智能家居1 -- 实现语音模块

作者：小丑西瓜9 | 2024-05-14 04:50:54

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智能家居1 -- 实现语音模块

项目整体框架:

监听线程×4：

1. 语音监听线程:用于监听语音指令，当有语音指令过来后，通过消息队列的方式给消息处理线程发送指令

2. 网络监听线程：用于监听网络指令，当有网络指令过来后，通过消息队列的方式给消息处理线程发送指令

3. 火灾检测线程：当存在煤气泄漏或者火灾闲情时，发送警报指令给消息处理线程

4. 消息监听线程：用于处理以上3个线程发过来的指令，并根据指令要求配置GPIO引脚状态，OLED屏显示、语音播报，还有人脸识别开门

统一的监听模块接口 -- control:

上述四个线程采用统一个对外接口接口，同时添加到监听链表中

统一的监听模块接口如下：


struct control
{
char control_name[128]; //监听模块名称
int (*init)(void); //初始化函数
void (*final)(void);//结束释放函数
void *(*get)(void *arg);//监听函数，如语音监听
void *(*set)(void *arg); //设置函数，如语音播报
struct control *next;
};

//定义类似如下函数向这个统一的接口中添加

struct control *add_device_to_ctrl_list(struct control *phead, struct control *device);

统一的设备类接口

被控制的设备类也统一配置接口，同时添加到设备链表中。

统一的设备类接口如下：


struct gdevice
{
char dev_name[128]; //设备名称
int key; //key值，用于匹配控制指令的值
int gpio_pin; //控制的gpio引脚
int gpio_mode; //输入输出模式
int gpio_status; //高低电平状态
int check_face_status; //是否进行人脸检测状态
int voice_set_status; //是否语音语音播报
struct gdevice *next;
};

主要代码:

-------------------------------------------

Makefile


CC  :=  aarch64-linux-gnu-gcc
# SRC -- 存放所有的 .c 文件
SRC :=  $(shell find src -name "*.c")
# INC --  存放所有的 头文件 (包括自己写的 和 第三方)
INC := ./inc \
    ./3rd/usr/local/include \
    ./3rd/usr/include \
    ./3rd/usr/include/python3.10 \
    ./3rd/usr/include/aarch64-linux-gnu/python3.10 \
    ./3rd/usr/include/aarch64-linux-gnu
 
#  把需要包含的 .c 文件，替换为.o 文件
OBJ := $(subst src/,obj/,$(SRC:.c=.o))
 
 
#  创建目标 ， 并且指定存放位置
TARGET  =  obj/smarthome
 
#   -I./inc  -- 存放头文件路径
CFLAGS := $(foreach item,$(INC),-I$(item))
 
 
# -I 指定的 第三方 库文件路径
LIBS_PATH := ./3rd/usr/local/lib \
             ./3rd/lib/aarch64-linux-gnu \
             ./3rd/usr/lib/aarch64-linux-gnu \
             ./3rd/usr/lib/python3.10 \
             
             
 
# -L ./3rd/usr/local/LIBS
LDFLAGS := $(foreach item,$(LIBS_PATH),-L$(item))
 
#  指定我们要链接的库
LIBS := -lwiringPi -lpython3.10 -pthread -lexpat -lz -lcrypt 
 
 
#  生成obj文件夹，里面包含源文件对应的.o文件
obj/%.o:src/%.c
    mkdir -p obj
    $(CC) -o $@ -c $< $(CFLAGS)
 
#  一来obj 下面的.o文件 编译
$(TARGET) : $(OBJ)
    $(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS) $(LDFLAGS)    $(LIBS)
 
compile : $(TARGET)
 
clean: 
    rm $(TARGET) obj &(OBJ) -rf
 
debug:
    echo $(CC) 
    echo $(SRC)
    echo $(INC)
    echo $(OBJ)
    echo $(TARGET)
    echo $(CFLAGS)
    echo $(LDFLAGS)
    echo $(LIBS)
 
 
.PHONY: clean compile debug

============================

main.c


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
 
#include "control.h"
#include "mq_queue.h"
#include "voice_interface.h"
#include "global.h"
 
// msg_queue_create
 
 
 
int main() {
    pthread_t thread_id;
    struct control *control_phead = NULL;
    struct control *pointer = NULL;
    ctrl_info_t *ctrl_info = NULL;
    ctrl_info = (ctrl_info_t *)malloc(sizeof(ctrl_info_t));
    ctrl_info->ctrl_phead = NULL;
    ctrl_info->mqd = -1;
 
    int node_num = 0; // 统计节点数
 
    // 创建消息队列
    ctrl_info->mqd = msg_queue_create();
    if(-1 == ctrl_info->mqd)// 创建消息队列失败
    {
        printf("%s|%s|%d, mqd= %d\n",__FILE__,__func__,__LINE__,ctrl_info->mqd);
        return -1;
    }
    
    ctrl_info->ctrl_phead = add_voice_to_ctrl_list(ctrl_info->ctrl_phead);
    //ctrl_info->ctrl_phead = add_socket_to_ctrl_list(ctrl_info->ctrl_phead);
    //ctrl_info->ctrl_phead = add_fire_to_ctrl_list(ctrl_info->ctrl_phead);
  
 
    pointer = ctrl_info->ctrl_phead;
 
    while(NULL!=pointer) // 对所有控制结构体初始化，并且统计节点数
    {
        if(NULL != pointer->init)
        {
            pointer->init();
        }
        pointer = pointer->next;
        node_num++; // 统计节点数
    }
 
    // 根据节点的总数 --> 创建对应数目的线程
    pthread_t *tid = (pthread_t *)malloc(sizeof(int) *node_num);
    pointer = ctrl_info->ctrl_phead;
 
    for(int i=0;i<node_num;++i)
    {
       if(NULL != pointer->get)
          pthread_create(&tid[i],NULL,(void *)pointer->get,(void *)ctrl_info); // 传入这个结构体参数，方便同时调用多组线程里面的API
 
    }
    
     for(int i=0;i<node_num;++i)
     {
     pthread_join(tid[i],NULL);
     }
 
     for(int i=0;i<node_num;++i)
     {
      if(NULL != pointer->final)
          pointer->final(); // 接打开的使用接口关闭
      pointer = pointer->next;
     }
 
     msq_queue_final(ctrl_info->mqd);
 
}

实现语言控制模块-- voice_interface.c


 
#if 0
struct control
{
char control_name[128]; //监听模块名称
int (*init)(void); //初始化函数
void (*final)(void);//结束释放函数
void *(*get)(void *arg);//监听函数，如语音监听
void *(*set)(void *arg); //设置函数，如语音播报
struct control *next;
};
#endif
 
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include "voice_interface.h"
#include "mq_queue.h"
#include "uartTool.h"
#include "global.h"
 
 
static int serial_fd = -1; // static 这个 变量只在当前文件有效
 
static int voice_init(void )
{
  serial_fd = myserialOpen(SERIAL_DEV,BAUD); // 初始化并且打开串口
  printf("%s|%s|%d   serial_fd = %d\n",__FILE__,__func__,__LINE__,serial_fd);
 
  return serial_fd;
}
 
static void voice_final(void)
{
  if(-1 != serial_fd) // 打开串口成功
  {
    close(serial_fd); // 关闭我们打开的串口
    serial_fd = -1; // 复位
  }
}
// 接收语言指令
static void* voice_get(void *arg)// mqd 通过arg 传参获得
{
    int len = 0;
    mqd_t mqd = -1;
    ctrl_info_t * ctrl_info = NULL; 
    if(NULL != arg)
        ctrl_info = (ctrl_info_t*)arg;
 
    unsigned char buffer[6] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}; // 初始化 buffer
    if (-1 == serial_fd)
    {
        //打开串口
        serial_fd = voice_init();// 尝试打开串口
        if (-1 == serial_fd){ //还是打开失败
        printf("%s | %s | %d:open serial failed\n", __FILE__, __func__, __LINE__); // 三个宏的含义: 文件名 - main.c,函数名 - pget_voice ,行号 -  138
        pthread_exit(0);   
        }                                                        // 串口打开失败 -->退出
    }
 
     
    mqd = ctrl_info->mqd; //为实现
    
 
    if((mqd_t)-1 == mqd)
    {
       pthread_exit(0);  
    }
 
    pthread_detach(pthread_self());// 与父线程分离
    printf("%s thread start\n",__func__);
 
    while (1)
    {
        len = serialGetstring(serial_fd, buffer); // 通过串口获得语言输入
        printf("%s|%s|%d,  0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x\n",__FILE__,__func__,__LINE__,buffer[0],buffer[1],buffer[2],buffer[3],buffer[4],buffer[5]);
        printf("%s|%s|%d:len = %d\n",__FILE__,__func__,__LINE__,len);
        if (len > 0)         // 判断是否 接到识别指令
        {
          if(buffer[0] == 0xAA && buffer[1] == 0x55 
            &&buffer[4]==0x55 && buffer[5]==0xAA)
            {
               printf("%s|%s|%d, send: 0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x,0x%x\n",__FILE__,__func__,__LINE__,buffer[0],buffer[1],buffer[2],buffer[3],buffer[4],buffer[5]);
        
              send_msg(mqd,buffer,len); // 注意获取len长度不能使用strlen() --> 0x00 会识别为截止位-->只能读取到三个字节(但不是我们实际的截止位(0x55 0xAA ))
            }
            memset(buffer,0,sizeof(buffer)); // 复位buffer
        }
    }
 
    pthread_exit(0);
 
}
 
static void* voice_set(void *arg)
{
 
}
 
struct  control voice_control ={
    .control_name = "voice",
    .init = voice_init,
    .final = voice_final,
    .get = voice_get,
    .set = voice_set,
    .next = NULL
};
 
 
struct control *add_voice_to_ctrl_list(struct control *phead)
{
  //头插法实现 添加链表节点
  struct control *pnew = NULL;
 
  
  if(NULL == phead)
  {
    phead = &voice_control; // 直接传入我们的 voice_control
  }
 
  else// 头结点非空 - 链表有数据
  {
   voice_control.next = phead; //把新的节点的next指向头结点
   voice_control = *phead; // 让心节点成为头结点
  }
 
  return phead;
 
};

编译:

// 注意我们的Makefile 里面指定了使用交叉编译工具链: aarch64-linux-gnu-gcc

所以我们生成的文件在×86上是没法运行的，需要scp 传送到arm-64的系统上，

比如我们的orangepi02

编译命令:

make complie

或者

make

传送

scp obj/smarthome orangepi@192.168.1.11:/home/orangepi

切换到我们的香橙派上:

执行

sudo -E ./smarthome

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