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本项目使用esp32、esp32s3接入Chatgpt、Claude、讯飞星火、豆包等15款大模型,实现语音对话聊天,支持语音唤醒、连续对话、音乐播放等功能,同时外接了一块显示屏实时显示对话的内容。

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ESP32_AI_LLM

目录

部署教程

  • 安装esp32的驱动,使用串口监视器进行测试,确保可以识别
  • 下载配置vscode环境,安装platformIO插件,安装天问Block客户端软件
  • 配置好asrpro模块
  • 将所有元器件连接在一起
  • 将项目克隆到本地,根据你使用的开发板将esp32AI_vscode文件夹下的如图所示的三个配置文件更换为对应的版本,然后在vscode中打开esp32AI_vscode文件夹,然后等待依赖库下载完毕(右下角的状态栏显示下载进度)

image

  • 查看main.cpp顶部的注意事项,并进行对应的操作
  • 开通讯飞相关服务,填写main.cpp中要求填写的讯飞账号参数,填写你想使用的大模型的相关参数
  • 编译、烧录

简介

本项目基于ESP32实现了一个智能语音助手,主要特点:

  • 支持多个大模型:ChatGPT、Claude、Gemini、Grok、Mistral、豆包大模型、月之暗面、通义千问、讯飞星火、腾讯混元、百川智能、BigModel、零一万物、DeepSeek、Ollama
  • 语音交互:支持语音唤醒、连续对话
  • 多功能:支持串口对话、音乐播放、抽象整活、显示屏实时显示等
  • 便捷网页配置:支持网页配置WiFi、大模型参数等信息

使用准备

开通AI服务

  1. 讯飞服务(必需)

    • 注册讯飞开放平台 (https://www.xfyun.cn)
    • 开通LLM大模型服务和STT语音转文字服务,参考Other/images文件夹中的配置截图
  2. 其它大模型服务(可选)

ASRPRO配置

下载天问Block(http://www.twen51.com/new/twen51/index.php),可以在浏览器搜索教程。 打开天问Block->个人中心(登录)->使用数据线连接asrpro设备,鼠标移至未连接,选择一键安装驱动,安装完成后,未连接会变成对应的驱动->项目(打开项目)->选择我这个项目的asrpro文件夹中的“esp32AI助手.hd”打开->修改你想要的唤醒词(默认:你好九歌)和打断命令词(默认:九歌)->点击生成模型,等待完成->点击2M编译下载

项目开发环境

使用vscode中的platformIO插件,天问Block

串口监视器推荐

https://serial.keysking.com 设置参考: image0

硬件配置

硬件清单

  • ESP-WROOM-32 / ESP32-S3-N16R8
  • INMP441全向麦克风
  • MAX98357 I2S音频放大器
  • 1.8寸RGB_TFT屏幕(128x160)
  • ASRPRO开发板(2M/4M均可)
  • 其他配件:喇叭、面包板、面包板跳线、数据线、led灯等

详细接线对照表

1. INMP441麦克风模块

模块引脚 ESP32连接 ESP32-S3连接
VDD 3.3V 3.3V
GND GND GND
SD GPIO22 GPIO42
WS GPIO15 GPIO1
SCK GPIO4 GPIO2

2. MAX98357音频放大模块

模块引脚 ESP32连接 ESP32-S3连接
Vin VIN V5IN
GND GND GND
LRC GPIO27 GPIO7
BCLK GPIO26 GPIO6
DIN GPIO25 GPIO5

3. 1.8寸RGB_TFT屏幕

模块引脚 ESP32连接 ESP32-S3连接
VDD VIN V5IN
GND GND GND
SCL GPIO18 GPIO12
SDA GPIO23 GPIO11
RST GPIO12 GPIO15
DC GPIO32 GPIO16
CS GPIO5 GPIO10

4. ASRPRO模块

模块引脚 ESP32连接 ESP32-S3连接
5V VIN V5IN
GND GND GND
PB5 RX2(GPIO16) RX2(GPIO19)
PB6 TX2(GPIO17) TX2(GPIO20)
PA2 GPIO19 GPIO3

5. LED指示灯

引脚 ESP32连接 ESP32-S3连接
正极 GPIO33 GPIO38
负极 GND GND

功能介绍

语音唤醒功能

  • 在线唤醒(不使用ASRPRO):设备启动连接网络后会直接进入待机状态,开启录音并连接讯飞的stt服务进行唤醒词识别,如果长时间不使用,请断开设备电源,防止讯飞stt服务量的大量耗费。唤醒词可在main.cpp的第1514行修改。(不推荐使用此方法)

image

  • 离线唤醒(使用ASRPRO):通过ASRPRO唤醒,识别到唤醒词时,通过PA2输出一个低电平信号给19引脚,进入对话。

语音对话功能

flowchart LR
    A[开始对话] --> B[语音唤醒]
    A --> M[通过串口发送消息]
    A --> Q[按下BOOT键]
    Q --> C[系统进入录音状态]
    
    B --> C
    C --> D[INMP441麦克风录音]
    D --> E[讯飞STT服务]
    E --> F{识别结果}
    
    F -->|有效| G{是否为指令}
    F -->|无效| H[提示重新说话]
    H --> C
    
    G -->|否| I[发送至大模型]
    G -->|是| L[本地函数处理]
    
    I --> J[接收大模型回复]
    J --> K[回复内容分段]
    K --> N[百度TTS服务]
    N --> O[语音输出]
    O --> P[一轮对话完成]
    
    P --> R{是否连续对话}
    R -->|是| C
    R -->|否| A
    
    M --> G
    
    %% 样式定义
    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px
    style B fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style Q fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style M fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style P fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
Loading

每次回答完毕后,会有提示音播放,提示音文件存储在esp32的SPIFFS中,存储方法:连接好esp32,然后依次点击图中指示的位置。

image5

便捷配网功能

网络连接通过读取ESP32 flash的NVS中存储的Wi-Fi信息实现。设备启动后开始联网时,板载LED会闪烁,屏幕显示相应的连接状态信息。esp32处于无网状态时,ESP32启动AP模式,创建临时网络热点ESP32-Setup(初始密码为12345678)。手机或电脑连接此网络后,浏览器输入192.168.4.1,出现配置网页界面,通过该网页界面,即可进行网络的配置。

音乐播放功能

音乐播放白嫖了网易云的音乐服务器,通过如下的链接即可访问音乐文件(vip音乐不支持)。 https://music.163.com/song/media/outer/url?id=音乐数字id.mp3 image1 音乐播放通过读取ESP32 flash的NVS中存储的音乐信息实现。esp32处于无网状态时,ESP32启动AP模式,创建临时网络热点ESP32-Setup(初始密码为12345678)。手机或电脑连接此网络后,浏览器输入192.168.4.1,出现配置网页界面,通过该网页界面,即可进行音乐信息的添加与删除。

需要注意的点:比较长的音乐名建议不要写全,因为stt不一定识别的出来,可能只能识别出一部分,然后就是尽量不要写英文名称,因为英文识别准确率太烂了。还有就是部分音乐播放到中间会重新开始播放,好像是网易云的问题。

音量调节和开关灯功能

通过相关的语音指令,可以实现音量的调节与显示,led灯的开关。在AI说话时,按下boot键说出调节音量和开关灯的指令,esp32做出对应的反应后会继续刚才没说完的话。

音乐暂停和恢复播放指令

在音乐正在播放时,按下boot键说出”暂停播放”指令,即可暂停播放,再按下boot键说出”恢复播放”指令,即可恢复播放。

大模型切换功能指令

在和AI进行对话时,通过说出“切换模型”指令(要具体的说出切换为第几个大模型或者大模型具体的名字),目前可以在15款大模型之间进行切换。

屏幕显示功能

使用一块1.8寸(128x160)RGB_TFT屏幕显示用户与大模型的对话内容等信息

抽象整活功能(在Dufs文件夹中)

开启dufs服务,配置好监听端口,esp32与开启dufs服务的设备需处于同一wifi下,使用唤醒词唤醒设备后,当设备处于待机状态或说话状态时,使用命令词丁真、坤坤、牢大即可触发对应的壁纸显示、语音和音乐。

其它指令

  • 退下:进入待机状态(此时asrpro仍保持在唤醒状态),此时仍可识别命令词,一个小时内未识别到唤醒词asrpro退出唤醒状态,此时需要重新唤醒才可进行命令词的识别
  • 再见、拜拜、休眠:asrpro退出唤醒状态,不可识别命令词

程序执行流程

setup初始化:

  • 初始化串口通信、引脚配置、屏幕显示、录音模块Audio1、音频输出模块Audio2等。
  • 调用wifiConnect()连接网络。
  • 如果网络连接成功,加载nvs中存储的大模型参数,调用getTimeFromServer()从百度服务器获取当前日期和时间,然后调用getUrl()生成url和url1(分别用于星火大模型和语音识别的鉴权)。
  • 如果网络连接失败,esp32启动热点和web服务器。

loop循环:

  • 轮询处理WebSocket客户端消息,检查和处理从服务器接收的消息、发送等待发送的数据,维护与服务器的连接。
  • 如果有多段语音需要播放,调用voiceplay()函数播放后续的语音。
  • 调用audio2.loop()确保音频流的连续和稳定播放。
  • 没有音频播放时,熄灭板载LED;有音频播放时,点亮板载LED。
  • 进入待机模式,启动唤醒词识别,可在onMessageCallback1()中自定义唤醒词。
  • 检测到板载boot按键被按下时,连接WebSocket服务器1(语音转文字)并开启录音,在8秒内没有说话就会结束本轮对话,然后进入待机模式,启动唤醒词识别。如果有说话,录音结束后调用讯飞STT服务API接口将语音转文本。如果文本内容为空,回复“对不起,我没有听清,可以再说一遍吗?”;不为空时连接WebSocket服务器(大模型),将文本发送给星火大模型(可选豆包大模型),然后接收大模型回复文本,并发送给百度的TTS服务转语音播放,同时在屏幕上显示对话内容。
  • 检测到AI说话完毕后,自动连接WebSocket服务器1(语音转文字)并开启录音,后面的与上一条相同,实现连续对话功能。

项目成品图参考

image image image image image

本项目基于 Esp32_VoiceChat_LLMs 改进开发

About

本项目使用esp32、esp32s3接入Chatgpt、Claude、讯飞星火、豆包等15款大模型,实现语音对话聊天,支持语音唤醒、连续对话、音乐播放等功能,同时外接了一块显示屏实时显示对话的内容。

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