专栏名称: 安信可科技
全球领先的联网模组、智能家居等物联网硬件方案提供商。
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【电子DIY作品】+ M61+VC02语音控制HA设备

安信可科技  · 公众号  ·  · 2024-08-09 18:47

正文

智能家居的话，如果只能手动控制会觉得不太智能，如果能用说的或者自动的话体验可能会更好一些。


智能家居其实就是为了给生活添加一些便利，懒人推送科技发展是没错的。

对于个人而言接入智能家居无非有以下几个原因：

1、动动手动动嘴不动腿就是懒恨不能意念控制

2、开关对小朋友不友好，个头不够摸不到开关

3、全屋联动回家模式离家模式等等

基于以上几个原因

通过尝试。实现了语音控制 HA 设备的基本功能。

主要思路如图：

开始想着增加机械开关手动去操作，后来想了以下都语音控制了还要物理开关干嘛呢。

小朋友和老人，直接语音控制开关设备。就很舒服呢。

对于红外设备，还没研究透彻怎么去获取遥控器的红外编码，然后发射出来。这样就可以实现更多的功能。

可以语音控制空调、电视等红外设备。

[智能家居]MQTT 控制 HomeAssistant 设备
https://bbs.ai-thinker.com/forum.php?mod=viewthread&tid=44644&fromuid=15918
(出处: 物联网开发者社区-安信可论坛)

这里主要还是用到了 HomeAssistant 的自动化功能，这种设置不需要对 HomeAssistant 有很深的了解，简单配置即可。

对于小白用户体验更好一些，上手就用。对于大佬的话，可以延伸出更多的功能。

下面介绍一下主要功能模块

一、离线语音模组系列

　VC 系列模组是我司开发的一款 AI 离线语音识别的产品，主芯片是云知声推出的离线语音识别芯片锋鸟 M(US516P6)，具有高可靠性，通用性强的特点。在语音识别技术上实现了高可靠的唤醒识别率、更远距离的唤醒、更低误唤醒率、更强的抗噪音能力、更快的响应识别时间，免联网的纯离线识别。

　　VC 系列模组采用了 32bit RISC 架构内核，并加入了专门针对信号处理和语音识别所需要的 DSP 指令集，支持浮点运算的 FPU 运算单元，以及 FFT 加速器。支持最高 150 条本地指令离线识别，支持 RTOS 轻量级系统，以及简单友好的客制化工具。

　　VC 系列模组具有丰富的外围接口，包括 UART/I2C/PWM/SPI，以及简单友好的二次开发工具,方便客户实现单模组的语音控制应用场景方案。

VC-02 模组

扬声器功率尽量不要太大，如果用 M61-32S 供电扬声器功率过高会导致掉电。

扬声器：

SPK-8Ω2W
SPK+8Ω2W

官方资料

VC-02 模组规格书：中文 EN

VC-02 原理图：点我下载

VC-02 封装: 点击下载

串口烧录工具

定制语音

安信可语音开放平台：http://voice.ai-thinker.com/

在安信可语音开放平台创建产品，选择 VC 系列模组。

然后修改唤醒词

设置 Pin 引脚功能

波特率设置 115200，引脚 B6 设置为 UART1_RX 引脚 B7 设置为 UART1_TX,用来发送接收数据。注意不要配置多个 UART1，否则不生效。

添加语音指令

然后添加控制详情

这里主要用到的就是串口数据，这里发送指令 第一位是指令开头默认 A1，第二位定义的是设备位置，第三位定义的是设备类型，第四位定义的是开关状态，第五位结束位默认 FF。根据自己的需要设置解析即可。

还有免唤醒命令，不用唤醒词直接就可以用，比如开灯、关灯等等。

免唤醒命令词最多 10 个选择自己需要的添加，添多了也是默认取前 10 条。

二、Ai-M61-32S Wi-Fi 模组

Ai-M61 系列模组（下称模组）是由深圳市安信可科技有限公司开发的 Wi-Fi6 & 蓝牙双模模组，搭载 BL618 芯片作为处理器，支持 Wi-Fi 802.11b/g/n/ax 协议和 BLE 5.3 协议。BL618 芯片内置低功耗的 32 位 RISC-V CPU，最高主频可达 320M. 丰富的外围接口，包括 DVP、MJPEG、Dispaly、Audio Codec、USB2.0、SDU、以太网(EMAC)、SD/MMC(SDH)、SPI、UART、I2C、I2S、PWM、GPDAC、GPADC、ACOMP 和 GPIO 等。可广泛应用于音视频多媒体、物联网(IoT)、移动设备、可穿戴电子设备、智能家居等领域。

M61-32S 模组


官方资料

Ai-M61-32S-Kit 开发板规格书：中文 EN

Ai-M61-32S 开发板原理图：中文

Ai-M61-32S 模组规格书：中文 EN

Ai-M61-32S 推荐封装：点击下载

Ai-M61 系列出厂固件

固件下载工具：点击下载

固件烧录指南：M61/M62 系列烧录指导（包含模组&开发板）

三、代码部分

主要用 wifi、mqtt、uart、flash

uart 代码主要参考

【完全开源】智能桌面助手——AiPi-DSL_Dashboard
https://bbs.ai-thinker.com/forum.php?mod=viewthread&tid=42026&fromuid=15918

主程序代码

#include #include #include #include #include #include #include "log.h"#include "board.h"#include "mem.h"
//easy flash#include "easyflash.h"#include "bflb_mtd.h"#include "bl_fw_api.h"#include "wifi_mgmr_ext.h"#include "wifi_mgmr.h"#include "ha_task.h"#include "wifi_event.h"#include "voice_uart.h"
int main(void){    board_init();    wifi_start_firmware_task();    //init easyflash    bflb_mtd_init();    easyflash_init();    xTaskCreate(voice_uart_task, "uart task", 1024, NULL, 10, NULL);    xTaskCreate(queue_receive_task, "queue_receive_task", 1024*3, NULL, 3, NULL);
    vTaskStartScheduler();}


VC02 模组交互代码

5#include #include #include #include #include #include #include #include "ha_task.h"#include "bflb_uart.h"#include "bflb_gpio.h"#include "voice_uart.h"#include "user_mqtt.h"#include "log.h"
#define GBD_TAG "UART"
static void uart_init(void);

extern xQueueHandle queue;uart_rx_cmd_t uart_cmd;static struct bflb_device_s* uart1;static char uart_buff[5] = { 0 };
static const uart_data_t g_uart_buf[] = {  {{0xA1, 0x00, 0x01, 0x00, 0xFF




    
}, 5}, //wakeup_uni  {{0xA1, 0x00, 0x01, 0x01, 0xFF}, 5}, //openL  {{0xA1, 0x00, 0x01, 0x00, 0xFF}, 5}, //closeL};
void voice_uart_task(void* arg){
    uart_init();    while (1) {        vTaskDelay(1000/portTICK_PERIOD_MS);    }}
static int voice_cmd_check(char* buff, int len){
    int data_cnt = 0, j = 0;    // char* uart_txbuf = pvPortMalloc(4);    // memset(uart_txbuf, 0, 4);    while (1) {        for (size_t i = 0; i < 5; i++)        {            if (buff[i]==g_uart_buf[j].data[i]) data_cnt++;            else break;        }        if (data_cnt==g_uart_buf->len) break;        data_cnt = 0;        j++;        if (j>23) return -1;    }    LOG_I("check uart cmd=%d", j);    return j;}
static void uart_isr(int irq, void* arg){    uint32_t intstatus = bflb_uart_get_intstatus(uart1);    uint32_t rx_data_len = 0;    char data_type[1] = { 0 };    if (intstatus & UART_INTSTS_RX_FIFO) {        int index = 0;        memset(uart_buff, 0, 5);        LOG_I("rx fifo\r\n");        while (bflb_uart_rxavailable(uart1)) {            uart_buff[index++] = bflb_uart_getchar(uart1);        }        LOG_I("uart recv:%02X %02X %02X %02X %02X", uart_buff[0], uart_buff[1], uart_buff[2], uart_buff[3], uart_buff[4]);    }}/** * @brief **/static void uart_init(void){    struct bflb_device_s* gpio;    struct bflb_uart_config_s cfg = {        .baudrate = 115200,        .data_bits = UART_DATA_BITS_8,        .stop_bits = UART_STOP_BITS_1,        .parity = UART_PARITY_NONE,        .flow_ctrl = 0,        .tx_fifo_threshold = 4,        .rx_fifo_threshold = 4,    };
    gpio = bflb_device_get_by_name("gpio");    uart1 = bflb_device_get_by_name("uart1");
    bflb_gpio_uart_init(gpio, GPIO_PIN_25, GPIO_UART_FUNC_UART1_TX);    bflb_gpio_uart_init(gpio, GPIO_PIN_26, GPIO_UART_FUNC_UART1_RX);
    bflb_uart_init(uart1, &cfg);
    bflb_uart_txint_mask(uart1, false);    bflb_uart_rxint_mask(uart1, false);    bflb_irq_attach(uart1->irq_num, uart_isr, NULL);    bflb_irq_enable(uart1->irq_num);}



MQTT 与 WIFI

wifi

#include "FreeRTOS.h"#include "task.h"#include "timers.h"
#include #include #include 
#include "bl_fw_api.h"#include "wifi_mgmr_ext.h"#include "wifi_mgmr.h"#include "bflb_irq.h"#include "bflb_uart.h"#include "bflb_l1c.h"#include "bflb_mtimer.h"
#include "bl616_glb.h"#include "rfparam_adapter.h"
#include "board.h"#include "log.h"#include "ha_task.h"#include "config.h"
#define DBG_TAG "WIFI EVENT"
#define WIFI_STACK_SIZE     (1024*4)#define TASK_PRIORITY_FW    (16)
static wifi_conf_t conf ={    .country_code = "CN",};static TaskHandle_t wifi_fw_task;static uint32_t sta_ConnectStatus = 0;
extern TaskHandle_t https_Handle;/** * @brief WiFi 任务 * * @return int*/int




    
 wifi_start_firmware_task(void){    LOG_I("Starting wifi ...");
    /* enable wifi clock */
    GLB_PER_Clock_UnGate(GLB_AHB_CLOCK_IP_WIFI_PHY | GLB_AHB_CLOCK_IP_WIFI_MAC_PHY | GLB_AHB_CLOCK_IP_WIFI_PLATFORM);    GLB_AHB_MCU_Software_Reset(GLB_AHB_MCU_SW_WIFI);
    /* set ble controller EM Size */
    GLB_Set_EM_Sel(GLB_WRAM160KB_EM0KB);
    if (0 != rfparam_init(0, NULL, 0)) {        LOG_I("PHY RF init failed!");        return 0;    }
    LOG_I("PHY RF init success!");
    /* Enable wifi irq */
    extern void interrupt0_handler(void);    bflb_irq_attach(WIFI_IRQn, (irq_callback)interrupt0_handler, NULL);    bflb_irq_enable(WIFI_IRQn);
    xTaskCreate(wifi_main, (char*)"fw", WIFI_STACK_SIZE, NULL, TASK_PRIORITY_FW, &wifi_fw_task);
    return 0;}/** * @brief wifi event handler *      WiFi 事件回调 * * @param code*/

void wifi_event_handler(uint32_t code){
    sta_ConnectStatus = code;
    switch (code) {        case CODE_WIFI_ON_INIT_DONE:        {            LOG_I("[APP] [EVT] %s, CODE_WIFI_ON_INIT_DONE", __func__);            wifi_mgmr_init(&conf);        }        break;        case CODE_WIFI_ON_MGMR_DONE:        {            LOG_I("[APP] [EVT] %s, CODE_WIFI_ON_MGMR_DONE", __func__);
        }        break;        case CODE_WIFI_ON_SCAN_DONE:        {            char* scan_msg = pvPortMalloc(128);            wifi_mgmr_sta_scanlist();            LOG_I("[APP] [EVT] %s, CODE_WIFI_ON_SCAN_DONE SSID numbles:%d", __func__, wifi_mgmr_sta_scanlist_nums_get());            sprintf(scan_msg, "{\"wifi_scan\":{\"status\":0}}");            vPortFree(scan_msg);        }        break;        case CODE_WIFI_ON_CONNECTED:        {            LOG_I("[APP] [EVT] %s, CODE_WIFI_ON_CONNECTED", __func__);            void mm_sec_keydump();            mm_sec_keydump();        }        break;        case CODE_WIFI_ON_GOT_IP:        {
            LOG_I("[APP] [EVT] %s, CODE_WIFI_ON_GOT_IP", __func__);            mqtt_client_init(MQTT_HOST, MQTT_PORT);      mqtt_client_register_event();      vTaskDelay(500/portTICK_PERIOD_MS);      mqtt_start_connect(MQTT_HOST, MQTT_PORT, MQTT_USERNAME, MQTT_PASSWORD);            mqtt_app_subscribe("sub", 0);        }        break;        case CODE_WIFI_ON_DISCONNECT:        {            LOG_I("[APP] [EVT] %s, CODE_WIFI_ON_DISCONNECT", __func__);
        }        break;        case CODE_WIFI_ON_AP_STARTED:        {            LOG_I("[APP] [EVT] %s, CODE_WIFI_ON_AP_STARTED", __func__);        }        break;        case CODE_WIFI_ON_AP_STOPPED:        {            LOG_I("[APP] [EVT] %s, CODE_WIFI_ON_AP_STOPPED", __func__);        }        break;        case CODE_WIFI_ON_AP_STA_ADD:        {            LOG_I("[APP] [EVT] [AP] [ADD] %lld", xTaskGetTickCount());        }        break;        case CODE_WIFI_ON_AP_STA_DEL:        {            LOG_I("[APP] [EVT] [AP] [DEL] %lld", xTaskGetTickCount());        }        break;        default:        {            LOG_I("[APP] [EVT] Unknown code %u ", code);        }    }}
uint8_t wifi_connect(char* ssid, char* passwd){    int ret = 255;    // struct fhost_vif_ip_addr_cfg ip_cfg = { 0 };    uint32_t ipv4_addr = 0;    char* queue_buff = pvPortMalloc(128);    memset(queue_buff, 0, 128);    if (NULL==ssid || 0==strlen(ssid)) {        return 1;    }    //先断开WiFi    if (wifi_mgmr_sta_state_get() == 1) {        wifi_sta_disconnect();    }    LOG_I("WiFi STA connect .....");    if (wifi_sta_connect(ssid, passwd, NULL, NULL, 0, 0, 0, 1)<0) {        vPortFree(queue_buff);        return 4;    }    LOG_I("Wating wifi connet");    //等待连接成功    sta_ConnectStatus = 0;    for (int i = 0;i<10*30;i++) {
        vTaskDelay(100/portTICK_PERIOD_MS);        switch (sta_ConnectStatus) {            case CODE_WIFI_ON_MGMR_DONE:                // vTaskDelay(2000);                // LOG_I("wifi_mgmr_sta_scan:%d", wifi_mgmr_sta_scan(wifi_scan_config));                vPortFree(queue_buff);                return 3;            case CODE_WIFI_ON_SCAN_DONE:
                // LOG_I("WIFI STA SCAN DONE %s", wifi_scan_config[0].ssid_array);
                vPortFree(queue_buff);                return 2;            case CODE_WIFI_ON_DISCONNECT:  //连接失败（超过了重连次数还没有连接成功的状态）
                // wifi_sta_disconnect();                // vPortFree(queue_buff);                return 4;            case CODE_WIFI_ON_CONNECTED:  //连接成功(表示wifi sta状态的时候表示同时获取IP(DHCP)成功，或者使用静态IP)




    
                // LOG_I("Wating wifi connet OK");                break;            case CODE_WIFI_ON_GOT_IP:                wifi_sta_ip4_addr_get(&ipv4_addr, NULL, NULL, NULL);                LOG_I("wifi connened %s,IP:%s", ssid, inet_ntoa(ipv4_addr));                sprintf(queue_buff, "{\"ip\":{\"IP\":\"%s\"}}", inet_ntoa(ipv4_addr));                flash_erase_set(SSID_KEY, ssid);                flash_erase_set(PASS_KEY, passwd);                LOG_I("Wating wifi connet OK and get ip OK");                vPortFree(queue_buff);                return 0;            default:                //等待连接成功                break;        }
    }    vPortFree(queue_buff);    return 14; //连接超时}


mqtt

#include #include #include #include "FreeRTOS.h"#include "log.h"#include 
#include "user_mqtt.h"#include "ha_task.h"#include #include "bflb_uart.h"#include #include #include #include #include "bflb_uart.h"#include "voice_uart.h"#include "utils_getopt.h"#include "config.h"#define DBG_TAG "MQTT"

// #define USER_MQTTint test_sockfd;struct mqtt_client client;static mqtt_event_t event;uint8_t sendbuf[2048]; /* sendbuf should be large enough to hold multiple whole mqtt messages */uint8_t recvbuf[1024]; /* recvbuf should be large enough any whole mqtt message expected to be received */
static TaskHandle_t client_daemon;static int open_socket(const char* host, const char* port);
static int open_socket(const char* host, const char* port){    struct addrinfo hints = { 0 };    hints.ai_family = AF_UNSPEC; /* IPv4 or IPv6 */    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; /* Must be TCP */    int sockfd = -1;    int rv;    struct addrinfo* p, * servinfo;
    /* get address information */    LOG_I("host:%s, port=%s", host, port);    rv = getaddrinfo(host, port, &hints, &servinfo);    if (rv != 0) {        LOG_E("Failed to open socket (getaddrinfo): %d", rv);        return -1;    }
    /* open the first possible socket */    for (p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {        sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype, p->ai_protocol);        if (sockfd == -1) continue;
        /* connect to server */        rv = connect(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen);        if (rv == -1) {            close(sockfd);            sockfd = -1;            continue;        }        break;    }
    /* free servinfo */    freeaddrinfo(servinfo);
    /* make non-blocking */    if (sockfd != -1) {        int iMode = 1;        ioctlsocket(sockfd, FIONBIO, &iMode);    }
    return sockfd;}/** * @brief * * @param sig*/static void test_close(void){    if (test_sockfd)    {        close(test_sockfd);    }    vTaskDelete(client_daemon);
}/** * @brief * * @param unused * @param published*/static void publish_callback_1(void** unused, struct mqtt_response_publish* published){    /* not used in this example */
    char* topic_name = (char*)malloc(published->topic_name_size + 1);    memcpy(topic_name, published->topic_name, published->topic_name_size);    topic_name[published->topic_name_size] = '\0';
    char* topic_msg = (char*)malloc(published->application_message_size + 1);    memcpy(topic_msg, published->application_message, published->application_message_size);    topic_msg[published->application_message_size] = '\0';    printf("%s:[%s]\r\n", topic_name, topic_msg);    char* queue_buff = pvPortMalloc(512);    memset(queue_buff, 0, 512);    sprintf(queue_buff, "{\"mqtt_msg\":{\"topic\":\"%s\",\"data\":%.*s}}", topic_name, published->application_message_size, topic_msg);    vPortFree(queue_buff);    free(topic_name);    free(topic_msg);}/** * @brief  _inspector_callback * * @param client_arg * @return enum MQTTErrors*/enum MQTTErrors _inspector_callback(struct mqtt_client* client_arg){    if (client_arg->mq.queue_tail->state!=MQTT_QUEUED_UNSENT) return MQTT_OK; //识别消息状态是否有更新，没有更新就返回
    event = client_arg->mq.queue_tail->control_type;    static struct bflb_device_s* uartx;    uartx = bflb_device_get_by_name("uart1");    switch (event) {        case MQTT_EVENT_CONNECT:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_CONNECT");        }        break;        case MQTT_EVENT_CONNACK:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_CONNACK");        }        break;        case MQTT_EVENT_PUBLISH:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_PUBLISH");        }        break;        case MQTT_EVENT_PUBACK:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_PUBACK");        }        break;        case MQTT_EVENT_PUBREC:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_PUBREC");        }        break;        case MQTT_EVENT_PUBREL:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_PUBREL");        }        break;        case MQTT_EVENT_PUBCOMP:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_PUBCOMP");        }        break;        case MQTT_EVENT_SUBSCRIBE:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_SUBSCRIBE");        }        break;        case MQTT_EVENT_SUBACK:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_SUBACK");        }        break;        case MQTT_EVENT_UNSUBSCRIBE:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_UNSUBSCRIBE");        }        break;        case MQTT_EVENT_UNSUBACK:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_UNSUBACK");        }        break;        case MQTT_EVENT_PINGREQ:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_PINGREQ");        }        break;        case MQTT_EVENT_PINGRESP:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_PINGRESP");        }        break;        case MQTT_EVENT_DISCONNECT:        {            LOG_I("MQTT_EVENT_DISCONNECT");        }        break
                            

                            






                            

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