采用 Amazon Alexa 的简易声控设计

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我们将向您介绍如何使用 Conexant 的 AudioSmart 2 麦克风套件和 Raspberry Pi 4 将 Amazon Alexa 的强大功能加入您的设计中,以便您能迅速轻松地制作新兴声控 IoT 应用的原型。

如果您曾希望快速轻松地制作能提供理想语音用户体验的智能家庭设备原型,Conexant 的 AudioSmart 2 麦克风开发套件能帮到您。 

AudioSmart™ 2 麦克风开发套件配备 Conexant 的 CX20921 语音输入处理器,具备嵌入式免提语音处理技术,并预装 Alexa™ 醒词。

基本上,这意味着只要借助语音指令,您就可以开发非常棒的新项目。要立即开始,您需要准备以下项目:

AudioSmart 2 麦克风开发套件

配备一张内存最低 8GB 的 SD 卡、并且预装或下载了 NOOBSRaspberry Pi 4

micro-USB 电源线

USB 键盘和鼠标

外置 HDMI 显示器。

配备 3.5mm 音频电缆的外置扬声器。

使用 Wi-Fi 或以太网的互联网连接。

 遵循视频教程查看逐步指南,如下所述。

硬件设置

我们将从设置所有硬件开始,所以首先要将 Pi 上的音频插孔连接开发板上的线路。

接着将麦克风模块连接开发板上的 MIC 1。

再将 2 麦克风上名叫 J1 USB 的 Micro USB 连接 Pi 上的 USB 端口。

现在,我们将开发板上的接地针脚(位于 P2 段、针脚 15)连接 Pi 上的 GPIO 针脚 14。在那里,我会件开发板上 P2 段、针脚 14 上的 GPIO1 连接 Pi 上的 GPIO 针脚 13.

随后我们将电动式扬声器连接 J3 上的 2 麦克风。

接着我们将鼠标和键盘连接 Raspberry Pi,再连接外置 HDMI 显示器。

最后,我们只需要使用 Micro-USB 电缆为 Pi 供电,您只需要将其插到电脑上,在使用电源为 2 麦克风供电。按 2 麦克风上的开关,就能为开发板和 Pi 通电。

软件设置

RP4 设置:

设置好所有硬件后,让我们进入到软件部分。

首先我们需要在 Raspberry Pi 上安装 Raspian Jessie。您可以准备一张预装了 NOOOBS 的微型 SD 卡,或者访问 downloads.raspberrypi.org/NOOBS_latest 下载最新版的 NOOBS。

下载可能需要一会儿,期间请务必借助 SD 卡格式化程序(可以在线获取)将 SD 卡格式化为 FAT 或 FAT32。下载好文件后,提取文件,再将所有文件从提取的 NOOBS 文件夹中拖到 SD 卡中。

将 NOOB 文件保存到 SD 卡上后,将微型 SD 卡插到 Pi 的微型 SD 卡槽中。将 Pi 通电(如果还没有的话)——您会看到它在显示器上启动。您会看到一个列出要安装的操作系统的窗口,但对于我们而言,只需要安装 Raspbian Jessie。

安装过程可能需要一些时间,请耐心等待。

完成后,Pi 就能在您的显示器上顺畅运行了。您立即需要做两件事:选择偏好设置,将键盘设置更改为自己熟悉的设置。然后连接互联网。

注册 Amazon

接着,您需要访问 developer.amazon.com 注册一个 Amazon 开发者账户。建议您在 Pi 的桌面上完成这一部分,因为需要复制粘贴长串代码。

获得 Amazon 开发者账户后,您需要创建一个 Alexa 设备和安全配置文件。前往“Alexa”标签,再单击 Alexa 语音服务上的“立即开始”。接着您会看到一个下拉菜单,写着“注册产品”,其中您会找到“设备”。在这个窗口中,您将在“设备类型 ID”上提供您产品的一个简单标识符,稍后将用到;并在开发者门户中提供显示名称,会向用户显示他们何时在 Amazon 上注册产品。您可使用“测试”作为第一个显示名称。然后单击“下一步”,进入安全配置文件。

单击安全配置文件下拉菜单,再选择“新建配置文件”。输入配置文件的名称和说明。我们使用了“测试语音应用程序”。单击下一步,会为您生成客户端 ID 和客户端密钥,稍后会用到。

现在单击“Web 设置”选项卡。确定在下拉菜单中选择您刚刚创建的安全配置文件,再单击“Edit”按钮。

在“允许来源”中单击“添加另一个”,再输入 https://localhost:3000,在“允许返回 URL”上单击“添加另一个”,再输入 https://localhost:3000/authresponse再单击下一步。

在这里,您会看到可以自己填写的设备详情,再单击“下一步”。

注册的最后一步是启用安全配置文件。您需要打开 Web 浏览器,再访问 https://developer.amazon.com/lwa/sp/overview.html。在页面顶端,从下拉菜单中选择您之前创建的安全配置文件,再单击“确认”。您需要输入以 http:// 或 https:// 开始的隐私政策 URL,出于演示目的,我们使用了伪 URL http://example.com。单击“下一步”,下一屏幕会显示您需要保存的客户端 ID 和客户端密钥。您已完成了所有注册!

设置 Raspberry Pi 4

现在我们返回到 Pi。首先,您需要打开一个终端,并输入以下内容:

cd Desktop

再输入这一行:

git clone https://github.com/alexa/alexa-avs-sample-app.git

现在您需要使用从 Amazon 获取的凭证——例如 ProductID、ClientID 和 ClientSecret 来更新安装脚本。首先我们会在终端中输入以下内容:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app

再输入:

nano automated_install.sh

会显示一个屏幕,您需要将 ProductID、ClientID 和 ClientSecret 的值粘贴到其中。按 ctrl-X,再按 Y,再按“输入”保存变更。

现在我们需要运行自动生成的脚本,从而安装所有必要的项目文件。再次打开终端,然后运行以下指令:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app

chmod +x automated_install.sh

.automated_install.sh

会询问您一些问题,完成即可。开始后,请耐心等待 30 分钟。

安装完成后,您需要在三个独立终端中运行以下三个指令。

对于终端 1,我们会输入这一指令设计 web 服务,用来授权您的示例应用程序使用 AVS:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app/samples/companionService && npm start

它会自动运行,服务器马上会在端口 3000 上运行。

打开新终端,再输入以下指令运行示例应用程序,与 AVS 进行通信:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app/samples/javaclient && mvn exec:exec

会弹出一个窗口用来注册您的设备,您只需点“是”即可。如果此时没有弹出该窗口,就表示安装程序不成功。确保您的互联网没有设置防火墙,否则窗口不会弹出。您需要运行前几分钟自动生成的安装脚本来修复这一问题。

如果您没有遇到任何问题,会弹出一个窗口,告知您连接不是私人的。您只需要继续操作,再单击“进入 localhost”。您会进入 Amazon 登录阶段,接着输入您的 Amazon 凭证。随后您会进入“开发授权”页面。单击“确定”确认您希望设备访问之前创建的安全配置文件。会出现一个窗口,显示“设备令牌就绪”。

现在返回 Java 应用程序,再单击“确定”,表示客户端已经准备好接受 Alexa 请求。

在最后一个终端上,您可确定是选择低功耗还是高性能嵌入式唤醒词引擎。对于低功耗嵌入式唤醒词引擎,请在终端上输入以下指令:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app/samples/wakeWordAgent/src

sudo ./wakeWordAgent -e gpio

对于高性能嵌入式唤醒词引擎,请在终端上输入以下指令:

cd ~/Desktop/alexa-avs-sample-app/samples/wakeWordAgent/src && ./wakeWordAgent -e sensory

无论选择哪一个,这都是最后一步,最终您就拥有了可操作的免提 AVS 原型!这是您开始为任一指令制作免提原型的起点。您可以尽情发挥自己的创造力!

请像往常一样,回到 Arrow.com 了解最新和热门开发板和套件的最新内容。


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