Skip to main content

使用 Home Assistant 的智能家居语音控制

概述​

使用全新的 ReSpeaker XMOS XVF3800 with XIAO ESP32S3 与智能空间对话，通过语音开关灯光、播放音乐，甚至询问天气

在本章中，我们将使用 ReSpeaker XMOS XVF3800 with XIAO ESP32S3 HA 语音助手连接 Sonoff 智能开关，实现语音控制灯光开关。

所需硬件​

ReSpeaker XVF3800 with XIAO ESP32S3Home Assistant 设备Sonoff BASICR2
立即获取 🖱️
立即获取 🖱️
立即获取 🖱️

固件更新​

为了获得最佳的播放体验，我们需要将 XMOS 固件更新到 从这里下载固件。在您的计算机上，插入 ReSpeaker XMOS XVF3800 with XIAO ESP32S3 并运行我们指南中的：

pir

note

XVF3800 麦克风阵列需要 12.288 MHz MCLK 才能工作，但 ESPHome（在 Home Assistant 中使用）由于 API 限制无法生成它。此固件使 XVF3800 充当 I2S 主设备，因此它可以生成自己的时钟，而无需来自 ESP32 的 MCLK。 我们的固件修复了这个限制，因此麦克风可以与 Home Assistant 正常工作。

您可以从这里下载固件

安装指南在这里

准备 ReSpeaker XMOS XVF3800 with XIAO ESP32S3​

转到 Home Assistant > 设置 > 加载项。

pir

点击 加载项商店（通常在右下角）

pir

在 官方加载项 下，搜索并安装 ESPHome Device Builder。

pir

安装后，点击 启动 来运行 ESPHome 加载项。

pir

启用 开机启动、看门狗和在侧边栏显示 以便更容易访问。

从 Home Assistant 侧边栏，转到 ESPHome Builder。

点击 + 新设备。

pir

pir

当提示时，点击 跳过 – 我们将手动创建配置。

pir

选择您的新设备条目并点击 编辑。

pir

用您的自定义 YAML 配置 替换内容

YAML 描述​

WiFi​

此部分设置您的设备如何连接到 Wi-Fi。

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password
  • ssid & password：从您的 secrets.yaml 文件中获取，因此您的密码不会以明文显示。
  • 事件：在 Wi-Fi 连接或断开时运行操作：

    • on_connect:

      • 停止 BLE improv 设置。
      • 运行 control_leds 脚本（Wi-Fi 连接的 LED 效果）。

    • on_disconnect:

      • 运行 control_leds 脚本（Wi-Fi 断开的 LED 效果）。

I²C 总线​

I²C 是一条通信线路，让您的 ESP32 与其他芯片（如麦克风或音频编解码器）通信。

i2c:
  id: internal_i2c
  sda: GPIO5
  scl: GPIO6
  scan: true
  frequency: 100kHz
  • id：在其他地方引用此总线的名称。
  • sda / scl：用于数据和时钟的引脚。
  • scan：在启动时检查连接的设备。
  • frequency：通信速度（100kHz 是标准）。

开关​

switch:
  # Mute Sound Switch.
  - platform: template
    id: mute_sound
    name: Mute/unmute sound
    icon: "mdi:bullhorn"
    entity_category: config
    optimistic: true
    restore_mode: RESTORE_DEFAULT_ON
    ......
    ......

开关是 Home Assistant 中的软件控制"按钮"。它们控制声音、定时器或闹钟等功能。

唤醒词声音开关：控制唤醒词音频。

定时器响铃内部开关：

  • 跟踪定时器是否处于活动状态。
  • on_turn_on：将其他音频降低 -20dB，启动定时器声音，更新 LED，15 分钟后自动停止。
  • on_turn_off：停止定时器，恢复音量，更新 LED。

闹钟开启开关：

  • 跟踪闹钟状态。
  • 在开启/关闭时运行 LED 脚本。

LED 环亮度：

  • 让用户使用滑块调整亮度。
  • min_value / max_value 定义限制。
  • restore_value 在重启后保持之前的设置。

传感器​

下一个定时器

  • 显示下一个定时器的剩余时间。
  • 仅在定时器更改时更新（节省资源）。

闹钟时间和设备时间

  • 显示当前闹钟和 ESP32 系统时间。

间隔 LED 效果​

interval:
  - interval: 50ms
    id: led_animation_interval
    then:
      - lambda: |-
          if (id(volume_display_active)) {
            id(update_volume_display_effect).execute();
            return;
          }
          std::string effect = id(current_led_effect);
          if (effect == "off") {
            return;
          } else if (effect == "breathe") {
            id(update_breathe_effect).execute();
          } else if (effect == "rainbow") {
            id(update_rainbow_effect).execute();
          } else if (effect == "comet_cw") {
            id(update_comet_cw_effect).execute();
          } else if (effect == "comet_ccw") {
            id(update_comet_ccw_effect).execute();
          } else if (effect == "twinkle") {
            id(update_twinkle_effect).execute();
          } else if (effect == "timer_tick") {
            id(update_timer_tick_effect).execute();
          } else if (effect == "led_beam") {
            id(update_led_beam_effect).execute();
          }
  • 间隔在后台重复运行代码。
  • 50ms：每秒运行代码 20 次。
  • 根据系统状态或选定效果控制 LED 动画。

LED 控制​

 # =========================================================================
  # == Centralized script to control all LED effects ==
  # =========================================================================
  - id: led_set_effect
    mode: restart
    parameters:
      effect: std::string
      r: float
      g: float
      b: float
      speed: float
    then:
      - lambda: |-
          // Update global variables with the new parameters
          id(led_ring_color_r) = r;
          id(led_ring_color_g) = g;
          id(led_ring_color_b) = b;
          id(led_ring_speed) = speed;
          id(current_led_effect) = effect;

          // Handle the two types of effects: Off and Animated
          if (effect == "off") {
            uint32_t colors[12] = {0};
            id(respeaker).set_led_ring(colors);
          } else {
            id(last_led_update_time) = millis(); // Reset timer for smooth animation start
          }

  # Individual update scripts for each animated effect
  - id: update_breathe_effect
    then:
      - lambda: |-
          static float phase = 0.0f;
          uint32_t now = millis();
          float dt = (now - id(last_led_update_time)) / 1000.0f;
          id(last_led_update_time) = now;

          phase += dt * id(led_ring_speed);
          while (phase >= 1.0f) phase -= 1.0f;

          float master_brightness = id(led_ring_brightness).state;
          float breath_brightness = 0.5f * (1.0f + sinf(phase * 2.0f * M_PI)) * master_brightness;
    ......
    ......

中央控制器 (led_set_effect)

  • 在一个地方管理所有 LED 效果。
  • 可以动态设置效果类型、颜色（R/G/B）和速度。
  • 使用更新脚本实现平滑运动。
  • 关闭效果会立即关闭 LED。

独立脚本

  • 每个动画（呼吸、彩虹、彗星、闪烁、定时器滴答、音量显示、LED 光束）都有自己的脚本。
  • 使系统模块化且易于维护。
  • 由 led_animation_interval 或中央控制器定期触发。
设备状态LED 效果
启动失败红色呼吸
Improv BLE 模式暖色闪烁
初始化蓝色闪烁
无 HA 连接红色闪烁
语音助手等待紫色光束
语音助手监听亮紫色光束
语音助手思考紫色呼吸
语音助手回复紫色彗星
语音助手错误红色呼吸
语音助手空闲LED 关闭
定时器响铃紫色快速呼吸
音量变化临时显示

音频配置​

i2s_audio:
  - id: i2s_output
    i2s_lrclk_pin: 
      number: GPIO7
      allow_other_uses: true
    i2s_bclk_pin:  
      number: GPIO8
      ...
      ...

I²S 输入/输出

  • 通过 I²S 处理麦克风输入和扬声器输出。
  • i2s_input：从麦克风/编解码器捕获 48kHz、32 位立体声音频。
  • i2s_output：向 DAC/扬声器播放 48kHz、32 位立体声音频。

混音器

  • 将多个音频流（媒体+公告）合并为一个输出。

重采样器

  • 确保所有音频源匹配采样率和位深度。

媒体播放器

  • 控制音量、静音、播放和闪避（在公告期间降低媒体音量）。
  • 为事件预加载声音（定时器、唤醒词、错误）。

Respeaker XVF3800 集成​

respeaker_xvf3800:
  id: respeaker
  address: 0x2C
  mute_switch:
    id: mic_mute_switch
    name: "Microphone Mute"
    update_interval: 1s
    on_turn_on:
    ...
    ...
  • i2c 地址：0x2C
  • ID：respeaker
  • 麦克风静音开关：每 1 秒更新一次，切换时播放声音。
  • DFU 版本报告：每 120 秒报告固件。
  • 波束方向传感器：跟踪语音波束（仅内部）。
  • 固件管理：如需要自动刷写 XVF3800 固件。

参考/仓库​

external_components:
  - source:
      type: git
      url: https://github.com/formatBCE/esphome
      ref: respeaker_microphone
    components:
      - i2s_audio
    refresh: 0s
  - source:
      type: git
      url: https://github.com/formatBCE/Respeaker-XVF3800-ESPHome-integration
      ref: main
    components: 
      - respeaker_xvf3800
      - aic3104
    refresh: 0s

  • formatBCE/esphome：自定义 I²S 音频组件。
  • formatBCE/Respeaker-XVF3800-ESPHome-integration：
  • XVF3800 驱动程序
  • AIC3104 音频编解码器驱动程序
  • refresh：0s：始终从仓库获取最新代码。

微唤醒词​

micro_wake_word:
  id: mww
  microphone:
    microphone: i2s_mics
    channels: 1
    # gain_factor: 4
  stop_after_detection: false
  ....
  ....

检测您的唤醒词（如"Okay Nabu"）并启动语音助手。

  • id：mww → 引用名称。
  • microphone：i2s_mics，1 通道。
  • stop_after_detection：false → 持续监听。
  • okay_nabu、kenobi、hey_jarvis、hey_mycroft、stop（内部停止命令；您可以添加自己的）。
  • vad probability_cutoff：0.05 → 语音敏感度。

检测时（如果麦克风未静音）

  • 停止定时器、公告或语音助手（如果活跃）。
  • 播放唤醒声音（如果启用）。
  • 启动语音助手接收命令。

语音助手​

voice_assistant:
  id: va
  microphone:
    microphone: i2s_mics
    channels: 0
  media_player: external_media_player
  micro_wake_word: mww
  use_wake_word: false
  noise_suppression_level: 0
  ....
  ....

控制您的语音助手（VA）行为和交互。

  • 麦克风和媒体：使用 i2s_mics 和外部媒体播放器。
  • 唤醒词：链接到 mww 但不需要唤醒词（use_wake_word：false）。
  • 音频设置：噪声抑制关闭，自动增益 0 dB，正常音量。
事件/发生的情况​
  • on_client_connected：启动 VA，LED 更新，如需要取消麦克风静音。
  • on_client_disconnected：停止 VA，重置 LED。
  • on_error：在 LED 上显示错误状态；如果云认证失败播放本地声音。
  • on_start：VA 启动时降低媒体音量（闪避）。
  • on_listening / on_stt_vad_start / on_stt_vad_end：在监听和思考期间更新 VA 阶段和 LED。
  • on_intent_progress / on_tts_start / on_tts_end：处理说话，更新 LED，可触发停止词脚本。
  • on_stt_end：发送识别文本事件。
  • on_end：停止 VA，重置 LED，结束闪避。
定时器事件​
  • on_timer_started / on_timer_updated / on_timer_cancelled / on_timer_finished / on_timer_tick：
    • 更新定时器状态和名称。
    • 更新 LED。
    • 对于滴答定时器，将 LED 更新减少到每 5 秒一次。
important

您可以从这里找到 YAML 文件

保存 YAML 后，点击安装。

pir

选择手动下载

pir

等待固件编译。

将生成的.bin 固件文件下载到您的计算机。

pir

使用USB Type-C 线缆将ESP32-S3开发板（连接 XVF3800）连接到您的 PC。

在 Chrome 或 Edge 中打开Web-ESPHome。

点击连接并选择适当的串口

pir

连接后，点击安装

pir

选择您刚下载的.bin 文件。

pir

等待安装完成（可能需要几分钟）。

成功后，您将看到确认消息。

pir

返回Home Assistant > 设置 > 设备和服务。

您应该看到ESPHome列为已发现的集成。

点击配置，然后提交完成设置。

pir

添加您的智能设备​

根据制造商的用户手册设置Sonoff BASICR2设备。您需要创建 eWELink 账户。

安装 HACS​

如果尚未安装，请按照官方指南设置Home Assistant Community Store：

从侧边栏打开HACS。 在搜索部分搜索Sonoff LAN。

pir

点击安装添加集成。 重启 Home Assistant 以应用更改。

Sonoff​

导航到设置 → 设备和服务。 点击添加集成。 搜索并选择Sonoff。

pir

输入您的eWeLink 账户凭据进行身份验证。

pir

成功连接后，您将在以下位置看到关联的实体： 设置 → 设备和服务 → 实体

pir

使用 Nabu Cloud 的语音助手​

在此演示中，我们展示如何使用语音连接Home Assistant Cloud（Nabu Casa）。设置简单，您可以利用一个月免费试用来探索其全部功能。 通过内置唤醒词："Okay Nabu"，您可以轻松触发语音命令并无缝集成设备和服务随时随地 — 无需复杂配置。

pir

pir

特别感谢​

我们要感谢 FormatBCE 为 Seeed Studio ReSpeaker XVF3800 创建了这个出色的 YAML 文件。 在他的GitHub上支持他

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

Loading Comments...