智能管家（原型）- 语音控制设备

最近研究物联网相关的东西，做了个小原型，称它为智能管家，能用语音控制设备以及手机APP控制设备。

先看看结构图：

功能描述：

  1. 通过语音控制器，说话，比如说出“帮我开灯”，led灯就量，或者说出“把这个灯给关了”，led灯就灭了
  2. 手机APP上有手动开关来控制led灯的亮和灭
  3. 支持全国范围覆盖，既不能局限于家里的LAN

目前为止，用到的设备主要就是ESPDuino。

ESPDuino：WIFI+Arduino

相关：

  1. ESP8266-01/ESP-01虽然很便宜但是用起来很麻烦，所以弃用
  2. Arduino Yun/Tian虽然功能强大，但是太贵700、800的节奏，弃用（不过这2个是带操作系统的，linino，基于openwrt）
  3. ESPDuino: 不带OS，集成WIFI功能，方便还便宜，大概40左右

 分别来介绍下，分为：

  1. OneNet部分
  2. 手机APP部分
  3. 语音控制器部分
  4. ESPDuino执行部分

OneNet部分：

这里我们的主要工作是建立设备，记录下api_key，产品Id这些，并且我们使用的是MQTT协议进行通信（在产品定义中有）（需要新建产品以及新建设备2个步骤）

 

 手机APP部分

由于不会app开发，并且onenet提供了简单的app平台，因此就用onenet的来做，如下，新增一个应用后进入设计app界面：

上图中代表，此时点击 ON button就会下发指令到设备espduino，并且指令为   开灯  字符串， OFF button则为指令  关灯  字符串。

然后保存，需要在手机上看的话，需要安装onenet的app，需要自己找找，最终效果截图：

手机app部分也算完工了，很简陋，但是能控制就好。

语音控制器部分

这个部分分成了2个部分：语音解析文本及命令解析、命令下发；

语音解析文本及命令解析程序：

用的是讯飞语音api，c代码，我是用MFC做了个GUI程序，把demo代码嵌进去，把文本解析成相应的命令，如“开灯”、“关灯”

命令下发程序：

接收MFC发来的命令，比如“开灯”、“关灯”，然后调用onenet的api来下发指令到设备

这部分是用C#做的，因为有很方便的现成的库，很容易的几行代码就搞定

由于MFC比较复杂，这部分的我就截几段我认为关键的代码吧：

 

 MFC代码：

static void show_result(char *string, char is_over)
{
	COORD orig, current;
	CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO info;
	HANDLE w = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	GetConsoleScreenBufferInfo(w, &info);
	current = info.dwCursorPosition;

	if (current.X == last_pos.X && current.Y == last_pos.Y) {
		SetConsoleCursorPosition(w, begin_pos);
	}
	else {
		/* changed by other routines, use the new pos as start */
		begin_pos = current;
	}
	if (is_over)
		SetConsoleTextAttribute(w, FOREGROUND_GREEN);
	//printf("Result: [ %s ]\n", string);
	printf(string);
	if (is_over)
	{
		CString s = CString(string);
		//AfxMessageBox(LPCTSTR(s));

		HWND m_hWnd = pFrame->m_hWnd;//->GetMainWnd()->m_hWnd;

		SetDlgItemText(m_hWnd, IDC_STATIC, LPCTSTR(s));
		SetDlgItemText(m_hWnd, IDC_STATIC_ACTION, LPCTSTR(s));

		CString cmd = CString("C:\\Users\\Danny\\Desktop\\research\\Windows_iat1220_5c82a0db\\samples\\mqtt-publish\\bin\\Debug\\mqtt-publish.exe ");
		if(s.Find(_T("开"))>=0&& s.Find(_T("灯")) >= 0)
			cmd += "开灯";
		else if (s.Find(_T("关")) >= 0 && s.Find(_T("灯")) >= 0)
			cmd += "关灯";
		else
			cmd += "UNKNOWN";

		USES_CONVERSION;
		LPCSTR lpcstr = (LPCSTR)T2A(cmd);

		WinExec(lpcstr, SW_HIDE);
		
		//PostMessage(pFrame->GetMainWnd()->m_hWnd, WM_MY_MESSAGE, NULL, NULL);
	}
	
	if (is_over)
		SetConsoleTextAttribute(w, info.wAttributes);

	GetConsoleScreenBufferInfo(w, &info);
	last_pos = info.dwCursorPosition;
}　　

 上面的mqtt-publish.exe就是C#写的下发指令到设备的程序，核心代码：

static void Main(string[] args)
        {
            if (args.Length == 0)
                return;

            string cmd = args[0];

            SendCmdRequest request = new SendCmdRequest();
            request.CmdContent = cmd;
            request.DeviceID = 520355898;
            request.IsByte = true;
            request.Protocol = Scheme.HTTP;

            DefaultOneNETClient client = new DefaultOneNETClient("api.heclouds.com", "vYKWEtx7jELTP2V4o=s1NgE1EdA=");
            var response=client.Execute(request);
            Console.WriteLine(response.Body);

        }

C#很简单，红色部分是需要根据自己的onenet来改的，需要对应上，用到的nuget库：

ESPDuino部分

花费的时间最多的地方是这个部分，其次是MFC部分

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>
#include <PubSubClient.h>

 
const char *ssid = "你的wifi name";
const char *password = "你的wifi密码";


const char* mqtt_server = "183.230.40.39";
const char* mqtt_device_id="520355898";
const char* mqtt_product_id="223168";
const char* mqtt_api_key="vYKWEtx7jELTP2V4o=s1NgE1EdA=";

WiFiClient client;
PubSubClient mqttClient(client);

long lastMsg = 0;
char msg_buf[200];
char dataTemplete[]="{\"kq\":%d}";
char msgJson[75];
char debug_buf[200];
int i;
unsigned short json_len=0;
uint8_t* packet_p;
uint8_t debug_buffer_start_index = 0;


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(BUILTIN_LED, OUTPUT);
  delay(10);
 
  WifiConnected();

  initMQTT();
}

void initMQTT()
{
    mqttClient.setServer(mqtt_server, 6002);
    mqttClient.connect(mqtt_device_id,mqtt_product_id,mqtt_api_key);
    mqttClient.setCallback(callback);
}

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
    Serial.print("Message arrived [");
    Serial.print(topic);
    Serial.print("] ");
    for (int i = 0; i < length; i++) {
      Serial.print((char)payload[i]);
    }
    Serial.println();

    String s_payload=String((char *)payload).substring(0, length);
    Serial.println(s_payload);

    //开灯命令？   
    if (s_payload.equals("关灯")||s_payload.equals("\"关灯\"")) {
      digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW);
    } else if (s_payload.equals("开灯")||s_payload.equals("\"开灯\"")){
      digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH);
    }
 
}


void reconnect() {
  // Loop until we're reconnected
  while (!mqttClient.connected()) {
    Serial.print("Attempting MQTT connection...");

    if (mqttClient.connect(mqtt_device_id,mqtt_product_id,mqtt_api_key)) {  //One net user name as product ID , and password as APIKey
      Serial.println("connected");
      // Once connected, publish an announcement...
      mqttClient.publish("outTopic", "hello world");
      // ... and resubscribe
      mqttClient.subscribe("inTopic");
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(mqttClient.state());
      Serial.println(" try again in 5 seconds");
      // Wait 5 seconds before retrying
      delay(5000);
    }
  }
}

void loop() {

    if (!mqttClient.connected()) {
      reconnect();
    }
    mqttClient.loop();

    long now = millis();
  if (now - lastMsg > 2000) {
    lastMsg = now;

    int kqValue=analogRead(A0);
    
    snprintf(msgJson,sizeof(msgJson),dataTemplete,kqValue);
    json_len=strlen(msgJson); //packet length count the end char '\0'
    msg_buf[0]=char(0x03);  //palyLoad packet byte 1, one_net mqtt Publish packet payload byte 1, type3 , json type2
    msg_buf[1]=char(json_len>>8);  //high 8 bits of json_len (16bits as short int type)
    msg_buf[2]=char(json_len&0xff); //low 8 bits of json_len (16bits as short int type)
   // snprintf(msg_buf+3,40,dataTemplete,value);
   
   memcpy(msg_buf+3,msgJson,strlen(msgJson));
   msg_buf[3+strlen(msgJson)] = 0;
    Serial.print("Publish message: ");
    Serial.println(msgJson);
    mqttClient.publish("$dp",(uint8_t*)msg_buf,3+strlen(msgJson),false); 
  }
}




void WifiConnected() 
{
  WiFi.disconnect();
  WiFi.mode(WIFI_STA);
 
  Serial.println();
  Serial.print("Connecting to");
  Serial.println(ssid);
 
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_DISCONNECTED)
  {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  randomSeed(micros());
  
  Serial.println(""); 
  Serial.println("WIFI connected"); 
  Serial.println(WiFi.localIP());
 
}　　

 

至此，可以语音控制和手机控制了。

后续扩展命令会较容易，可以move到C#部分来做，如果觉得语音转文本有不准的地方，目前的想法是通过神经网络来做识别，而不是通过目前的这种很挫的判断办法

 

 OK，完工。

有要代码的就找我发给你。

 

　　

 

posted @ 2019-03-24 13:07  McKay  阅读(2212)  评论(2)  编辑  收藏  举报