基于ASRPRO语音识别与STM32的温湿度播报系统实战指南

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传统的温湿度显示通常依赖于 LCD 屏幕或 LED 数码管，这种方式在以下场景存在明显不足：

需要近距离查看，不适用于远距离监控
在光线不足环境下可视性差
无法满足视力障碍用户的需求
交互方式单一，缺乏智能化体验

语音交互系统则完美解决了这些问题：

实现自然的人机交互方式
不受环境光线条件限制
可远距离获取信息
特别适合智能家居等应用场景

市场上常见的语音识别方案主要有以下几种：

ASRPRO：国产芯片，支持离线识别，成本低，识别率高
LD3320：需要外接 Flash 存储语音库，开发复杂
科大讯飞在线方案：需要网络支持，有云端费用

我们选择 ASRPRO 的主要原因：

完全离线工作，不依赖网络
支持自定义唤醒词和指令
内置音频解码器，可直接驱动喇叭
开发工具链完善，文档丰富

考虑因素包括：

需要至少 1 个 UART 接口与 ASRPRO 通信
需要 I2C 或单总线接口连接温湿度传感器
足够的 GPIO 资源
性价比

推荐型号：STM32F103C8T6（蓝色 pill 开发板）

整体系统由三大模块组成：

传感器模块：DHT11/DHT22
主控模块：STM32
语音模块：ASRPRO

连接关系如下：

STM32 PA0-PA7 -> DHT11 数据线
STM32 USART1_TX(PA9) -> ASRPRO RX
STM32 USART1_RX(PA10) -> ASRPRO TX
共用 3.3V 电源

// DHT11 驱动代码（基于 HAL 库）#define DHT11_PORT GPIOA
#define DHT11_PIN GPIO_PIN_0

void DHT11_Start(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  // 配置为输出模式
  GPIO_InitStruct.Pin = DHT11_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStruct);

  // 发送开始信号
  HAL_GPIO_WritePin(DHT11_PORT, DHT11_PIN, GPIO_PIN_RESET);
  HAL_Delay(18); // 保持低电平至少 18ms
  HAL_GPIO_WritePin(DHT11_PORT, DHT11_PIN, GPIO_PIN_SET);

  // 切换为输入模式等待响应
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

uint8_t DHT11_Read(void)
{
  uint8_t data = 0;
  for(int i=0; i<8; i++) {while(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == GPIO_PIN_RESET);
    uint32_t start = HAL_GetTick();
    while(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == GPIO_PIN_SET);
    if((HAL_GetTick() - start) > 40) {data |= (1 << (7-i));
    }
  }
  return data;
}

void DHT11_GetData(float *temp, float *humi)
{uint8_t data[5] = {0};
  DHT11_Start();

  // 检查响应信号
  if(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {while(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == GPIO_PIN_RESET);
    while(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == GPIO_PIN_SET);

    // 读取 40 位数据
    for(int i=0; i<5; i++) {data[i] = DHT11_Read();}

    // 校验和验证
    if(data[4] == (data[0]+data[1]+data[2]+data[3])) {*humi = data[0];
      *temp = data[2];
    }
  }
}

使用官方 SDKTool 配置唤醒词和指令
设置串口通信参数：9600bps, 8N1
定义语音播报内容模板

关键配置示例：

[唤醒词]
小度小度

[指令集]
当前温度 -> $TEMP$
当前湿度 -> $HUMI$

[播报模板]
$TEMP$ -> "当前温度为 %.1f 度"
$HUMI$ -> "当前湿度为 %d%%"

采用简单的 ASCII 协议格式：

 格式：$[命令][数据]\n
示例：$T25.5\n  // 温度 25.5℃
$H60\n    // 湿度 60%

STM32 发送代码：

void USART_SendTempHumidity(float temp, float humi)
{char buf[32];

  // 发送温度
  sprintf(buf, "$T%.1f\n", temp);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)buf, strlen(buf), 100);

  // 发送湿度
  sprintf(buf, "$H%d\n", (int)humi);
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)buf, strlen(buf), 100);
}