README.md · taohuayang/off_asr

<!--

* @Author: your name
 * @Date: 2021-03-06 09:55:31
 * @LastEditTime: 2021-09-01 00:18:20
 * @LastEditors: Please set LastEditors
 * @Description: In User Settings Edit
 * @FilePath: \esp-adf\examples\myapp\off_asr\README.md
-->

## 智能遥控器（离线版）

本项目基于esp32a1s模组，设计了一个遥控器，除了实现基本的红外遥控功能，还利用ESP32芯片具备的AI能力，WIFI及蓝牙功能，实现多种方式的输入输出控制，使人们能通过语音，手机远程进行红外遥控。同时又加入温度传感器，并支持将温度数据上传云端，使人们能随时随地查看、分析数据。

## 仓库目录

> doc:说明文档
>
> main：用户代码
>
> > audio:音频代码
> >
> > ir_decoder:红外码库代码
> >
> > network:网络、蓝牙相关代码
> >
> > periph:外设驱动代码
>
> picture：图片
>
> tools：使用到的工具
>
> > mp3:MP3离线音频
> >
> > spiffs：文件系统，存放二进制码库
>
> partitions.csv：分区表

### 一、程序框架

![cc34e0b2ccef417fb412c0f3445c81e7](picture/cc34e0b2ccef417fb412c0f3445c81e7.png)

### 二、硬件设计

### 三、软件模块

#### 1、语音识别模块

离线语音的实现依赖于乐鑫提供ESP-Skainet库，该库实现了语音唤醒，语言识别功能，可支持100条自定义的语言识别命令。

ESP-Skainet 由两部分组成：

1，唤醒词模型 WakeNet：其实现了语音唤醒的功能，目前普通用户能使用限定的唤醒词，如：嗨乐鑫。模型由乐鑫训练。

2，命令词识别模型 MultiNet：其实现语音识别功能，将需要识别的语音命令写入程序，MultiNet就能在程序运行中进行识别，目前支持100条命令词。

在整个程序运行过程中，WakeNet和MultiNet两个模型以进程的形式运行，实时地读取麦克风的音频输入，将音频经过降噪处理等，输入模型，输出结果。其程序运行如图所示：

![46e76acc42cf47f7b7a0bf8f84f028da](picture/46e76acc42cf47f7b7a0bf8f84f028da.png)

以下代码在main()中运行，该代码初始化了wakenet，multinet 模型，并创建一个音频流通道（ESP-ADF中的概念），该通道的作用即上图中箭头所示。main()以一个RTOS的任务运行，在循环中实时读取通道的音频，输入模型识别。

#### 2、ble模块

蓝牙模块主要是用于配网。使用BLE（低功耗蓝牙），创建GATT SERVER 并等待客户端连接。我们开发了一个用于配网的微信小程序，BLETool.通过小程序发送路由器的ssid和password，就能给esp32配网。

#### 3、mqtt模块

该模块使用mqtt_client库实现mqtt客户端进程的登陆，订阅，发布等功能。MQTT broker则使用华为云的设备接入IOT平台。

华为云平台为每个设备定义了多个主题，用于最基本的mqtt消息应用，本模块参考了[设备接入Iota->API参考->设备侧mqtt接口参考](https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_3011.html)实现了以下功能：

目前实现的软件框架如图所示：

![ec02f9b0affc47ae88edbe62e6b827a5](picture/ec02f9b0affc47ae88edbe62e6b827a5.png)

#### 4、音频播放模块

本项目板子上装备了两个喇叭，可以用于播放音频，可播放 本地音频 和 网络音频流 。如图所示，由于嵌入式设备内存有限，故本地音频主要是一些简单的提示语音，其优点是播放速度快，响应及时；而HTTP音频流能灵活播放音频，但其受限于网络环境，故将二者结合互补。

![dadd9504768e4ec4b2890331e80c3bab](picture/dadd9504768e4ec4b2890331e80c3bab.png)

#### 5、红外模块

目前的家具，电器中，仍有很多电器使用红外遥控，特别是空调。同类型的设备使用的红外协议大同小异，并且都可以查看其协议内容。

红外模块可发送不同类型，品牌的产品的红外控制信号，同时具备**学习功能**，能通过遥控器，学习设备的红外协议。

#### 6、传感器模块

目前我们的板子上添加了ds18b20温度传感器，用于准确的读取室内的温度。

#### 7、定时器模块

定时模块主要用于记录当前的年份，月份，日期，时间，提供精确到秒的定时提醒服务，支持大时间尺度上的定时，如一天，两天甚至更长时间的定时提醒。其定时的时钟源是freertos的系统时钟。

#### 8、无线检测模块

### 四、使用

#### 1、编译

先安卓ESP-ADF，使用idf-v4.0.2，将仓库下载到examples目录下，首先设置环境变量，在idf目录下执行：

```bash
./export.sh
export ADF_PATH=/esp/esp-adf
```

在项目目录下执行：

```bash
idf.py build
```

等待编译完成

#### 2、烧录

根据partitions.cv的地址安排，烧录二进制文件。

#### 3、上电初始化

上电后会自动连接上次连接的路由器 若无法连接，则会一直请求连接

#### 4、蓝牙配网

打开微信，搜索小程序BLETool,打开蓝牙，连接到ESP32A1S，然后在characteristics分别写入：

- 6601 :写入你的路由名称
- 6602:路由密码
- 6603:发送666确认连接

完成以上操作后。设备会自动连接到路由器，复位后会尝试连接上次连接的路由器。配网完成后可关闭BLE以节省内存资源。

开发者也可通过串口发送如下串口数据实现配网：

```bash
#yourssid
@yourpassword
$
```

#### 5、语音唤醒及识别

嗨乐鑫，唤醒，蓝灯亮起，说出命令词

命令词及控制代码在 'static esp_err_t asr_multinet_control(int commit_id)'

#### 6、红外遥控/学习

开启`ir_study();`后，使用本地红外遥控器发送指定命令（如，空调遥控器发送`打开 制冷模式 26° 自动扫风 一级风速`，目前仅支持格力美的海尔）即可匹配本地码库。

目前支持空调红外遥控，如设置开关，温度，扫风，风速，工作模式。

#### 7、日历系统

主要在clock.c中，以一个任务的形式存在。日历系统在初始化阶段会获取网络gmt时间，并设置一个定时器，每隔24小时获取gmt时间。

日历系统支持定时器功能，定时时间精度为1s，定时最大时长可1年（不建议）

#### 8、http请求

该部分代码位于myhttp.c中，主要负责网络时间，天气数据，百度token的获取。

#### 9、MQTT客户端

使用华为云iot接入

参考文档 https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_3010.html
##### 主题列表

**下发设备命令：**
$oc/devices/60b9c9383744a602a5cb9bf3_smart_control_01/sys/commands/request_id={request_id}

设备响应：
$oc/devices/60b9c9383744a602a5cb9bf3_smart_control_01/sys/commands/response/request_id={request_id}

**查询设备属性：**
$oc/devices/{device_id}/sys/properties/get/request_id={request_id}

设备响应
$oc/devices/{device_id}/sys/properties/get/response/request_id={request_id}

##### 命令控制

可汇报数据：室内温度，空调状态，温度，定时任务？
 - temp:(int)36
 - ir_status:(int)open,temperature,windspeed,
 - timer: (string)timer_name,(string)time

可控制的动作：空调的控制，读取温度，设置定时任务，红外学习
 - ir_status:(int)open,temperature,windspeed,
 - timer: (string)timer_name,(string)time
 - ir_study:(int) open

#### 10、传感器

目前搭载了ds18b20温度传感器，在每次上电时先读一次温度。

#### 11、无线检测

#### 12、命令词

CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID0="she zhi kong tiao er shi du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID1="she zhi kong tiao er shi yi du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID2="she zhi kong tiao er shi er du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID3="she zhi kong tiao er shi san du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID4="she zhi kong tiao er shi si du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID5="she zhi kong tiao er shi wu du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID6="she zhi kong tiao er shi liu du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID7="she zhi kong tiao er shi qi du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID8="she zhi kong tiao er shi ba du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID9="qi dong kong tiao sao feng"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID10="ting zhi kong tiao sao feng"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID11="she zhi kong tiao zi dong feng su"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID12="she zhi kong tiao yi ji feng su"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID13="she zhi kong tiao er ji feng su"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID14="she zhi kong tiao san ji feng su"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID15="yi xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID16="liang xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID17="san xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID18="si xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID19="wu xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID20="liu xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID21="qi xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID22="ba xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID23="jiu xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID24="shi xiao shi hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID25="da kai kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID26="guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID27=""
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID28=""
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID29=""
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID30="da kai lan ya"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID31="guan bi lan ya"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID32="ming tian tian qi zen me yang"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID33="jin tian tian qi zen me yang"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID34="hou tian tian qi zen me yang"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID35="shi nei wen du"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID36="xian zai ji dian"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID37="hong wai xue xi"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID38=""
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID39=""
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID40="shi miao hou guan bi kong tiao"
CONFIG_CN_SPEECH_COMMAND_ID41="jiu miao hou da kai kong tiao"

## 目前的问题

- 离线语音识别精度问题
- wifi检测不准确
- 需要一个网络管理任务，处理wifi、蓝牙连接状态改变时，对其他任务的影响

taohuayang/off_asr

简介

发行版

贡献者

近期动态

taohuayang/off_asr .gitee-modal { width: 500px !important; }

简介

发行版

贡献者

近期动态

搜索帮助

taohuayang/off_asr