本方案通过N32G457+RT-Thread,实现一个家庭语音助手,提供语音唤醒、多路开关、倒计时、闹钟提醒、天气提醒、新闻播报、音乐播放等功能,为家庭生活增添便利和趣味性。
具体实现功能如下:
1.一键配网(未实现)
2.特定唤醒词唤醒
3.语音控制多路开关
4.语音设置倒计时
5.语音设置闹钟(未实现)
6.语音播报天气提醒
7.语音播报新闻
8.语音控制音乐播放
硬件平台
N32G45XVL-STB开发板
软件平台
RT-Thread 4.0.4
RT-Thread Studio
功能模块
ADC
Timer
msh
Serial
pyaudio
pyserial
百度实时语音识别realtime-asr
百度语音合成tts
全家福
初步方案 语音识别是本项目的核心,一般有语音识别模块、在线语音识别、离线语音识别等三种方案。一开始觉得语音识别模块、在线语音识别没有技术含量,离线语音识别才能最大限度的发挥开发板的性能。于是春节期间查阅了不少离线语音识别的资料,最终确定了MFCC+DTW的离线语音识别方案。节后事情比较多,中断了很长时间。等再拾起来的时候,发现没有想象中那么简单,像FFT/DCT等DSP运算不是新手能轻易搞定的。距离截稿时间已经没几天了,无奈只能选择降级方案。
降级方案
降级后的方案是使用ADC采样音频信号,交由上位机(或ESP8266)进行在线语音识别。ADC进行了配置之后,给VREF接上3.3V,测试正常。可问题还是出现了,首先是自制的音频放大电路的放大能力不足,远达不到3.3v的上限,导致采样精度不足;其次是音频采样需要8k的采样速率,也就是125us采样一次,而系统定时器最小周期默认是10ms,就算配置成1ms也是不能满足需求的。文档里的高精度定时器还需要进一步研究,无奈只能再次降级。再次降级复制
def process_instruct(instruct): """ 处理语音指令 """ instruct = str(instruct).replace("。", "").replace("?", "") cmd = "" voice = "" match instruct: case "小白小白": cmd = "mini_rgb up" voices = "在呢|嗯|爷爷在此".split("|") random.shuffle(voices) voice = voices[0] case "打开红灯": cmd = "light_control red on" voice = "红灯已打开" case "关闭红灯": cmd = "light_control red off" voice = "红灯已关闭" case "打开绿灯": cmd = "light_control green on" voice = "绿灯已打开" case "关闭绿灯": cmd = "light_control green off" voice = "绿灯已关闭" case "打开蓝灯": cmd = "light_control blue on" voice = "蓝灯已打开" case "关闭蓝灯": cmd = "light_control blue off" voice = "蓝灯已关闭" case "天气": cmd = "mini_rgb up" voice = "有你的每一天都是晴天" case "几点了": cmd = "mini_rgb up" now = time.strftime("%Y年%m月%d日%H点%M分%S秒", time.localtime()) voice = "现在是" + now case "早上好": cmd = "mini_rgb up" voice = "morning" case "我想听歌": cmd = "mini_rgb up" voice = "一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星" case "倒计时五秒钟": cmd = "count_down 5" voice = "已为您设置好倒计时" case "新闻": cmd = "mini_rgb up" voice = "【一眼新闻丨3月16日贝果财经早间资讯】中国塞尔维亚驾*互认正式生效;106班上海入境国际航班将更改入境点;邓伦偷逃税被处罚并追缴1.06亿元;最高法明确电商不得以拆封为由拒绝退货;茅台回应潘长江直播事件;白俄罗斯和俄罗斯将在能源交易中放弃使用美元;英国将取消所有新冠疫情旅行限制措施;韩国开发全球首个可拉伸无失真元显示技术;美国航天局证实:美航天员将乘俄飞船返回......" case "再见": cmd = "mini_rgb down" voice = "再见" case _: cmd = "mini_rgb down" voices = "不知道你说了什么|不懂".split("|") random.shuffle(voices) voice = voices[0] if cmd != "": logger.info('cmd:'+cmd) cmd = cmd + "\n" cmd = cmd.encode("ascii") n32_serial.write(cmd) if voice != "": tts_file = tts(voice) if tts_file != "": play_audio(tts_file)再次降级后,使用上位机通过pyaudio进行音频录制,语音片段通过websocket上传至百度实时语音接口进行语音识别,返回的结果转换为指令通过pyserial写入开发板,触发对应动作,同时通过百度语音合成tts生成对应语音回复,通过pyaudio播放。基本实现了前期预定目标。
总结
由于是第一个硬件项目,经验有限加上知识储备不足,一开始的想法并没有完全实现出来,只能一再降级,好在也不辱使命,完成了作品。后期我会继续完善这个项目,把离线语音识别方案实现出来,真正发挥这块开发板的价值!
bilibili:Home-Voice-Assistant: 本方案通过N32G457+RT-Thread,实现一个家庭语音助手,提供语音唤醒、多路开关、倒计时、闹钟提醒、天气提醒、新闻播报、音乐播放等功能,为家庭生活增添便利和趣味性。