架(Frame4)的組成畫(huà)面，該畫(huà)面放置TreeView組件，是一個(gè)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)和表格的結(jié)合體。第一列是樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，后幾列是列表。創(chuàng)建表格對(duì)象tree，第一列為序號(hào)，后面幾列分別為“攤位”“水果”“蔬菜”“服裝”“零食”。用戶下單后會(huì)將訂單信息保存到“Data.xlsx”表格中，在data_monitorh函數(shù)中調(diào)用“Data.xlsx”工作表的內(nèi)容，遍歷每一行（每一位攤主），獲取每一行中各列（4大類物料）的數(shù)量，然后通過(guò)使用Treeview來(lái)呈現(xiàn)表格內(nèi)容數(shù)據(jù)。

#訂單詳情畫(huà)面，使用Treeview來(lái)呈現(xiàn)表格內(nèi)容
def data_monitor():
    print("訂單詳情")

    Frame2_1.pack_forget()  # 隱藏Frame3的組件，pack_forget()方法讓控件“不再顯示”但控件還存在可以再次pack出來(lái)
    Frame4 = Frame(Frame2,bg="White",height=500,width=600)
    Frame4.place(x = 50 , y = 100)

    Button(Frame4,text = "返回統(tǒng)計(jì)圖",bg = "#C1FFC1",font = ("黑體",15),width = 12,height=2, command = Frame4.place_forget).place(x=450,y=430)    #返回統(tǒng)計(jì)按鈕

    # 表格。建立標(biāo)題
    tree = ttk.Treeview(Frame4)       # 創(chuàng)建表格對(duì)象
    tree["columns"] = ("序號(hào)","攤位","水果","蔬菜","服裝","零食")  # 定義列
    tree.column("序號(hào)" , width = 60 )  # 寬度
    tree.column("攤位" , width = 60 )
    tree.column("水果" , width = 60 )
    tree.column("蔬菜" , width = 60 )
    tree.column("服裝" , width = 60 ) 
    tree.column("零食" , width = 60 ) 
    tree.heading("#0" , text = "序號(hào)")  # 表格標(biāo)題
    tree.heading("#1" , text = "攤位")
    tree.heading("#2" , text = "水果")
    tree.heading("#3" , text = "蔬菜")
    tree.heading("#4" , text = "服裝")
    tree.heading("#5" , text = "零食")
    tree.place(x=20,y=50)
    max_row1 = sheet1.max_row  # 獲取該表格最大行行數(shù) 
    max_column1 = sheet1.max_column  # 獲取該表格最大列列數(shù) 
    for i in range(2,max_row1+1):  # 從表格第2行開(kāi)始遍歷
        b = []  # 設(shè)空列表
        for j in range(1,max_column1+1):  # 遍歷每一列，獲取每一行的列內(nèi)容
            a = sheet1.cell(i,j).value   # 獲取每一個(gè)單元格的值，
            b.append(a)  # 字符串轉(zhuǎn)列表
            
        del(b[0])   # 刪除第一個(gè)序號(hào)
        tree.insert("", index = END , text = i-1,values=b)  # 加載到表格上，text是序號(hào)，values是序號(hào)后的內(nèi)容
    tree.place(x=20,y=50)

（7）主函數(shù)程序設(shè)計(jì)。增加人臉識(shí)別初始標(biāo)志，創(chuàng)建TCP客戶端。使用openpyxl.Workbook()創(chuàng)建工作薄，命名為“Data.xlsx”,然后加載打開(kāi)表格，在表格第一行的前6列寫入相關(guān)內(nèi)容。然后開(kāi)啟線程，用于接收發(fā)送過(guò)來(lái)PLC的指令，更新到界面。

if __name__ == '__main__':
  
    # 創(chuàng)建全局變量
    face_flag = 0 #人臉識(shí)別標(biāo)志
    global command
     # 創(chuàng)建socket客戶端變量
    socket_client = ''
    socket_client = socket.socket()
    socket_client.connect(('127.0.0.1',2005))   

    # 創(chuàng)建一個(gè)新表格，用于存儲(chǔ)人員信息，每次打開(kāi)都覆蓋原來(lái)的表格
    workbook = openpyxl.Workbook()  # 創(chuàng)建一個(gè)工作薄
    worksheet = workbook.active  # 在工作薄中創(chuàng)建一個(gè)工作表
    workbook.save("Data.xlsx")  # 保存表格到對(duì)應(yīng)路徑  
    # 打開(kāi)工作表
    sheets = openpyxl.load_workbook("Data.xlsx")      
    # 在表格第一行填寫內(nèi)容
    sheet1 = sheets[sheets.sheetnames[0]]   
    sheet1.cell(1, 1).value = "序號(hào)"
    sheet1.cell(1, 2).value = "攤位"
    sheet1.cell(1, 3).value = "水果"  
    sheet1.cell(1, 4).value = "蔬菜"  
    sheet1.cell(1, 5).value = "服裝"  
    sheet1.cell(1, 6).value = "零食" 
    sheets.save("Data.xlsx")  # 保存表格

    # 開(kāi)啟線程，用于接收發(fā)送過(guò)來(lái)PLC的指令，更新到界面
    thread = threading.Thread(target=wait_order)  #定義wait_order函數(shù)，等待接受
    thread.daemon = True
    thread.start()
    

（8）主程序界面設(shè)計(jì)。創(chuàng)建窗口，設(shè)置窗口的相關(guān)屬性。

    # 人臉訓(xùn)練集路徑
    path = './Facedata/'
    #主界面程序
    top = Tk()
    top.title("越疆科技")
    top.geometry("1200x700")
    top.configure(bg = "#F8CBAD")  # 窗口背景顏色
    # 大標(biāo)題
    Label(top ,text = "人工智能機(jī)器人系統(tǒng)集成及應(yīng)用平臺(tái)",font = ("宋體",18),fg = "black",bg = "#F8CBAD",width = 35,height = 2).place(x=440,y = 0)

（9）界面放置人臉信息驗(yàn)證的框架Frame1，在Frame1布置3個(gè)小框架，分別用于放置人臉采集、訓(xùn)練、識(shí)別的按鈕或文本框等組件。各個(gè)框架中的按鈕通過(guò)參數(shù)command綁定對(duì)應(yīng)的執(zhí)行函數(shù)。

    #在第一個(gè)框架再里面放置3個(gè)框架Frame1_1、Frame1_2、Frame1_3，用于人臉采集、訓(xùn)練、識(shí)別
    #在第一個(gè)框架再里面放置第1個(gè)框架
    Frame1_1 = Frame(Frame1,bg="#DAE3F3",height=150,width=300)
    Frame1_1.place(x = 25 , y = 25)
    #利用StringVar接收用戶ID輸入        
    var_ID = StringVar() 
    id = Entry(Frame1_1,textvariable=var_ID, font=('黑體', 13) , width=15) #輸入框
    id.place(x=100,y=25) 
    Label(Frame1_1 ,text = "用戶ID",font = ("黑體",13),bg = "#DAE3F3", width = 8 ).place(x=20,y=25)
    #利用StringVar接收用戶姓名輸入        
    var_name = StringVar() 
    name = Entry(Frame1_1,textvariable=var_name, font=('黑體', 13) , width=15) #輸入框
    name.place(x=100,y=75) 
    Label(Frame1_1 ,text = "用戶姓名",font = ("黑體",13),bg = "#DAE3F3", width = 8 ).place(x=20,y=75)
    #采集、清除按鈕
    Button(Frame1_1,text = "采集",bg = "#836FFF",font = ("黑體",13),width = 10,command = register).place(x=35,y=110)
    Button(Frame1_1,text = "清除",bg = "#836FFF",font = ("黑體",13),width = 10,command = lambda : clear(id,name)).place(x=165,y=110)

    #在第一個(gè)框架再里面放置第2個(gè)框架
    Frame1_2 = Frame(Frame1,bg="#DAE3F3",height=100,width=300)
    Frame1_2.place(x = 25 , y = 200)
    #利用StringVar接收用戶輸入的模型名稱        
    var_moudle1 = StringVar() 
    moudle_name1 = Entry(Frame1_2,textvariable=var_moudle1, font=('黑體', 13) , width=15) #輸入框
    moudle_name1.place(x=100,y=15) 
    Label(Frame1_2 ,text = "模型名稱",font = ("黑體",13),bg = "#DAE3F3", width = 8 ).place(x=20,y=15)
    #訓(xùn)練、清除按鈕
    Button(Frame1_2,text = "訓(xùn)練",bg = "#836FFF",font = ("黑體",13),width = 10,command = Train).place(x=35,y=60)
    Button(Frame1_2,text = "清除",bg = "#836FFF",font = ("黑體",13),width = 10,command = lambda : moudle_name1.delete(0,END)).place(x=165,y=60)

    #在第一個(gè)框架再里面放置第3個(gè)框架
    Frame1_3 = Frame(Frame1,bg="#DAE3F3",height=275,width=300)
    Frame1_3.place(x = 25 , y = 325)
    #繪制畫(huà)布，用于顯示信息畫(huà)布背景為白色
    face_image('face')  # 初始化人臉圖像    
    #識(shí)別用戶姓名  
    Label(Frame1_3 ,text = "用戶ID：",font = ("黑體",13),bg = "#DAE3F3", width = 9 ).place(x=20,y=150)
    Label(Frame1_3 ,text = "用戶姓名：",font = ("黑體",13),bg = "#DAE3F3", width = 9 ).place(x=20,y=200)
    #識(shí)別、清除按鈕
    Button(Frame1_3,text = "識(shí)別",bg = "#836FFF",font = ("黑體",13),width = 10,command = face_recognition).place(x=35,y=235)
    Button(Frame1_3,text = "注銷",bg = "#836FFF",font = ("黑體",13),width = 10,command = face_logout).place(x=165,y=235)   

（10）界面放置訂單詳情框架Frame2。放置“語(yǔ)音啟動(dòng)”“退出系統(tǒng)”按鈕，放置攤主詳情的Lable文字組件。

    # 第二個(gè)框架：訂單信息部分
    Frame2 = Frame(top,bg="#B4C7E7",height=625,width=700)
    Frame2.place(x = 450 , y = 50)
    #系統(tǒng)啟動(dòng)\訂單詳情按鈕
    Button(Frame2,text = "語(yǔ)音啟動(dòng)",bg = "#C1FFC1",font = ("黑體",15),width = 12,height=2,command = Start).place(x=150,y=20)
    Button(Frame2,text = "退出系統(tǒng)",bg = "#C1FFC1",font = ("黑體",15),width = 12,height=2,command = top.destroy).place(x=400,y=20) 
    #在Frame2框架再里面放置1個(gè)框架
    Frame2_1 = Frame(Frame2,bg="white",height=500,width=600)
    Frame2_1.place(x = 50 , y = 100)
    Label(Frame2_1,text = "訂單分布圖 ", font = ("微軟雅黑",15), bg = "white" , width = 18 , height = 2 ).place(x= 200,y = 10) 
    Label(Frame2_1,text = "1號(hào)攤位需求量： ", font = ("微軟雅黑",12), bg = "#63A0DB" , width = 15 , height = 2 ).place(x= 20,y = 150)  
    Label(Frame2_1,text = "2號(hào)攤位需求量： " , font = ("微軟雅黑",12), bg = "#FFC727" , width = 15 , height = 2 ).place(x= 20,y = 250)  
    Label(Frame2_1,text = "3號(hào)攤位需求量： " , font = ("微軟雅黑",12), bg = "#20EA37" , width = 15 , height = 2 ).place(x= 20,y = 350) 
    Button(Frame2_1,text = "訂單詳情",bg = "#C1FFC1",font = ("黑體",15),width = 12,height=2, command = data_monitor).place(x=30,y=430)    #返回統(tǒng)計(jì)按鈕 

  
    top.mainloop()  #消息循環(huán)

五、運(yùn)行效果
（1）人臉信息驗(yàn)證
依次在界面左邊欄目中按照人臉采集、模型訓(xùn)練、人臉識(shí)別的順序來(lái)完成人臉信息驗(yàn)證，如下圖所示。

（2）語(yǔ)音交互
點(diǎn)擊“語(yǔ)音啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)通過(guò)語(yǔ)音合成“開(kāi)始進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別”，通過(guò)麥克風(fēng)說(shuō)出“系統(tǒng)啟動(dòng)”，然后系統(tǒng)提示“開(kāi)始進(jìn)行人臉識(shí)別”，人臉驗(yàn)證通過(guò)后，可以在界面看到拍攝的人臉圖像和對(duì)用的ID、姓名。同時(shí)，TCP服務(wù)端接受到發(fā)送的匹配指數(shù)和“start”指令。利用TCP客戶端發(fā)送“xiadingdan”指令，如所示。系統(tǒng)提示分別向3位攤主下訂單，例如向1號(hào)攤主下單“我要一個(gè)水果”，向2號(hào)攤主下單“我要一份蔬菜,一個(gè)服裝。”，向3號(hào)攤主下單“我要一個(gè)零食”，下單完成后，生成訂單列表[‘dingdan’, ‘1,0,0,0’, ‘1,1,1,0’, ‘1,1,1,1’]，將發(fā)送給TCP服務(wù)端。同時(shí)，界面將展示訂單分布的扇形圖。點(diǎn)擊“訂單詳情”按鈕?？梢钥吹接脩粝蛎课粩傊鞯木唧w訂單列表。

四、相關(guān)附件

本項(xiàng)目相關(guān)程序及TCP調(diào)試助手、第三方python庫(kù)詳見(jiàn)這戳我~
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到了這里，關(guān)于人工智能交互系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)（Tkinter界面設(shè)計(jì)）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！