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AHURATUS智能家居语音助手

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AHURATUS智能家居语音助手


由Ehsan Shaghaei开发
创意大学
AHURATUS科学俱乐部。

STM32F103ZET6 UNIVERSAL BOARD


引言


AHURATUS智能家庭语音助手是一种物联网设备，旨在通过语音检测控制其他家庭设备。 注意：此设备仅用于学术目的。


方法


内容描述


“ AHURATUS智能家庭语音助手”使用ARM Cortex-M3进程来运行指令以及多个外围设备，以降低数据总线和RF电路计算的复杂性。


材料清单


＃组件名称角色角色技术文件链接
1个STM32F103ZET6过程与控制数据表
2HC-05蓝牙模块蓝牙无线电连接数据表
3220-5V AC-DC适配器电路供电数据表
4LED或Mosfet或继电器至系统输出数据表

工作台和软件


＃软件名称角色角色链接和参考
1个STM32CubeIDE用于编码我们的指令的IDE友情链接
2GNU-ARM用于ARM处理器的C编译器友情链接
3捷联程序员和调试器友情链接
4苦力串行端口监控软件友情链接
5Arduino语音控制Android应用程序将数据发送到我们的设备友情链接

STM32F103ZET6 UNIVERSAL BOARD


详细资料


我们使用处理器制造商提供的HAL驱动程序，以减少故障检查和直接使用外设的复杂性。 我们通过使用以下AT命令设置模块设置来使用HC-05，以便通过无线连接从用户接收数据：


发送：AT + UART = 115200，0，0
回应：好
_注：为了应用AT命令，您需要将KEY引脚连接到HIGH电平。

通过使用STM32CubeIDE，我们如下设置外设寄存器：


  • UART2（HC-05串行端口）：

huart2.Instance = USART2; huart2.Init.BaudRate = 115200; huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK) { Error_Handler(); }

  • UART1（通过RS-232标准端口监控串行端口）：

  huart1.Instance = USART1; huart1.Init.BaudRate = 115200; huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) { Error_Handler(); }

  • DMA通道11、15和16（分别用于UART2 RX和UART1 RX和UART1 TX的直接存储器访问）：

  /* DMA controller clock enable */ __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE(); /* DMA interrupt init */ /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */ HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn); /* DMA1_Channel5_IRQn interrupt configuration */ HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel5_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel5_IRQn); /* DMA1_Channel6_IRQn interrupt configuration */ HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel6_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel6_IRQn);

此外，为了驱动LED或其他设备，我们将GPIO模式设置如下。


  /* GPIO Ports Clock Enable */ __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE(); /*Configure GPIO pin Output Level */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET); /*Configure GPIO pin Output Level */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, LED3_Pin|GPIO_PIN_7|LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET); /*Configure GPIO pin Output Level */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED4_Pin|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET); /*Configure GPIO pin Output Level */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, GPIO_PIN_6|LED2_Pin|GPIO_PIN_11, GPIO_PIN_RESET); /*Configure GPIO pin : PE2 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct); /*Configure GPIO pins : PE3 PE4 PE6 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_6; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct); /*Configure GPIO pin : PE5 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct); /*Configure GPIO pins : LED3_Pin PF7 LED1_Pin */ GPIO_InitStruct.Pin = LED3_Pin|GPIO_PIN_7|LED1_Pin; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct); /*Configure GPIO pin : PA0 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); /*Configure GPIO pins : LED4_Pin PB2 */ GPIO_InitStruct.Pin = LED4_Pin|GPIO_PIN_2; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); /*Configure GPIO pin : PB10 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); /*Configure GPIO pin : PB11 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); /*Configure GPIO pins : PG6 LED2_Pin PG11 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|LED2_Pin|GPIO_PIN_11; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct); /*Configure GPIO pin : PG8 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);

最后，我们在c main()函数中编写以下代码，以执行命令解码算法：


 HAL_UART_Transmit(&huart1,"Ping->> AHURATUS VOICE ASSISTANT\r\n", sizeof("Ping->> AHURATUS VOICE ASSISTANT\r\n"), 1); int i; for (i=0; i<100;i++){ data[i] = '\0'; } HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, data, sizeof(data)); while (1) { if(strlen(data)>2){ if(strcasecmp( data,"Hey")==0){ HAL_UART_DMAStop(&huart2); HAL_UART_Transmit(&huart1, "How can I help you ?\r\n", sizeof("How can I help you ?\r\n"), 100);//Users Signal Receieved! int i; for (i=0; i<100;i++){ data[i] = '\0'; } HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, data, sizeof(data));// Polling for new data int FLG = 1; while(!strlen(data)){ if(FLG){ HAL_UART_Transmit(&huart1, "Polling for Command ...\r\n", sizeof("Polling for Command ...\r\n"), 1); } FLG= 0; //wait... } HAL_Delay(200);//short delay to recieve the rest of data; if( (!strcasecmp(data,"turn on light one")) ||(!strcasecmp(data,"turn on light 1")) ){ HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_GPIO_Port,GPIO_PIN_SET); HAL_UART_Transmit(&huart1, "Light 1 Turned ON\r\n", sizeof("Light 1 Turned ON\r\n"), 1); }else if( (!strcasecmp(data,"turn off light one")) ||(!strcasecmp(data,"turn off light 1")) ){ HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_GPIO_Port,GPIO_PIN_RESET); HAL_UART_Transmit(&huart1, "Light 1 Turned OFF\r\n", sizeof("Light 1 Turned OFF\r\n"), 1); }else if( (!strcasecmp(data,"turn on light two")) ||(!strcasecmp(data,"turn on light 2")) ){ HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_GPIO_Port,GPIO_PIN_SET); HAL_UART_Transmit(&huart1, "Light 2 Turned ON\r\n", sizeof("Light 2 Turned ON\r\n"), 1); }else if( (!strcasecmp(data,"turn off light two")) ||(!strcasecmp(data,"turn off light 2")) ){ HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_GPIO_Port,GPIO_PIN_RESET); HAL_UART_Transmit(&huart1, "Light 2 Turned OFF\r\n", sizeof("Light 2 Turned OFF\r\n"), 1); }else if( (!strcasecmp(data,"turn on light three")) ||(!strcasecmp(data,"turn on light 3")) ){ HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port, LED3_GPIO_Port,GPIO_PIN_SET); HAL_UART_Transmit(&huart1, "Light 3 Turned ON\r\n", sizeof("Light 3 Turned ON\r\n"), 1); }else if( (!strcasecmp(data,"turn off light three")) ||(!strcasecmp(data,"turn off light 3")) ){ HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port, LED3_GPIO_Port,GPIO_PIN_RESET); HAL_UART_Transmit(&huart1, "Light 3 Turned OFF\r\n", sizeof("Light 3 Turned OFF\r\n"), 1); }else if( (!strcasecmp(data,"turn on light four")) ||(!strcasecmp(data,"turn on light 4")) ){ HAL_GPIO_WritePin(LED4_GPIO_Port, LED4_GPIO_Port,GPIO_PIN_SET); HAL_UART_Transmit(&huart1, "Light 4 Turned ON\r\n", sizeof("Light 4 Turned ON\r\n"), 1); }else if( (!strcasecmp(data,"turn off light four")) ||(!strcasecmp(data,"turn off light 4")) ){ HAL_GPIO_WritePin(LED4_GPIO_Port, LED4_GPIO_Port,GPIO_PIN_RESET); HAL_UART_Transmit(&huart1, "Light 4 Turned OFF\r\n", sizeof("Light 4 Turned OFF\r\n"), 1); } }else{ HAL_UART_Transmit(&huart1, "ERROR-> INVALID Command\r\n", sizeof("ERROR-> INVALID Command\r\n"), 1); } HAL_UART_DMAStop(&huart2); for (i=0; i<100;i++){ data[i] = '\0'; }//makes the buffer empty HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, data, sizeof(data)); } }

之后，我们使用android设备通过Bluetooth连接到我们的系统。 我们使用“ Arduino语音控制”应用程序将语音发送到我们的系统。
如上所述，通过关键字“ HEY”，我们的系统将轮询下一个命令，并遵循您的语音命令。


结论


通过对电路进行一些简单的修改，可以使用“ AHURATUS智能家庭语音助手”项目，以拥有一种简单而廉价的功能智能家庭设备； 如：


  • 使用MOSFET和AC隔离电路控制具有AC工作电压的设备
  • 使用脉冲宽度调制（PWM）以便更好地控制输出
  • 使用TRIAC来调节亮度
  • 设计更好的应用程序以更好地与用户互动
  • 使用Kinect或其他运动检测设备进行测量，以使该设备与用户手势兼容。

问候，
义山五海
与我联络

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN475960/

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