树莓派入门指南

caution

本wiki是为ReSpeaker 2-Mics Pi HAT v1编写的，要区分v1和v2设备，请参考如何区分ReSpeaker 2-Mics Pi HAT硬件版本。

驱动安装和配置

1. 将ReSpeaker 2-Mics Pi HAT连接到树莓派

将ReSpeaker 2-Mics Pi HAT安装到您的树莓派上，确保在堆叠ReSpeaker 2-Mics Pi HAT时引脚正确对齐。

树莓派连接

connection picture1

树莓派Zero连接

connection picture2

2. 在树莓派上设置驱动

确保您在Pi上运行最新的树莓派操作系统。(更新于2021.05.01)

步骤1. 获取Seeed语音卡源代码，安装并重启。

git clone https://github.com/HinTak/seeed-voicecard.git
cd seeed-voicecard
sudo ./install.sh
sudo reboot now

步骤 2. 通过命令 aplay -l 和 arecord -l 检查声卡名称是否与源代码 seeed-voicecard 匹配

pi@raspberrypi:~/Desktop/mic_hat $ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: Headphones [bcm2835 Headphones], device 0: bcm2835 Headphones [bcm2835 Headphones]
  Subdevices: 8/8
  Subdevice #0: subdevice #0
  Subdevice #1: subdevice #1
  Subdevice #2: subdevice #2
  Subdevice #3: subdevice #3
  Subdevice #4: subdevice #4
  Subdevice #5: subdevice #5
  Subdevice #6: subdevice #6
  Subdevice #7: subdevice #7
card 1: vc4hdmi0 [vc4-hdmi-0], device 0: MAI PCM i2s-hifi-0 [MAI PCM i2s-hifi-0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 2: vc4hdmi1 [vc4-hdmi-1], device 0: MAI PCM i2s-hifi-0 [MAI PCM i2s-hifi-0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 3: seeed2micvoicec [seeed-2mic-voicecard], device 0: bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0 [bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

pi@raspberrypi:~/Desktop/mic_hat $ arecord -l
**** List of CAPTURE Hardware Devices ****
card 3: seeed2micvoicec [seeed-2mic-voicecard], device 0: bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0 [bcm2835-i2s-wm8960-hifi wm8960-hifi-0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

步骤 3. 测试，您将听到您对麦克风说的话（别忘了插入耳机或扬声器）：

arecord -D "plughw:3,0" -f S16_LE -r 16000 -d 5 -t wav test.wav
aplay -D "plughw:3,0" test.wav

注意： "plughw:3,0" 是录音（或播放设备编号），根据您的系统，此编号可能不同（例如在 Raspberry Pi 0 上它将是 0，因为它没有音频插孔）我们可以通过 "arecord -l" 和 "aplay -l" 找到它。

3. 配置声音设置并使用 alsamixer 调整音量

alsamixer 是一个用于高级 Linux 声音架构 (ALSA) 的图形混音器程序，用于配置声音设置和调整音量。

pi@raspberrypi:~ $ alsamixer

左右箭头键用于选择通道或设备，上下箭头键控制当前选定设备的音量。使用 ALT+Q 或按 Esc 键退出程序。更多信息

caution

请先使用 F6 选择 seeed-2mic-voicecard 设备。

使用概述

要运行以下示例，请将 https://github.com/respeaker/mic_hat.git 仓库克隆到您的树莓派

git clone https://github.com/respeaker/mic_hat.git
cd mic_hat

下面示例中提到的所有 Python 脚本都可以在这个仓库中找到。要安装必要的依赖项，请从 mic_hat 仓库文件夹中运行

sudo apt-get install portaudio19-dev libatlas-base-dev
pip3 install -r requirements.txt

APA102 LED

每个板载 APA102 LED 都有一个额外的驱动芯片。驱动芯片负责通过其输入线接收所需的颜色，然后保持这个颜色直到接收到新的命令。

python3 interfaces/pixels.py

用户按钮

板载有一个用户按钮，连接到GPIO17。现在我们将尝试使用python和RPi.GPIO来检测它。

从您在步骤4中克隆的mic_hat文件夹存储库中执行以下代码。

python3 interfaces/button.py

当你按下按钮时，它应该显示"on"：

python3 button.py

输出如下

pi@raspberrypi:~ $ python3 button.py
off
off
on
on
off

使用 Python 录制声音

我们使用 PyAudio python 库来通过 Python 录制声音。

首先，运行以下脚本来获取 2 Mic pi hat 的设备索引号：

python3 recording_examples/get_device_index.py

您将看到如下所示的设备ID。

Input Device id  2  -  seeed-2mic-voicecard: - (hw:1,0)

要录制声音，请使用 nano 或其他文本编辑器打开 recording_examples/record.py 文件，并将 RESPEAKER_INDEX = 2 更改为您系统上 ReSpeaker 的索引号。然后运行 python 脚本 record.py 进行录制：

python3 recording_examples/record.py

如果你想从2个通道中提取通道0的数据，请查看record_one_channel.py的内容。对于其他通道X，请将[0::2]改为[X::2]。

python3 recording_examples/record_one_channel.py

要播放录制的样本，您可以使用 aplay 系统工具，例如

aplay -f cd -Dhw:1 output.wav #用于立体声
aplay -D plughw:1,0 output_one_channel.wav #用于单声道播放

或者，您可以使用 recording_examples/play.py 脚本通过 PyAudio 播放 .wav 文件。

python3 recording_examples/play.py path-to-wav-file

确保在 play.py 中指定正确的输出设备索引 - 否则 PyAudio 会冻结！

Picovoice 与 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Raspberry Pi

步骤 1. 在执行以下步骤之前，请先按照上述 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 与 Raspberry Pi 的分步教程进行操作。

注意： 请确保 APA102 LED 在 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 与 Raspberry Pi 上正常工作。

步骤 2. 在终端中输入以下命令来安装适用于 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 的 Picovoice 演示。

pip3 install pvrespeakerdemo

注意： 在全新的 Raspberry Pi OS 安装中，安装此演示时您可能会注意到以下警告：脚本 picovoice_respeaker_demo 安装在 '/home/pi/.local/bin' 中，该路径不在 PATH 中。

这意味着为了运行演示，您需要将 /home/pi/.local/bin 添加到您的系统 PATH 中：

echo 'export PATH="$HOME/bin:$HOME/.local/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc

演示用法

该演示在树莓派上使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Picovoice 技术来控制 LED。此演示由唤醒词"Picovoice"触发，并准备执行后续操作，如打开和关闭 LED，以及更改 LED 颜色。

安装完成后，在终端中输入此命令来运行演示：

picovoice_respeaker_demo

语音命令

以下是此演示的语音命令：

Picovoice

演示输出：

唤醒词

Turn on the lights

您应该看到灯被打开，并在终端上看到以下消息：

{
    is_understood : 'true',
    intent : 'turnLights',
    slots : {
        'state' : 'on',
    }
}

命令列表显示在终端上：

context:
  expressions:
    turnLights:
      - "[switch, turn] $state:state (all) (the) [light, lights]"
      - "[switch, turn] (all) (the) [light, lights] $state:state"
    changeColor:
      - "[change, set, switch] (all) (the) (light, lights) (color) (to) $color:color"
  slots:
    state:
      - "off"
      - "on"
    color:
      - "blue"
      - "green"
      - "orange"
      - "pink"
      - "purple"
      - "red"
      - "white"
      - "yellow"

同样，你可以尝试使用这个命令来改变颜色：

Picovoice, set the lights to orange

通过以下命令关闭灯光：

Picovoice, turn off all lights

演示视频展示

演示源代码

该演示使用 Picovoice SDK 构建。演示源代码可在 GitHub 上获取：https://github.com/Picovoice/picovoice/tree/master/demo/respeaker。

不同的唤醒词

Picovoice SDK 包含在 Apache 2.0 许可下的免费示例唤醒词，包括主要语音助手（例如 "Hey Google"、"Alexa"）和有趣的唤醒词如 "Computer" 和 "Jarvis"。

自定义语音命令

照明命令由 Picovoice 语音转意图上下文 定义。你可以使用 Picovoice Console 通过输入允许的语法来设计和训练上下文。你可以在编辑时使用麦克风按钮在浏览器中测试你的更改。前往 Picovoice Console（https://picovoice.ai/console/）并注册账户。使用 Rhino 语音转意图编辑器 创建上下文，然后为 Raspberry Pi 训练它们。

多唤醒词示例

Porcupine

Porcupine 是一个高精度且轻量级的唤醒词引擎。它能够构建始终监听的语音应用程序。它具有以下特点：

使用在真实环境中训练的深度神经网络。
紧凑且计算高效。非常适合物联网应用。
跨平台。支持 Raspberry Pi、BeagleBone、Android、iOS、Linux (x86_64)、macOS (x86_64)、Windows (x86_64) 和网页浏览器。此外，企业客户可以访问 ARM Cortex-M SDK。
可扩展。它可以检测多个始终监听的语音命令，而不会增加运行时占用空间。
自助服务。开发者可以使用 Picovoice Console 训练自定义唤醒词模型。

为了展示 Picovoice 的能力，我们还准备了使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 与 Raspberry Pi 的多唤醒词示例！不同的唤醒词可以设置为执行特定任务。

此包包含一个使用 Porcupine 控制 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT LED 的命令行演示。

多唤醒词入门指南

在终端中运行以下命令来安装演示驱动程序：

pip3 install ppnrespeakerdemo

多唤醒词使用

在驱动程序安装后，在终端中运行以下命令：

porcupine_respeaker_demo

等待演示初始化并在终端中打印 [Listening]。说：

Picovoice

演示输出：

detected 'Picovoice'

现在灯光设置为 绿色。说：

Alexa

灯光现在设置为 黄色。说：

Terminator

来关闭灯光。

唤醒词对应颜色

以下是此演示中支持的唤醒词对应的颜色：

Alexa
Bumblebee
Computer
Hey Google
Hey Siri
Jarvis
Picovoice
Porcupine
Terminator

多唤醒词示例源代码

请在此处查看此示例的完整源代码：https://github.com/Picovoice/porcupine/tree/master/demo/respeaker。

使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Mycroft Precise 进行关键词识别

Mycroft Precise 是一个完全开源的关键词检测引擎。虽然与 Picovoice 相比功能更有限，但它具有更宽松的许可证（Apache 2.0），允许修改和重新分发，包括闭源和商业用途，只要保留许可证即可。

要开始使用 Mycroft Precise，请安装 Seeed 的 Mycroft Precise 分支的最新稳定版本：

sudo apt-get install libatlas-base-dev
pip3 install git+https://github.com/respeaker/mycroft_runner_simple.git

注意： 在全新的 Raspberry Pi OS 安装上，您可能会在安装此演示时注意到以下警告：脚本 picovoice_respeaker_demo 安装在 '/home/pi/.local/bin' 中，该路径不在 PATH 中。

这意味着为了运行演示，您需要将 /home/pi/.local/bin 添加到您的系统 PATH 中：

echo 'export PATH="$HOME/bin:$HOME/.local/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc

然后您可以通过运行以下命令简单测试 Mycroft Precise 安装：

mycroft-precise --model hey-mycroft

如果您想将 Mycroft Precise 集成到自己的项目中，请查看 Github 仓库的 README 文件以获取有关 API 的更多信息。

使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Mycroft Core 的智能助手

Mycroft 是一个可破解的开源语音助手。它在功能上类似于 Amazon Alexa 或 Google Assistant，但具有更宽松的许可证（Apache 2.0），允许修改和重新分发，包括闭源和商业用途，只要保留许可证即可。

本节目前正在开发中，我们将添加更多关于在 Respeaker 上使用 Mycroft Core 的详细信息

使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Raspberry Pi Zero 开始使用 Picovoice

步骤 1. 按照驱动程序安装和配置中的描述安装驱动程序并配置设备。

然后 git clone Picovoice github 仓库：

git clone --recurse-submodules https://github.com/Picovoice/picovoice.git
cd picovoice

注意： 请确保 APA102 LED 在 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 与 Raspberry Pi Zero 上正常工作。

步骤 2. 在终端中输入以下命令安装 wiringpi 库。

sudo apt-get install wiringpi

步骤 3. 在仓库根目录下，在终端中输入以下命令来为 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 安装 Picovoice 演示。

gcc -std=c99 -O3 -o demo/respeaker-rpi0/picovoice_demo_mic \
-I sdk/c/include/ demo/respeaker-rpi0/picovoice_demo_mic.c \
-ldl -lasound -lwiringPi

演示用法

该演示在 Raspberry Pi Zero 上使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Picovoice 技术来控制 LED。此演示由唤醒词"Picovoice"触发，并准备执行后续操作，例如打开和关闭 LED，以及更改 LED 颜色。

安装完成后，从仓库根目录输入以下命令，在终端中运行演示：

./demo/respeaker-rpi0/picovoice_demo_mic \
sdk/c/lib/raspberry-pi/arm11/libpicovoice.so \
resources/porcupine/lib/common/porcupine_params.pv \
resources/porcupine/resources/keyword_files/raspberry-pi/picovoice_raspberry-pi.ppn \
0.65 \
resources/rhino/lib/common/rhino_params.pv \
demo/respeaker/pvrespeakerdemo/respeaker_raspberry-pi.rhn \
0.5 \
plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0

语音命令

以下是此演示的语音命令：

Picovoice

演示输出：

wake word

Turn on the lights

您应该看到灯光打开，并在终端上显示以下消息：

{
    is_understood : 'true',
    intent : 'turnLights',
    slots : {
        'state' : 'on',
    }
}

命令列表显示在终端上：

context:
  expressions:
    turnLights:
      - "[switch, turn] $state:state (all) (the) [light, lights]"
      - "[switch, turn] (all) (the) [light, lights] $state:state"
    changeColor:
      - "[change, set, switch] (all) (the) (light, lights) (color) (to) $color:color"
  slots:
    state:
      - "off"
      - "on"
    color:
      - "blue"
      - "green"
      - "orange"
      - "pink"
      - "purple"
      - "red"
      - "white"
      - "yellow"

同样，你也可以尝试使用这个命令来改变颜色：

Picovoice, set the lights to orange

通过以下方式关闭灯光：

Picovoice, turn off all lights

演示视频展示

演示源代码

该演示是使用 Picovoice SDK 构建的。演示源代码可在 GitHub 上获取：https://github.com/Picovoice/picovoice/tree/master/demo/respeaker-rpi0。

不同的唤醒词

Picovoice SDK 包含在 Apache 2.0 许可下的免费示例唤醒词，包括主要语音助手（例如 "Hey Google"、"Alexa"）和有趣的词汇如 "Computer" 和 "Jarvis"。

自定义语音命令

照明命令由 Picovoice 语音转意图上下文 定义。你可以使用 Picovoice Console 通过输入允许的语法来设计和训练上下文。你可以在编辑时使用麦克风按钮在浏览器中测试你的更改。前往 Picovoice Console (https://picovoice.ai/console/) 并注册一个账户。使用 Rhino 语音转意图编辑器 来创建上下文，然后为 Raspberry Pi Zero 训练它们。

多唤醒词示例

为了展示 Picovoice 的能力，我们还准备了使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 与 Raspberry Pi Zero 的多唤醒词示例！不同的唤醒词可以设置为执行特定任务。

此包包含一个用于使用 Porcupine 控制 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT LED 的命令行演示。

Porcupine

Porcupine 是一个高精度且轻量级的唤醒词引擎。它能够构建始终监听的语音启用应用程序。它具有以下特点：

使用在真实世界环境中训练的深度神经网络。
紧凑且计算高效。非常适合物联网。
跨平台。支持 Raspberry Pi、BeagleBone、Android、iOS、Linux (x86_64)、macOS (x86_64)、Windows (x86_64) 和网络浏览器。此外，企业客户可以访问 ARM Cortex-M SDK。
可扩展。它可以检测多个始终监听的语音命令，而不会增加运行时占用空间。
自助服务。开发者可以使用 Picovoice Console 训练自定义唤醒词模型。

多唤醒词入门指南

步骤 1 安装 wiringpi 库（如果你还没有安装的话），在终端中输入以下命令。

sudo apt-get install wiringpi

然后克隆 Picovoice 的 github 仓库：

git clone --recurse-submodules https://github.com/Picovoice/porcupine.git
cd picovoice

步骤 2. 从仓库根目录，在终端中输入以下命令来为 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 安装 Porcupine 演示。

gcc -std=c99 -O3 -o demo/respeaker-rpi0/porcupine_demo_mic \
-I include/ demo/respeaker-rpi0/porcupine_demo_mic.c \
-ldl -lasound -lwiringPi

多唤醒词使用

从仓库根目录在终端中运行以下命令：

./demo/respeaker-rpi0/porcupine_demo_mic \
lib/raspberry-pi/arm11/libpv_porcupine.so \
lib/common/porcupine_params.pv \
0.65 \
plughw:CARD=seeed2micvoicec,DEV=0 \
resources/keyword_files/raspberry-pi/alexa_raspberry-pi.ppn \
resources/keyword_files/raspberry-pi/computer_raspberry-pi.ppn \
resources/keyword_files/raspberry-pi/hey\ google_raspberry-pi.ppn \
resources/keyword_files/raspberry-pi/hey\ siri_raspberry-pi.ppn \
resources/keyword_files/raspberry-pi/jarvis_raspberry-pi.ppn \
resources/keyword_files/raspberry-pi/picovoice_raspberry-pi.ppn \
resources/keyword_files/raspberry-pi/porcupine_raspberry-pi.ppn \
resources/keyword_files/raspberry-pi/bumblebee_raspberry-pi.ppn \
resources/keyword_files/raspberry-pi/terminator_raspberry-pi.ppn

等待演示初始化并在终端中打印 [Listening]。说：

Picovoice

演示输出：

detected 'Picovoice'

现在灯光设置为 绿色。说：

Alexa

灯光现在设置为 黄色。说：

Terminator

来关闭灯光。

唤醒词对应颜色

以下是此演示中支持的唤醒词对应的颜色：

Alexa
Bumblebee
Computer
Hey Google
Hey Siri
Jarvis
Picovoice
Porcupine
Terminator

多唤醒词示例源代码

请在此处查看此示例的完整源代码：https://github.com/Picovoice/porcupine/tree/master/demo/respeaker-rpi0。

Picovoice 技术支持

如果您在使用 Picovoice 时遇到技术问题，请访问 Picovoice 进行讨论。

常见问题

Q1：运行 "sudo pip install pyaudio" 时出现 #include "portaudio.h" 错误。

A1：请运行以下命令来解决此问题。

sudo apt-get install portaudio19-dev

问题2：如何更改 Raspbian 镜像源？

答案2：请参考 Raspbian Mirrors 并按照以下说明在开始时修改源。

pi@raspberrypi ~ $ sudo nano /etc/apt/sources.list

例如，我们建议中国用户使用清华源。所以请按如下方式修改 sources.list。

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main non-free contrib
deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main non-free contrib

驱动安装和配置​

使用概述​

使用 Python 录制声音​

Picovoice 与 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Raspberry Pi​

演示用法​

语音命令​

演示源代码​

不同的唤醒词​

自定义语音命令​

多唤醒词示例​

Porcupine​

多唤醒词入门指南​

多唤醒词使用​

唤醒词对应颜色​

多唤醒词示例源代码​

使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Mycroft Precise 进行关键词识别​

使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Mycroft Core 的智能助手​

使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Raspberry Pi Zero 开始使用 Picovoice​

演示用法​

语音命令​

演示源代码​

不同的唤醒词​

自定义语音命令​

多唤醒词示例​

Porcupine​

多唤醒词入门指南​

多唤醒词使用​

唤醒词对应颜色​

多唤醒词示例源代码​

Picovoice 技术支持​

常见问题​

驱动安装和配置

使用概述

使用 Python 录制声音

Picovoice 与 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Raspberry Pi

演示用法

语音命令

演示源代码

不同的唤醒词

自定义语音命令

多唤醒词示例

Porcupine

多唤醒词入门指南

多唤醒词使用

唤醒词对应颜色

多唤醒词示例源代码

使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Mycroft Precise 进行关键词识别

使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Mycroft Core 的智能助手

使用 ReSpeaker 2-Mic Pi HAT 和 Raspberry Pi Zero 开始使用 Picovoice

演示用法

语音命令

演示源代码

不同的唤醒词

自定义语音命令

多唤醒词示例

Porcupine

多唤醒词入门指南

多唤醒词使用

唤醒词对应颜色

多唤醒词示例源代码

Picovoice 技术支持

常见问题