---

背景痛点

传统物理按键控制LED存在明显局限：需要近距离操作、无法实现多设备联动、交互方式单一。而语音控制在智能家居等IoT场景中，能实现自然交互与远程控制。我曾用一个智能台灯项目实测：语音控制可使操作距离提升至2米，响应延迟仅200ms（物理按键需接触操作）。

技术选型

对比市面常见方案：

• ASRPRO：
• 识别率92%（实测"开灯"指令在50dB环境噪声下）
• 响应延迟150-300ms

• 内置降噪算法，开发只需烧录固件

• LD3320：

• 识别率85%（同环境）
• 需外接MCU处理音频，延迟400ms+
• 需自行编写语音特征库

最终选择ASRPRO因其开发便捷性，尤其适合快速验证场景。

硬件设计

接口连接

使用UART通信（比I2C抗干扰更强）：

1. ASRPRO_TX → STM32_PA10(RX)
2. ASRPRO_RX → STM32_PA9(TX)
3. 共地连接

PCB布局要点

• 语音模块与MCU间距<5cm
• UART走线包地处理
• 电源端加100nF+10μF电容滤波

核心代码

中断接收（带DMA）

// DMA接收配置
hdma_usart1_rx.Instance = DMA1_Channel5;
hdma_usart1_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
hdma_usart1_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
HAL_DMA_Init(&hdma_usart1_rx);
__HAL_LINKDMA(&huart1, hdmarx, hdma_usart1_rx);
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, rx_buf, 32); // 32字节缓冲

指令匹配算法

// 余弦相似度判断
float cosine_similarity(char *cmd1, char *cmd2) {
    int dot = 0, len1 = 0, len2 = 0;
    while(*cmd1 && *cmd2) {
        dot += (*cmd1) * (*cmd2);
        len1 += (*cmd1) * (*cmd1);
        len2 += (*cmd2) * (*cmd2);
        cmd1++; cmd2++;
    }
    return dot / (sqrt(len1) * sqrt(len2));
}

if(cosine_similarity(rx_buf, "kai deng") > 0.85) {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET); // 点亮LED
}

性能优化

响应时间实测

用示波器捕捉GPIO电平变化：

1. 语音输入到ASRPRO输出：180ms
2. 串口传输+处理：20ms

总延迟控制在200ms内（人耳无感知阈值约300ms）

噪声抑制

在ASRPRO配置界面设置：

• FIR滤波器阶数：128
• 截止频率：4kHz
• 增益补偿：+3dB

避坑指南

数据丢失问题

解决措施：

1. 启用硬件流控（CTS/RTS）
2. 波特率设为115200（实测9600易丢包）
3. DMA接收缓冲区双缓冲

误触发防护

采用双阶段校验：

1. 第一关键字："小灯"（唤醒）
2. 第二指令："打开"（执行）

扩展思考

迁移到PWM调光只需修改：

1. 语音指令增加"调亮/调暗"
2. STM32输出PWM信号
3. 相似度算法加入亮度值解析

// PWM示例
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 50; // 50%占空比
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

通过这套方案，三天就完成了从零搭建到稳定运行。特别提醒：ASRPRO的3.3V供电一定要稳定，我用LDO替换开关电源后识别率提升了7%。