树莓派-语音聊天机器人+语音控制引脚电平高低

   

  最近和几位本学院的研究生师兄师姐参加研究生电子设计大赛，自己也来折腾下之前没有搞完的语音控制小车。恰巧自己负责的是语音控制这部分，折腾了几天也差不多搞定啦…把自己的折腾套路总结一下，给一起折腾的小伙伴点经验之谈…

      一、配置树莓派

     我们这次使用的最新的树莓派3，镜像直接是官网下载的Raspbian。这也是让我感觉最有树莓派感觉的一个系统。主要是sudo raspi-config的配置。

1和2最好都是设置一下，然后3看自己爱好吧；4的里面我都是重新设置的，包括时区、语言和字体。字体最好下载（apt-get install ttf-wqy-zenhei）。然后第八的那些串口、引脚的功能最好都打开

配置WiFi：树莓派3是自带WiFi的，所以启动正常的话是可以直接连接的；如果没有，就iwlist scan 扫描一下。

更新源：apt-get update，apt-get upgrade。

  二、语音聊天和语音控制引脚。

引脚的控制方法很多的，python GPIO、wiringPi、BCM2835 C Library。

在这里我使用的是wiringPi（C语言）；

安装wiringPi：

sudo apt-get install git-core
git clone git://git.drogon.net/wiringPi
cd wiringPi
./build

编辑脚本控制引脚电平高低：

首先创建个目录:

cd ~
mkdir scripts
cd scripts

然后编辑脚本light内容：

#!/bin/bash
if [ $# > 1 ]
then
/usr/local/bin/gpio mode 4 out
    if [[ "$1" = "on" ]]
    then
/usr/local/bin/gpio write 4 on
    fi
 
    if [[ "$1" = "off" ]]
    then
/usr/local/bin/gpio write 4 off
    fi
fi

这里的4对应的是树莓派的引脚16（GEN 4），相关文档大家可以自行查阅。

赋给脚本权限：

chmod u+x light

然后就可以检验是否可以通过命令行控制引脚啦…

./light on
./light off

下面就是通过语音来控制。我几乎尝试了可以用的所有的语音识别SDK，科大讯飞、百度语音、Google…事实证明Google是最棒的，但是对于我们墙内玩家是真的头疼…

我最后采用的还是百度的API，因为个人喜欢python，恰好碰到一个百度的python开源程序。

直接上代码：

 -*- coding: utf-8 -*-

import numpy as np
from datetime import datetime
import wave
import time
import urllib, urllib2, pycurl
import base64
import json
import os
import sys
reload(sys)
sys.setdefaultencoding( "utf-8" )

save_count = 0
save_buffer = []
t = 0
sum = 0
time_flag = 0
flag_num = 0
filename = 'asr.wav'
duihua = '1'

def getHtml(url):
    page = urllib.urlopen(url)
    html = page.read()
    return html

def get_token():
    apiKey = "Ll0c53MSac6GBOtpg22ZSGAU"
    secretKey = "44c8af396038a24e34936227d4a19dc2"
    auth_url = "https://openapi.baidu.com/oauth/2.0/token?grant_type=client_credentials&client_id=" + apiKey + "&client_secret=" + secretKey;
    res = urllib2.urlopen(auth_url)
    json_data = res.read()
    return json.loads(json_data)['access_token']

def dump_res(buf):
    global duihua
    print "字符串类型"
    print (buf)
    a = eval(buf)
    print type(a)
    if a['err_msg']=='success.':
        #print a['result'][0]#终于搞定了，在这里可以输出，返回的语句
        duihua = a['result'][0]
        print duihua

def use_cloud(token):
    fp = wave.open(filename, 'rb')
    nf = fp.getnframes()
    f_len = nf * 2
    audio_data = fp.readframes(nf)
    cuid = "7519663" #产品id
    srv_url = 'http://vop.baidu.com/server_api' + '?cuid=' + cuid + '&token=' + token
    http_header = [
        'Content-Type: audio/pcm; rate=8000',
        'Content-Length: %d' % f_len
    ]

    c = pycurl.Curl()
    c.setopt(pycurl.URL, str(srv_url)) #curl doesn't support unicode
    #c.setopt(c.RETURNTRANSFER, 1)
    c.setopt(c.HTTPHEADER, http_header)   #must be list, not dict
    c.setopt(c.POST, 1)
    c.setopt(c.CONNECTTIMEOUT, 30)
    c.setopt(c.TIMEOUT, 30)
    c.setopt(c.WRITEFUNCTION, dump_res)
    c.setopt(c.POSTFIELDS, audio_data)
    c.setopt(c.POSTFIELDSIZE, f_len)
    c.perform() #pycurl.perform() has no return val

# 将data中的数据保存到名为filename的WAV文件中
def save_wave_file(filename, data):
    wf = wave.open(filename, 'wb')
    wf.setnchannels(1)
    wf.setsampwidth(2)
    wf.setframerate(SAMPLING_RATE)
    wf.writeframes("".join(data))
    wf.close()

token = get_token()
key = '05ba411481c8cfa61b91124ef7389767'
api = 'http://www.tuling123.com/openapi/api?key=' + key + '&info='

while(True):
    os.system('arecord -D "plughw:1,0" -f S16_LE -d 5 -r 8000 /home/pi/Desktop/2016-6-25/asr.wav')
    use_cloud(token)
    print duihua
    info = duihua
    duihua = ""
    request = api   + info
    response = getHtml(request)
    dic_json = json.loads(response)

    a = dic_json['text']
    print type(a)
    unicodestring = a

    # 将Unicode转化为普通Python字符串："encode"
    utf8string = unicodestring.encode("utf-8")

    print type(utf8string)
    print str(a)
    url = "http://tsn.baidu.com/text2audio?tex="+dic_json['text']+"&lan=zh&per=0&pit=1&spd=7&cuid=8297904&ctp=1&tok=24.9ae6d50d24d1c222c4019be4c70613e7.2592000.1469358913.282335-8297904"
    os.system('mplayer "%s"'%(url))

这是网上大神自己给树莓派自己写的Python脚本，然后我自己修改的如下可以实现语音控制引脚开灯和关灯。

# -*- coding: utf-8 -*-

import numpy as np
from datetime import datetime
import wave
import time
import urllib, urllib2, pycurl
import base64
import json
import os
import sys
reload(sys)
sys.setdefaultencoding( "utf-8" )

save_count = 0
save_buffer = []
t = 0
sum = 0
time_flag = 0
flag_num = 0
filename = 'asr.wav'
commun = '1'
answer = '1'
def getHtml(url):
    page = urllib.urlopen(url)
    html = page.read()
    return html

def get_token():
    apiKey = "Ll0c53MSac6GBOtpg22ZSGAU"
    secretKey = "44c8af396038a24e34936227d4a19dc2"
    auth_url = "https://openapi.baidu.com/oauth/2.0/token?grant_type=client_credentials&client_id=" + apiKey + "&client_secret=" + secretKey;
    res = urllib2.urlopen(auth_url)
    json_data = res.read()
    return json.loads(json_data)['access_token']

def dump_res(buf):
    global duihua
    print "字符串类型"
    print (buf)
    a = eval(buf)
    print type(a)
    if a['err_msg']=='success.':
        commun = a['result'][0]
        print duihua

def use_cloud(token):
    fp = wave.open(filename, 'rb')
    nf = fp.getnframes()
    f_len = nf * 2
    audio_data = fp.readframes(nf)
    cuid = "7519663" #产品id
    srv_url = 'http://vop.baidu.com/server_api' + '?cuid=' + cuid + '&token=' + token
    http_header = [
        'Content-Type: audio/pcm; rate=8000',
        'Content-Length: %d' % f_len
    ]

    c = pycurl.Curl()
    c.setopt(pycurl.URL, str(srv_url)) #curl doesn't support unicode
    #c.setopt(c.RETURNTRANSFER, 1)
    c.setopt(c.HTTPHEADER, http_header)   #must be list, not dict
    c.setopt(c.POST, 1)
    c.setopt(c.CONNECTTIMEOUT, 30)
    c.setopt(c.TIMEOUT, 30)
    c.setopt(c.WRITEFUNCTION, dump_res)
    c.setopt(c.POSTFIELDS, audio_data)
    c.setopt(c.POSTFIELDSIZE, f_len)
    c.perform() #pycurl.perform() has no return val

# 将data中的数据保存到名为filename的WAV文件中
def save_wave_file(filename, data):
    wf = wave.open(filename, 'wb')
    wf.setnchannels(1)
    wf.setsampwidth(2)
    wf.setframerate(SAMPLING_RATE)
    wf.writeframes("".join(data))
    wf.close()


while(True):
    os.system('arecord -D "plughw:1,0" -f S16_LE -d3 -r 8000 /home/pi/Desktop/2016-6-25/asr.wav')
    use_cloud(token)
    print commun
    site = commun89     if "开" in site: #在返回的文本里寻找“开”
       answer = '好的，正在为您开灯，请稍后'
       url = "http://tsn.baidu.com/text2audio?tex="+answer+"&lan=zh&per=0&pit=1&spd=7&cuid=8297904&ctp=1&tok=24.9ae6d50d24d1c222c4019be4c70613e7.2592000.1469358913.282335-8297904"
       os.system('mplayer "%s"'%(url))
       os.system('cd /home/pi/Desktop/scripts&&./light on')
    if "关" in site:
       answer = '好的，正在为您关灯，请稍后'
       url = "http://tsn.baidu.com/text2audio?tex="+answer+"&lan=zh&per=0&pit=1&spd=7&cuid=8297904&ctp=1&tok=24.9ae6d50d24d1c222c4019be4c70613e7.2592000.1469358913.282335-8297904"
       os.system('mplayer "%s"'%(url))
       os.system('cd /home/pi/Desktop/scripts&&./light off

下面给大家一个现场演示视频。

 http://v.youku.com/v_show/id_XMTYyMzIxMDc5Ng==.html

参考文章：

http://www.xiaopeiqing.com/posts/2337.html；（中大一位名为xieshundao博士师兄的贴，非常感谢师兄的帮助和人教诲…）

http://blog.csdn.net/haven200/article/details/50659499；

http://computers.tutsplus.com/articles/how-to-control-a-lamp-with-voice-commands-and-a-raspberry-pi--mac-60825；

http://www.urlteam.org/2016/05/python%E8%AF%AD%E9%9F%B3%E6%99%BA%E8%83%BD%E5%AF%B9%E8%AF%9D%E8%81%8A%E5%A4%A9%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4%BA%BA%EF%BC%8Clinux%E6%A0%91%E8%8E%93%E6%B4%BE%E5%8F%8C%E5%B9%B3%E5%8F%B0%E5%85%BC%E5%AE%B9/；

http://blog.csdn.net/happen23/article/details/45821697；

http://www.modified.systems/archives/tag/voicecommand；

23:26:422016-06-27