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基于ESP32的嵌入式AI语音开发实战教程

在智能硬件和物联网迅速发展的今天，嵌入式AI技术逐渐成为推动创新的重要力量。ESP32作为一款高性能、低功耗的Wi-Fi/BT芯片，因其丰富的功能和较低的成本，在嵌入式AI领域得到了广泛应用。本文将讲述一位嵌入式AI爱好者如何通过ESP32实现语音开发，并分享他的实战教程。

这位嵌入式AI爱好者名叫李明（化名），他是一名计算机专业的学生，对AI和物联网技术有着浓厚的兴趣。在接触到ESP32这款芯片后，李明决定将其应用于语音识别项目中，希望通过自己的努力，让智能语音助手走进更多人的生活。

一、项目背景

随着人工智能技术的不断进步，语音识别技术已经取得了显著的成果。在智能家居、智能穿戴、车载等领域，语音识别技术都得到了广泛应用。然而，传统的语音识别方案往往需要复杂的硬件设备和大量的计算资源，这对于许多小型项目来说是一个不小的挑战。ESP32的出现，为嵌入式AI语音开发提供了新的可能性。

二、实战教程

准备工作

首先，李明购买了一块ESP32开发板、一个麦克风模块、一个扬声器模块以及必要的电源线和连接线。此外，他还准备了一台电脑，用于编程和调试。

环境搭建

李明首先在电脑上安装了Arduino IDE，并配置了ESP32的开发环境。他按照官方文档的指导，完成了固件安装和驱动程序配置。

语音识别模块

李明选择了百度AI开放平台的语音识别API作为项目的基础。他首先在百度AI开放平台注册账号，获取了API Key和Secret Key。然后，在Arduino IDE中编写代码，调用百度语音识别API。

#include 

#include 



const char* ssid = "your SSID";

const char* password = "your PASSWORD";

const char* API_KEY = "your API_KEY";

const char* SECRET_KEY = "your SECRET_KEY";



void setup() {

  Serial.begin(115200);

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

    delay(1000);

    Serial.println("Connecting to WiFi...");

  }

  Serial.println("Connected to WiFi");

}



void loop() {

  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {

    HTTPClient http;

    String url = "http://vop.baidu.com/server_api?format=pcm&rate=16000&channel=1&cuid=123456789&api_key=" + String(API_KEY) + "&sign=" + String(SECRET_KEY);

    http.begin(url);

    int httpCode = http.GET();

    if (httpCode > 0) {

      String payload = http.getString();

      Serial.println(payload);

    }

    http.end();

  }

  delay(1000);

}

语音播放模块

为了实现语音播放功能，李明选择了ESP32自带的DAC模块。他编写了以下代码，用于将识别到的语音数据转换为模拟信号，并通过DAC模块输出。

#include 

#include 



const char* ssid = "your SSID";

const char* password = "your PASSWORD";

const char* API_KEY = "your API_KEY";

const char* SECRET_KEY = "your SECRET_KEY";



void setup() {

  Serial.begin(115200);

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

    delay(1000);

    Serial.println("Connecting to WiFi...");

  }

  Serial.println("Connected to WiFi");

}



void loop() {

  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {

    HTTPClient http;

    String url = "http://vop.baidu.com/server_api?format=pcm&rate=16000&channel=1&cuid=123456789&api_key=" + String(API_KEY) + "&sign=" + String(SECRET_KEY);

    http.begin(url);

    int httpCode = http.GET();

    if (httpCode > 0) {

      String payload = http.getString();

      Serial.println(payload);

      // 将语音数据转换为模拟信号

      for (int i = 0; i < payload.length(); i += 2) {

        analogWrite(DAC1, payload[i] << 8 | payload[i + 1]);

        delayMicroseconds(50);

      }

    }

    http.end();

  }

  delay(1000);

}

集成与调试

将麦克风模块和扬声器模块连接到ESP32开发板上，确保所有连接正确无误。然后，将开发板连接到电脑，上传代码。在Arduino IDE中，可以看到串口输出识别到的语音数据。此时，扬声器会播放相应的语音。

三、总结

通过本次实战，李明成功地实现了基于ESP32的嵌入式AI语音开发。他不仅掌握了ESP32的开发技巧，还深入了解了语音识别和播放的原理。在后续的项目中，李明将继续探索嵌入式AI技术的应用，为我们的生活带来更多便利。