Python轻应用实现千里传音¶
前言¶
近年来，随着移动支付的飞速发展，各种线下消费场所都提供了扫码付款的能力。日常生活中，我们常见的有小超市，便利店，农贸市场等。 商家只需要展示自己的收款码，就能收到消费者的付款渠道和金额了。由于商家不可能时刻看着自己的手机去核对首款金额，因此衍生了一个新的产品:播报音箱。 所有的首款信息都可以实时的通过语音播报出来，让商家可以免去收银的烦恼，安心做生意。
针对这种端到端的语音需求，阿里云提供了一套全链路的解决方案：千里传音。
方案介绍¶
“千里传音”服务，是阿里云IoT针对带有语音播报能力的AIoT设备，提供的一个云端一体的解决方案。为播报提醒类设备应用提供从播报语料合成， 语料管理，语料推送到设备，播报设备管理等完善功能，配合集成了端侧播报能力的HaaS设备，帮助用户高效完成播报类设备应的开发和长期运行。
“千里传音”服务以项目为单位来帮助客户组织应用和管理设备，以便客户面向不同的用户来管理设备语料更新，以及批量或单个设备语料推送。 同时，“千里传音”服务为客户应用提供云端API，通过传入语料组合逻辑，及设备ID，就可以完成对端设备播报的调用，简单省事。 借助阿里云IoT平台提供的高并发设备通信能力，帮助客户无忧完成大规模设备部署和长期高可用运行。
它主要有三个部分组成：App，服务器，和播报设备
“千里传音”，指的就是无论服务的使用者(App)和播放设备之间的物理距离有多远，都可以通过服务器，将自己想要传达的音频数据，传输给相关播报设备进行播报。
服务的使用者，可以通过千里传音服务提供的SDK和服务器进行通讯 目前千里传音服务提供了多种编程语言的SDK，包括Java，JS，Python，PHP 等等，开发者可以选自自己熟悉的开发语言进行开发。调试阶段，可以使用在线调试工具进行调试。
服务器通过MQTT将播放资源和指令下发给播放设备进行播放
目前设备支持本地音频播放和在线音频播放，在线音频的播放需要通过物模型自定义服务，将音频的url发送给设备端，本地音频的播放， 需要通过千里传音SpeechPost服务先将音频链接发送给设备端，设备端将音频文件以ID 命名并保存。 当服务端需要播放的时候，将所有的音频文件按照ID 组合起来，通过SpeechBroadcast服务下发给设备端，设备端将音频组合起来，进行播放。
千里传音服务提供的能力如下：
● 项目管理
客户通过项目形式管理不同应用场景中的设备和语料。
● 智能语料生成
通过人工智能算法帮助客户快速完成文字到固定播报语料的生成，支持wav和mp3格式输出。
● 语料组合播报
通过远程命令，告知特定设备将本地语料以特定顺序组合后播报，并支持加入动态数字内容。
● 动态语料合成
支持用户通过API生成动态播报语料，推送到端侧播报。此类语料设备端采用在线播放的形式，将不固化到设备中。
● 语料空中推送
为客户提供语料空中推送到单个和项目中全量设备的能力，实现设备端固化语料的更新。使设备播报语音内容变得可以运营。
● 云端API
为客户提供平台能力对应API，以实现上述播报能力的云端控制。
设备端如何使用千里传音？¶
本方案中，播报设备指的是阿里云的物联网硬件设备HaaS100，App的使用的是在线调试工具或者PC端的Python 应用。具体的交互流程如下：
以上代码逻辑，均在Python轻应用中实现，具体细节轻参考物品清单章节中的Python轻应用固件软件部分。
物品清单¶
硬件¶
HaaS100 开发板一块
电源一个
micro usb 一个
sdcard 一个
有源喇叭一个 购买链接 。
杜邦线一根
注意事项:
HaaS100支持外接微型SD卡（Micro SD），最大支持64GB数据的存储，SD卡槽位于开发板背，可以外接微型SD存储卡
sdcard 格式支持: FAT16/FAT32，本案例中暂时不支持exFAT 格式
喇叭的链接方法如下:
软件¶
千里传音产品和设备创建¶
● 创建项目¶
登录阿里云官网，选择产品阿里云IoT平台->企业物联网平台->控制台->增值服务->IoT云端一体服务，进入千里传音服务后台
在项目创建过程中，需要输入项目名称，并对项目进行简单描述，以便后期维护。
在完成项目创建后，系统将帮助用户创建一个与项目名相同的产品，以便后续加入设备。同时，如果用户希望为设备增加千里传音以外的能力，也可以直接到物联网平台的设备管理界面中，为设备添加物模型能力。 在项目列表中，点击需要配置的项目，可以对项目内容进行配置管理。
在项目配置界面，有两个选项，分别是服务配置和设备管理，其中服务配置是用来配置千里传音服务的的，主要是语料管理，设备配置是用来管理项目中设备列表的。
● 生成语料¶
如下图所示，在项目配置中，选中服务配置->管理服务，
进去千里传音服务配置界面以后，选中语料配置中的新增语料
新增自定义语料界面如下:
其中语料标识和语料内容非常重要，语料标识必须是项目级别唯一，它是作为语料组合调用时候的唯一标签，同时也作为设备端保存语料的文件名。语料内容指的就是我们要播报的文本. 除此之外，我们还可以自定义语料的场景，包括方言场景，童声场景，客服场景以及通用场景；自定义语料的播放速度；自定义语料的播报音量等。
● 创建设备¶
在完成语料构建和管理后，需要在项目中创建设备，以便最终用户的播报应用可以将命令发送到设备端，完成整个播报链路。点击“设备管理”标签，将进入设备管理界面。
设备创建可以有单个创建和批量创建两种方式。 点击“创建设备”会打开创建单个设备弹窗，并要求用户输入设备相关信息。
DeviceName：英文字符组成的设备名称，设备名称在项目中不可重复。 备注名称：为了便于用户区分设备，给设备赋予的别名。 点击“批量添加”会打开批量创建设备弹窗
添加方式
○ 自动生成：指系统将为用户自动生成DeviceName。
○ 批量上传：需要用户通过.csv文件上传自定义的DeviceName。
设备数量
需要批量添加的设备个数。
在创建完成设备以后，设备管理界面，可以显示设备列表，点击设备对应的鉴权信息，可以查看设备的三元组信息
语料推送 在创建完成设备以后，我们就可以回到语料配置界面，将新增的语料推送到相应的设备上面进行测试了。 如下图所示，点击需要推送的语料，操作栏中的推送到设备按钮(下图中我们推送的语料id是 yuan)
进入语料推送界面，如下图所示，默认支持单个设备推送，分组推送和全部设备推送。
单个设备和分组模式，需要选择自己的设备名或者分组名，选中以后点击确定即可完成推送。 HaaS100 Python轻应用固件 可以通过HaaS100 3.3 开源代码编译或者Python轻应用官方固件直接下载(2021.5月份以后)，相关下载方法都在Python轻应用快速上手中有详细介绍: Python轻应用快速上手串口工具 。
MacOS 电脑推荐使用picocom， windows 电脑推荐使用putty， 务必保证设置串口波特率为 1500000
千里传音设备端Python轻应用代码¶
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# -*- encoding: utf-8 -*-
'''
@File : haas_speech.py
@Description: file description
@Date : 2021/04/19 13:56:50
@Author : guoliang.wgl
@version : 1.0
'''
import iot
import utime
import http
import ujson as json
from speech_utils import *
from const import *
# 语音播放相关的音频资源文件定义
resDir = "/sdcard/resource/"
tonepathConnected = "fs:/sdcard/resource/connected.wav"
tonepathPowerOn = "fs:/sdcard/resource/poweron.wav"
# 物联网平台相关的key和serect定义
productSecret = "xxxxxxxx"
productKey = "xxxxxxx"
deviceName = "xxxxxxx"
deviceSecret = "xxxxxxx"
on_request = False
on_play = False
def do_connect_lk():
"""
@description : 通过物联网平台连接千里传音服务
---------
@param : 空
-------
@Returns : 空
-------
"""
# 请替换物联网平台申请到的产品和设备信息,可以参考文章:https://blog.csdn.net/HaaSTech/article/details/114360517
global productSecret, productKey, deviceName, deviceSecret ,on_request, on_play
# 初始化linkkit sdk
key_info = {
'region' : 'cn-shanghai' ,
'productKey': productKey ,
'deviceName': deviceName ,
'deviceSecret': deviceSecret ,
'productSecret': productSecret
}
device = iot.Device(key_info)
# 物联网平台连接成功的回调函数
def on_connect():
global player, tonepathConnected
print('linkkit is connected ')
play(tonepathConnected)
device.on('connect',on_connect)
# 设置service 事件接收函数（本案例是千里传音）
def on_service(serviceid,request):
global on_request, on_play
data = json.loads(request)
if serviceid == "SpeechPost":
on_request = data
elif serviceid == "SpeechBroadcast":
on_play = data
else:
pass
device.on('service',on_service)
# 连接物联网平台
device.connect()
# 触发linkit sdk持续处理server端信息
while(True):
device.do_yield(1000)
if on_request:
download_resource_file(on_request,resDir)
on_request = False
elif on_play:
play_voice(on_play,resDir)
on_play = False
# 断开连接
device.close()
player.stop()
player.release()
if __name__ == '__main__':
init_audio()
play(tonepathPowerOn)
do_connect_lk()
|
以上是Python轻应用的主体代码，它的主要功能如下：
连接物联网平台
监听SpeechPost 服务，下载服务端推送过来的音频文件到 /sdcard/resource/
监听SpeechBroadcast服务，播放指定的音频
注意事项
下载常用本地音频资源文件到/sdcard/resource目录 <<资源文件下载>>
请务必将代码中的以下信息替换成千里传音产品中相关信息
productSecret = “xxxxxxxx”
productKey = “xxxxxxx”
deviceName = “xxxxxxx”
deviceSecret = “xxxxxxx”
如何实现¶
固件烧录¶
请参考Python轻应用快速上手 中烧录相关章节。
轻应用运行¶
- 将物品软件清单中Python轻应用的代码保存为haas_speech.py，并拷贝到sdcard中，设备插入sdcard后重启。
● 执行联网操作
python /data/python-apps/wifi/main.py your_ssid your_password● 执行haas_speech.py
python /sdcard/haas_speech.py
SDK调用¶
安装SDK核心库
pip install aliyun-python-sdk-core
修改如下Python代码中的KeyID 和 Secret，并保存为SpeechByCombination.py
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from aliyunsdkcore.request import CommonRequest
# 导入自己的accessKeyId 和accessSecret
from aliyun_key import *
client = AcsClient(accessKeyId, accessSecret, 'cn-shanghai')
request = CommonRequest()
request.set_accept_format('json')
request.set_domain('iot.cn-shanghai.aliyuncs.com')
request.set_method('POST')
request.set_protocol_type('https') # https | http
request.set_version('2018-01-20')
request.set_action_name('SpeechByCombination')
request.add_query_param('RegionId', "cn-shanghai")
request.add_query_param('CombinationList.1', "welcome")
# request.add_query_param('CombinationList.1', "zfbGet")
# request.add_query_param('CombinationList.2', "{$10000.056}")
# request.add_query_param('CombinationList.3', "yuan")
request.add_query_param('ProductKey', "a1Ba4rCO9iM")
request.add_query_param('DeviceName', "py_voice_01")
response = client.do_action(request)
# python2: print(response)
print(str(response, encoding = 'utf-8'))
|
执行命令行
python SpeechByCombination.py