#第十届立创电赛#8464029A 小智

注：* 为必填项

请在报名阶段填写 ↓

* 1、项目功能介绍

        我通过蓝牙模组实现本地化无线通信，解决了传统语音设备依赖网络配置导致延迟高、使用复杂的问题；通过情绪感知算法分析语音特征，解决了交互缺乏情感共鸣、无法适配用户心理状态的痛点；通过超小型化设计（仅68.5×48×35mm），解决了智能设备便携性不足、难以适应碎片化场景的局限，最终打造出即连即用、能共情情绪、全场景可用的口袋语音伙伴。

注：主题不限，可以是解决生活/工作中的某个问题、为某个人群/场景设计的方案、毕业设计/课程设计/DIY项目/纯属炫酷项目等。主要讲一下自己通过什么手段解决了什么问题。

*2、项目属性

立创开源蓝牙AI对话机器人项目当前为首次公开，且以全开源形式对外释放硬件设计、软件源码及焊接指南；项目在立创开源蓝牙模组基础上，通过“半插件半贴片元器件选型+实时语音对话+情绪识别”的差异化组合形成独立设计，暂未在学校参加过答辩、竞赛等。

注：请说明项目是否首次公开；项目是否为原创；项目是否曾经在其他比赛中获奖，若有获奖则叙述获奖详情；项目是否在学校参加过答辩。

* 3、开源协议

注：利他即利己，请认真阅读下述内容。

1. 拥抱开源，赋予项目无限价值。建议项目核心功能开源80%以上；
2. 2、若某一部分功能不可替代且删掉之后项目无法解决对应的问题，则这一部分实现的功能就是项目的核心功能；比如设计了一台电子负载且设计了一款上位机软件监控功率变化，则电子负载为核心功能，上位机软件为辅助功能；比如电子负载中使用了一款隔离485模块与上位机通信，则此485模块实现的通讯功能为辅助功能；
3. 项目应选择适合自己的开源协议，若项目引用其他开源项目，应注明来源并遵循原作者的开源协议规定；原创项目推荐使用GPL3.0开源协议；
4. 直接引用开源项目的原电路或原代码实现的功能不可作为自己项目的核心功能、使用市场上通用模块直接实现的功能不可作为自己项目的核心功能。

请在竞赛阶段填写 ↓

*4、原理图部分

该项目的硬件部分主要包括以下几个模块：

•  电源部分：采用CR123A电池供电，电压3.7V，尺寸为34(L) x 16.5(W) mm，带TYPE-C接口，可以直接充电。SW1是整个项目的电源开关，通过拨动SW1开关，进行断电和通电。

•  主控部分：主控采用的是立创·开源SF32LB52模组(https://item.szlcsc.com/45024582.html)，一款蓝牙低功耗芯片，频率240MHz，集成8MB PSRAM和16MB Flash，支持锂电池直接供电。BLE连接功耗（1S间隔）仅需7μA，BT连接功耗（1S间隔）仅需10μA，BLE + BT双连接功耗比同行单BT连接功耗还能降低60%。

  模组支持 BT PAN 功能可以直接连接手机上网，相比 WIFI 功耗更低，更加适合电池场景，带屏连接功耗仅 30mA。

  在本项目中，直接让电池电源直连模组的电源输入引脚 VSYS。这里需要注意该模组电压范围要求 3.7V~4.7V。3.3V 和 5V 供电都不行。

  模组的 VDD33_VOUT2 是由软件控制输出的，需要芯片正常启动后才有输出3V3。

模组与其他电路模块的连接情况

•  音频功放部分：音频功放主要以上图的U6为主，它型号是LM4871，是一款3W、单声道AB类音频功率放大器，工作电压1.9 - 5.5V。通过实际测试发现，项目原理图中的R7和R8电阻跟声音大小成线性关系，两个电阻越大，声音越小；两个电阻越小，声音越大。

•  麦克风部分：麦克风咪头（通常为驻极体话筒）的核心是一个可振动的极板（振膜）与固定背极板组成的电容。当声音振动波作用在振膜上时，会导致其与背极板的距离动态变化，从而改变电容值。当有声音时，器件内部电容发生变化，这一变化会引发电容两端的电荷移动，产生微弱的交流电信号（模拟信号）。

•  屏幕显示部分：屏幕显示使用的是1.69寸TFT屏幕，采购自金逸晨1.69寸TFT液晶屏ST7789小屏240x280显示器LCD圆角屏SPI彩屏，屏幕通过SPI协议控制，供电3.3V。

•  按键部分

       每一个项目基本都需要有人机交互部分，本项目通过按键进行控制，U2 PA34_KEY是唤醒键 + 语音输入键，按下U2按键可以让主控从低功耗睡眠状态唤醒，当主控正在工作时，按下按键进行语音输入。

       每一个项目基本都需要有人机交互部分，本项目通过按键进行控制，U5 PA34_KEY 是唤醒键 + 语音输入键，按下 U2 按键可以让主控从低功耗睡眠状态唤醒，当主控正在工作时，按下按键进行语音输入。

U4按键目前待定用途，设计出来备用。

 

•  指示灯部分：

 

用于指示模组状态。通过模组IO控制。IO输出低电平LED灯亮，IO输出高电平LED灯灭。

•  下载部分：

 

 

模组的下载是通过串口进行下载的，必须使用 PA18 和 PA19 引脚下载。

 

本项目直接使用 CH340X 模块的接口作为下载器。实测能够正常下载和串口调试通信。

 

注：请前往嘉立创EDA 生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。

*5、PCB设计部分

1. 电路模块分类（布局前置）：
   - 从原理图开始，按功能对电路进行模块化处理，并将这些模块传送到PCB画布上进行初步布局。

2. 边框设置（尺寸与规范）：
   - 根据具体需求设定PCB的尺寸和形状，如使用嘉立创免费PCB打样的标准，确保板框尺寸符合要求并设置圆角等细节。

3. PCB布局（器件摆放与优化）：
   - 首先放置板框和螺丝孔，然后按照模块的功能关系和飞线提示进行元件的合理摆放。注意集中相关功能模块、合理安排开关和接口的位置，并利用3D预览检查布局效果。

4. PCB走线（规则与细节）：
   - 走线时遵循特定的角度规则（尽量避免直角），并根据电流大小选择合适的线宽。对于GND网络采用铺铜连接，完成走线后通过添加泪滴强化焊盘与走线的连接。
   - 完成覆铜操作后，需检查是否有残留飞线，并进行相应的调整。最后通过DRC（设计规则检查）确保没有错误，以保证PCB设计的质量。

*6、实物图

*7、软件部分

软件全开源，烧录即可体验。软件开源地址：https://github.com/78/xiaozhi-sf32   

关于软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等详细内容，建议您参考以下内容。

•  前置准备

因训练营中每位同学的设计都有可能不同，在此仅介绍参考设计的硬件，有改动的同学可以进行参考并针对自己的板子进行相关调整。

1. 准备一个 立创商城 CH340X 串口模块
2. 准备一个 CR123A 电池，需要注意在后续的下载过程中，电池的电量需要保持充足。因为该板子没有其他供电路径，串口模块无法供电！！

•  连接喇叭

应该将喇叭连接到板子的喇叭连接器上，注意该板子的功放最大输出功率仅有 1W，建议使用 8Ω的喇叭。

•  下载程序

硬件连接完成即可开始下载固件

       1.前置准备

在开始之前，我们需要进行一些前置工具，请确保完成以下的步骤：

•  sftool: 用于SF32系列SoC芯片的烧录
•  下载固件： 开发板的固件位于 https://github.com/78/xiaozhi-sf32/releases，我们下载最新release版本的压缩包。需要注意的是，我们一共需要bootloader.bin、ER_IROM2.bin、ER_IROM3.bin、ER_IROM1.bin 和ftab.bin这五个文件。 建议先下载sftool工具，下载完成后将这些文件放在sftool文件夹中，与sftool.exe同一路径。

开发板对应固件： sf32lb52-xty-ai-tht.zip

2.烧录固件

使用sftool工具烧录固件，打开终端之后输入如下命令（Windows）： !!!需要注意的是：命令中的 ./sftool.exe 中的斜杠，在不同操作系统中有不同的表现： windows是反斜杠，linux是斜杠。

 

 

 

下面是1.2.0-1.2.2版本的烧录命令：

./sftool.exe -p COM3 -c SF32LB52 write_flash bootloader.bin@0x12010000 ftab.bin@0x12000000 ER_IROM2.bin@0x12A28000 ER_IROM3.bin@0x12228000 ER_IROM1.bin@0x12020000

1.3.0版本则应该使用下列命令：

./sftool.exe -p COM3 -c SF32LB52 write_flash bootloader.bin@0x12010000 ftab.bin@0x12000000 ER_IROM2.bin@0x12A28000 ER_IROM3.bin@0x12268000 ER_IROM1.bin@0x12020000

bootloader.bin、ER_IROM2.bin、ER_IROM3.bin、ER_IROM1.bin 和ftab.bin是你下载的固件文件名，建议使用绝对路径引用，如果路径中出现中文或者空格请用"将路径括起来。 其中COM3是你连接开发板的串口号，可能会有所不同，请根据实际情况修改。 可以打开设备管理器查看对应串口号：'COM'后面接着的数字就是串口号

没有意外的话，烧录完成之后会自动重启运行，屏幕应该被点亮。

 

 

•  蓝牙使用注意事项

在连接板子设备之前，请打开手机的蓝牙网络共享功能！！！

Android蓝牙使用注意事项

以下是Android手机的蓝牙设置界面，通过打开个人热点共享中的蓝牙共享网络功能。

 

 

• 开始使用

正确烧录固件后，开发板初始化界面如下:

 

• 激活设备

烧录固件之后，确保蓝牙共享网络已打开，这时，手机就可以连接蓝牙 sifli-pan 设备了。 以下是Android手机连接状态示例图:

⚠ 注意：一般情况下，Android连接成功后，连接的蓝牙设备会显示正在向设备共享网络（iOS不会显示）,我们可以以此确定是否成功开启蓝牙网络共享

⚠ 连接上sifli-pan设备后，开发板会有连接画面提示，此时按下对话按键（参考对应硬件支持查看对话按键），xiaozhi则会提示需要登录到控制面板，填设备码。

 

 

 

 

 这个时候，打开浏览器，输入网址：https://xiaozhi.me。浏览器用手机或者电脑都可以。 进入小智 AI 的网页后，点击控制台，用手机号登录。

新建智能体填写，最后添加设备码。

这个时候拔掉开发板上的数据线再接入就可以正常使用了     

前往控制台 

 

进行登录

 

 

点击新建

 

到这里就OK啦

 

界面提示含义

出现下方UI提示均是pan断开的情况

 

异常情况：

1. 对应手机的显示可能是未打开蓝牙共享直接连接sifli-pan设备
2. 蓝牙共享网络关闭
3. 蓝牙已断开

解决方案：打开蓝牙共享网络重新连接设备

下图为蓝牙连接成功但未开启蓝牙共享网络：

唤醒 & 重连

唤醒

长时间未对话小智会进入休眠，此时需要按下唤醒键进行唤醒（参考对应硬件支持查看唤醒键）

重连

支持重连操作：若无主动删除手机匹配列表下的sifli-pan设备，当按下唤醒键也可进行蓝牙重连（参考对应硬件支持查看唤醒键）

 

FAQ

Q1 我觉得我的电脑编译速度很慢，有什么好的解决方法吗？

A1 通过以下步骤可以解决你的问题：

步骤1. 终止MSPCManagerService.exe进程：

• 打开任务管理器
• 在"详细信息"选项卡中找到MSPCManagerService.exe
• 右键选择"结束任务"

步骤2. 禁用Microsoft PC Manager服务：

• 按下Win+R，输入services.msc打开服务管理器
• 找到"Microsoft PC Manager"服务
• 右键选择"属性"，将启动类型改为"禁用"
• 点击"停止"按钮立即停止服务

步骤3. 卸载Microsoft PC Manager

• 在Windows11的设置中，卸载Microsoft PC Manager，中文是”微软电脑管家“。

Q2: 插件版的 PA34 按键设计不妥，主控的IO承受电平是3.3V，而电池电压是最高4.2V，可能会导致主控IO烧毁，同时PA34是硬件唤醒引脚，在低功耗时施加高电平唤醒主控，所以必须接电池电压VSYS。

A2: 建议使用分压法将VSYS电压分压，不影响固件运行，参考如下电路：

注：若您的项目涉及软件开发，请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。

*8、BOM清单

请输入内容…

注：项目涉及的BOM清单。在嘉立创EDA 生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。

*9、大赛LOGO验证

请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。

点击zip下载大赛logo标识！ （大赛标识）.zip

* 10、演示您的项目并录制成视频上传

https://www.bilibili.com/video/BV13MaAz4EQs/?spm_id_from=333.1387.homepage.video_card.click

视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内；

视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。

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