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2023-03-29T08:10:40Z

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== 规格型号 ==
RPI_WM8960音频解码模块双麦克风智能语音识别/ LC-Voice-WM8960

== 概述 ==
艾尔赛WM8960模块搭载英国原装Wolfson音频解码芯片和双硅麦克风阵列。专为树莓派设计的音频声卡扩展板，低功耗，立体声编解码，支持高音质播放和录音，可直接驱动扬声器播放音乐。也可用于DIY类似于天猫精灵、Google Assistant等智能音箱。 

== 功能特点 ==
* 基于Raspberry Pi 40pin接口，适用于Raspberry Pi系列主板； 
* 支持Raspberry Pi Zero/Zero W/2B/3B/3B+/4等开发板； 
* 采用WM8960低功耗立体声编解码芯片，可通过I2S接口通讯； 
* 板载2个高质量MEMS硅麦克风，可左右声道录音； 
* 板载标准3.5mm耳机接口，输出功率：40mW(16Ω@3.3V)； 
* 板载双通道喇叭接口，可直接驱动扬声器，输出功率：2X1W； 
* 支持立体声、3D环绕等音效输出； 
* 板载3个可编程APA-102-2020全彩LED； 
* 供电电压：5V； 
* 逻辑电压：3.3V； 
* 树莓派控制接口：I2C； 
* 音频接口：I2S； 
* DAC信噪比：98db，ADC信噪比：94db； 
* 提供完善的参考资料，搭配树莓派可DIY类似出于天猫精灵、小度音箱、Google Assistant功能的智能音箱； 

== 介绍说明 ==
板子尺寸：65*30.2mm，重量：16g 
[[Image:LC-Voice-WM8960.png]]

接口说明

[[Image:LC-Voice-WM8960 1.png]]

1、Raspberry Pi 2*20P座子：支持Raspberry Pi Zero/Zero W/2B/3B/3B+/4等； 

2、MIC_L&MIC_R: 左右MEMS硅麦克风； 

3、WM8960：低功耗立体声编解码芯片； 

4、POWER：输出接扬声器时此Micro USB|需接上以提供足够电流； 

5、KF301-4P端子：左右声道扬声器输出，功率2X1W； 

6、PH2.0-4P座子：左右声道扬声器输出，功率2X1W； 

7、3.5MM耳机输出口：功率40mW(16Ω@3.3V)； 

8、RGB LED： 3个APA102全彩LED，连接到树莓派的SPI接口； 

9、6X6mm按键：连接到树莓派的GPIO17； 

== 硬件连接 ==
1、系统配置与驱动安装 

1.1、准备工作
首先确保所用的Pi运行的Raspbian操作系统是更新于2018.06.27或者2018.06.27之后，然后将WM8960模块插入Pi，接好键盘、显示器等必要的外设，Pi连上WiFi/有线网络，如下图： 
[[Image:LC-Voice-WM8960 2.png]]

1.2、换源
在安装驱动之前，请根据以下流程切换源到清华： 

（1）输入：sudo nano /etc/apt/sources.list 
[[Image:LC-Voice-WM8960 3.png]]

（2）用#注释掉原文件内容，用以下内容替代 
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

[[Image:LC-Voice-WM8960 4.png]]

输入完成后按Ctrl+X键保存退出 

1.3、驱动下载并安装

输入：git clone https://github.com/respeaker/seeed-voicecard.git #下载驱动 
输入：cd seeed-voicecard #打开文件夹 
输入：sudo ./install.sh #安装声卡驱动 
输入：sudo reboot #重启Pi 
[[Image:LC-Voice-WM8960 5.png.png]]

[[Image:LC-Voice-WM8960 6.png.png]]

[[Image:LC-Voice-WM8960 7.png]]

1.4，检查声卡名称是否与源代码seeed-voicecard相匹配 
输入：arecord -L 
[[Image:LC-Voice-WM8960 8.png]]

2、安装Python和虚拟环境 
这样是为了隔离SDK与系统Python包关系 

输入：cd /home/pi 
输入：git clone https://github.com/respeaker/4mics_hat.git 
输入：cd /home/pi/4mics_hat 
输入：sudo apt install python-virtualenv #安装Python2虚拟环境 
输入：virtualenv --system-site-packages ~/env #建立虚拟环境，命名env 
输入：source ~/env/bin/activate #激活虚拟环境 
输入：pip install spidev gpiozero #安装需要的工具包 
[[Image:LC-Voice-WM8960 9.png]]

3、控制APA102 LED的示例 

3.1、APA102 LED接口配置 
板载的APA102 LED通过Pi的SPI接口来控制，故需要先配置Pi的SPI接口。 

步骤如下： 
●输入：sudo raspi-config 
●选择“SPI” 
●选择“Yes” 
●选择“OK” 
●选择“Finish” 

3.2、运行APA102 LED 
输入：cd /home/pi 
输入：git clone https://github.com/respeaker/4mics_hat.git 
输入：cd /home/pi/4mics_hat 
输入：sudo apt install python-virtualenv #安装Python 虚拟环境 
输入：virtualenv --system-site-packages ~/env #创建Python 虚拟环境 
输入：source ~/env/bin/activate #激活Python 虚拟环境 
输入：pip install spidev gpiozero #安装spidev和gpiozero 
[[Image:LC-Voice-WM8960 10.png]]

输入：python pixels.py #运行APA102 LED，LED会闪烁 
[[Image:LC-Voice-WM8960 11.png]]

4、Alexa SDK和DuerOS SD 
由于国内登录不上Google Assistant，所以使用在国内能连接的Alexa和百度DuerOs作为语音引擎，开发出能让大多数人使用的语音互助系统。 

4.1、配置和DOA测试 

（1）配置Voice engine 
输入：source ~/env/bin/activate #激活Python虚拟环境 
输入：cd ~/4mics_hat
输入：sudo apt install libatlas-base-dev #安装snowboy depend 
输入：sudo apt install python-pyaudio #安装pyaudio音频处理包 
输入：pip install ./snowboy*.whl #安装snowboy for KWS 
输入：pip install ./webrtc*.whl #安装webrtc for DOA 
输入：cd ~/ 
输入：git clone https://github.com/voice-engine/voice-engine #write by seeed 
输入：cd voice-engine/ 
输入：python setup.py install 
输入：cd examples 
[[Image:LC-Voice-WM8960 12.png]]

4.2、运行 
在虚拟环境下运行python kws_doa.py。请用snowboy来唤醒，我们就可以看到方位信息。 
[[Image:LC-Voice-WM8960 13.png]]

5、百度中文语音互动/Alexa英文语音互动

5.1、配置和安装相关依赖
输入：source ~/env/bin/activate #activate the virtual 
输入：cd ~/ 
输入：git clone https://github.com/respeaker/avs 
输入：cd avs #install Requirements 
输入：python setup.py install 
输入：sudo apt install gstreamer1.0 
输入：sudo apt install gstreamer1.0-plugins-good 
输入：sudo apt install gstreamer1.0-plugins-ugly 
输入：sudo apt install python-gi gir1.2-gstreamer-1.0 
输入：pip install tornado 
[[Image:LC-Voice-WM8960 14.png]]

5.2、取得授权 

在终端运行 alexa-auth，然后登陆获取alexa的授权，或者运行dueros-auth获取百度的授权。授权文件会自动保存在 /home/pi/.avs.jason。在中国地区通常获取百度的授权就够用，方法如下： 
[[Image:LC-Voice-WM8960 15.png]]

（2）选择baidu dueros，然后输入自己的百度账号即可完成授权 
[[Image:LC-Voice-WM8960 16.png]]

'''注意：如果想在alexa-auth 和dueros-auth 之间切换，请先删除 /home/pi/.avs.jason。这个是隐藏文件，请用ls-la显示文件'''

5.3、安装mpg123播放器 
树莓派有3个播放器（mpv, mpg123和gstreamer）可供使用，语音交互上mpg123有着不错的表现。 
输入：sudo apt install mpg123 #安装mpg123播放器 
[[Image:LC-Voice-WM8960 17.png]]

6、百度中文语音互动测试 
WM8960模块的3.5mm音频接口处插上耳机/喇叭端子接喇叭（如果所用的显示器有HDMI音频功能会优先从HDMI输出音频）。 

以上步骤均配置无误后，以后只要输入以下3条指令即可进入语音交互功能。 
输入：cd /4mics_hat #打开文件夹 
输入：source ~/env/bin/activate #激活虚拟环境 
输入：PLAYER=mpg123 python ns_kws_doa_alexa_with_light.py 
[[Image:LC-Voice-WM8960 18.png]]

[[Image:LC-Voice-WM8960 19.png]]

接着终端会打印出很多debug信息，当我们看到status code:204时对着WM8960模块上面的咪头说snowboy来唤醒语音交互功能，WM8960语音模块成功识别到 snowboy 这句语音后会打印出一大串调试信息（如果没有识别到snowboy不会有调试信息输出），此时立即说出你要执行的操作，比如：播放张学友的歌，智能语音模块会立即播放张学友的音乐。 
'''（提示：snowboy这个单词用手机翻译软件读出来比用嘴读出来可能更易识别）'''

7、APA102 LED测试

以上步骤均配置无误后，以后只要输入以下3条指令即可测试LED功能。 

输入：cd ~/4mics_hat #打开文件夹 
输入：source ~/env/bin/activate #激活虚拟环境 
输入：python pixels.py #运行LED 
[[Image:LC-Voice-WM8960 20.png]]

8、WM8960模块输出音量调节 

树莓派桌面的音量调节按钮默认用来调节自带声卡的音量，要调节WM8960模块的音量，需先将WM8960模块（即seeed-2mic-voicecard）设置为默认声卡。 

8.1、点击首选项---Audio Device Settings 
[[Image:LC-Voice-WM8960 21.png]]

8.2、声卡：seeed-2mic-voicecard(Alsa mixer)，再分别点击Make Default和OK 
[[Image:LC-Voice-WM8960 22.png]]

温馨提示： 
1, 在环境已经配置好了的情况下，下次开机只需要执行上面的第7和第8步就可以测试语音交互功能和APA102 LED； 
2，因为配置过程中很多文件需要从国外的Github/Raspberry官网下载相关的文件，速度可能较慢，请耐心等待，若下载失败可多次尝试！

LC-1231 - 版本历史

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