智能家居助手主要基于RT-Thread開發的，該系統主要分為語音子系統，環境監測子系統，智能控制子系統，智能網關子系統，音樂播放器，云端以及應用軟件七大部分。語音子系統可通過語音進行人機交互來控制家電設備。環境監測子系統為智能家居提供環境信息輸入，實時監測室內的環境信息。智能控制子系統為智能家居提供控制接口，用戶可根據實際需求來控制家電設備。智能網關是整個系統的核心和樞紐，為整個智能家居提供網絡，同時與云平臺進行交互，不斷更新室內信息，實時將數據上傳至云端，用戶就能在遠程進行查室內的各種環境信息，實時掌握家中的最新動態。音樂播放器為用戶提供音樂服務。云端部分為智能家居系統云服務，提供輸出存儲與分析服務。應用軟件和語音子系統是等效的，方便用戶使用。

1.AB32VG1

AB32VG1開發板是以中科藍訊（Bluetrum）公司推出的基于RISC-V架構的高配置芯片AB5301A為核心所組成的。

板載資源：

CPU： AB5301A；（ LQFP48 封裝，主頻 120M，片上集成 RAM 192K, flash 8 Mbit， ADCPWM， USB， UART， IIC 等資源）

 搭載藍牙模塊，FM 模塊，一路 TF Card 接口，一路 USB 接口，一路 IIC 接口，一路音頻接口(美標 CTIA)，六路 ADC 輸入引腳端子引出，六路 PWM 輸出引腳端子引出，一個全彩 LED 燈模塊， 一個電源指示燈， 三個燒錄指示燈，一個 IRDA（紅外接收端口），一個 Reset 按鍵， 三個功能按鍵(通用版為兩個功能按鍵)

 板子規格尺寸： 6cm*9cm

 I/O 口通過 2.54MM 標準間距引出， 同時兼容 Arduino Uno 擴展接口， 方便二次開發板上所有的硬件特性能快速幫助評估 AB5301A 所有外設和衍生開發新的應用。

2.ART-Pi

ART-Pi 是 RT-Thread 官方推出一款具有高度可擴展性的硬件，能很好的滿足絕大多數開發人員的 DIY 想法，其具備性能強大的主控，實用的外設，豐富的擴展接口，是學習、開發、DIY 的不二之選。

3.TWen-ASR-ONE(語音識別)

ASR-ONE是一顆專用于語音處理的人工智能芯片， 可廣泛應用于家電、 家居、 照明、 玩具等產品領域， 實現語音交互及控制。開發板板載一顆 RGB 燈，引出 26 個 IO，外接喇叭和麥克風，用于快速驗證語音產品功能。

ASR-ONE內置自主研發的腦神經網絡處理器BNPU， 支持200條命令詞以內的本地語音識別， 內置CPU核和高性能低功耗Audio Codec模塊， 集成多路UART、 IIC、 PWM、 GPIO等外圍控制接口， 可以開發各類高性價比單芯片智能語音產品方案。

系統整體架構如圖所示。

該系統主要包含三大核心功能：音樂播放、智能控制、環境監測。

該系統兩種交互方式：語音交互、網絡（應用軟件）。

1 核心功能

第一部分：音樂播放

音樂播放是本項目的一大功能，主要由AB32VG1開發板實現，板載由SD卡接口，將音樂存入SD卡，板子上電初始化完成后，即可通過語音、網絡控制音樂的播放，當然，也可使用板載的按鍵控制，同時根據音樂的大小通過PWM控制RGB燈，可以說，非常炫酷。音樂播放提供開始、停止、暫停、恢復播放、上/下一首、增加/減小音量服務，同時還可自動掃描SD卡的歌曲，可循環播放音樂，提供多種控制方式，非常方便。

音樂播放的主要流程如下所示。

 

 

 

第二部分：智能控制

該智能家居助手還能控制家電設備，本項目通過控制PWM控制室內的小夜燈，另外通過電機正反轉來模擬控制窗簾的開啟與關閉，當然，用戶可根據實際需要增加更多的家電設備。

 

第三部分：環境監測

ART-Pi智能網關上電之后完成板級初始化，接著初始化傳感器，就會定時采集環境信息，在連接網絡和云端后，就會定時向云端發送數據。同時建立本地服務，當有客戶端接入網絡，也會定時向客戶端發送環境信息。

云端得到相應的數據后，繪制室內的溫濕度曲線，也可實時查看當前的溫濕度信息。

另外，為了保證數據傳輸的可靠性，設計了簡單的數據傳輸協議保證數據的可靠交互。

環境監測的流程圖如下所示。

 

2 交互方式

第一部分：語音交互

語音模塊上電之后完成板級初始化，初始化完成后有提示音即可，就可通過語音進行信息交互，比如開關燈，音樂播放等交互。

語音交互流程如下圖所示。

 

第二部分：應用軟件(網絡)

應用軟件是基于PyQT5開發，可在Windows、Linux、MacOS平臺運行，通過socket編程與網關通信。應用軟件的功能和語音交互的功能差不多，開發的目的是為用戶提供更多的選擇，方便用戶使用。

用戶使用應用軟件的流程如下：

代碼地址：

https://gitee.com/ouxiaolong/Smart_Home_Assistant.git

演示截圖如下：

云端信息：

整體演示效果：