# 远程开门禁

**Repository Path**: wangwangliqaq/remote-door-opening-prohibited

## Basic Information

- **Project Name**: 远程开门禁
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-06-14
- **Last Updated**: 2026-06-14

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# ESP32 中文语音门禁控制系统

基于 ESP32-S3 + INMP441 麦克风的离线中文语音门禁控制系统。说唤醒词 **"Hi ESP"** 唤醒后，说出 **"打开门"** / **"关闭门"** 即可控制门禁；同时支持 WiFi 信号跳变、门信号脉冲模式两种外部触发方式。

完全离线运行（WakeNet + MultiNet 本地推理），无需联网，响应迅速，适合门禁、智能家居等场景。

> 本项目从 Espressif 官方 [esp-skainet](https://github.com/espressif/esp-skainet) 的 `cn_speech_commands_recognition` 例程独立化而来，并新增了 INMP441 麦克风板级支持、门禁控制与 RGB 状态指示。

---

## ✨ 功能特性

- 🎙️ **离线中文语音识别**：WakeNet9 唤醒词（"Hi ESP"）+ MultiNet7 中文命令词
- 🚪 **语音控制门禁**："打开门" 触发光耦脉冲开门，"关闭门" 断开光耦
- 📡 **多触发源开门**：
  - 语音命令（GPIO 输出光耦脉冲）
  - WiFi 信号跳变（GPIO20 双边沿中断）
  - 门信号模式识别（GPIO47，"两短一长"脉冲序列）
- 💡 **RGB LED 状态指示**：唤醒时亮绿色，识别完成/超时熄灭
- 🔧 **可定制**：命令词、GPIO 引脚、脉冲时长均可通过修改源码调整

---

## 🧠 工作原理

```
                  ┌─────────────────────────────────────────────┐
                  │               ESP32-S3 (本项目)              │
 INMP441 麦克风 ──┤  I2S(13/12/14)                              │
                  │   │                                         │
                  │   ▼                                         │
                  │  AFE (VAD + AEC) ──► WakeNet "Hi ESP"       │
                  │                          │ 唤醒              │
                  │                          ▼                   │
                  │            MultiNet 命令词识别              │
                  │            "da kai men" / "guan bi men"     │
                  │                          │                   │
   WS2812 LED ◄───┤  GPIO48 (状态指示)        │                   │
   光耦/门禁 ◄────┤  GPIO1  (开门脉冲)  ◄──────┘                   │
   WiFi 信号 ────►┤  GPIO20 (跳变触发开门)                       │
   门信号线 ────►┤  GPIO47 (两短一长模式触发开门)               │
                  └─────────────────────────────────────────────┘
```

**语音流程**：上电 → 持续监听唤醒词 → 识别到 "Hi ESP" 后 LED 变绿 → 进入命令识别窗口 → 听到 "打开门"/"关闭门" → 执行动作 → LED 熄灭 → 回到监听。

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## 🧰 硬件清单

| 模块 | 说明 | 备注 |
|------|------|------|
| ESP32-S3 开发板 | 带 **八线 PSRAM**，推荐 N16R8（16MB Flash + 8MB PSRAM） | ⚠️ 必须八线 PSRAM，四线板会启动失败 |
| INMP441 | I2S 数字 MEMS 麦克风模块 | 3.3V 供电 |
| WS2812 RGB LED | 状态指示 | 可用板载 LED |
| 光耦 + 驱动电路 | 例如 PC817 / EL817，隔离控制门禁/电磁锁 | 接 GPIO1 |
| （可选）信号源 | WiFi 模块输出的电平信号、门禁反馈信号线 | 接 GPIO20 / GPIO47 |

### 📌 GPIO 引脚分配

| GPIO | 功能 | 方向 | 连接 |
|:----:|------|:----:|------|
| 13 | I2S_SCLK | 输入 | INMP441 SCK |
| 12 | I2S_LRCK (WS) | 输入 | INMP441 WS |
| 14 | I2S_SDIN | 输入 | INMP441 SD |
| 48 | WS2812 数据 | 输出 | RGB LED DIN |
| 1 | 门控光耦输出 | 输出 | 光耦 LED 正极（经限流电阻） |
| 20 | WiFi 信号输入 | 输入 | 外部 WiFi 模块信号 |
| 47 | 门信号模式输入 | 输入 | 门禁/按键信号线 |

> 引脚定义集中在以下文件，如需改引脚直接修改：
> - 麦克风：`components/hardware_driver/boards/include/esp32_s3_inmp441_board.h`
> - 门控/信号：`main/include/door_control.h`
> - RGB LED：`main/rgb_led.h`

### 🔌 INMP441 接线

```
INMP441      ESP32-S3
─────────    ─────────
VDD      →   3.3V
GND      →   GND
SCK      →   GPIO13
WS       →   GPIO12
SD       →   GPIO14
L/R      →   GND（选右声道）或 3.3V（选左声道）
```

---

## 🚀 快速开始

### 1. 环境准备

需要 **ESP-IDF v5.0 或更高版本**（开发基于 v5.3.1）。安装参考 [ESP-IDF Getting Started](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32s3/get-started/)。

激活 ESP-IDF 环境后确认：

```bash
idf.py --version
```

### 2. 克隆并进入工程

```bash
git clone <你的仓库地址> esp32-voice-door-control
cd esp32-voice-door-control
```

### 3. 设置目标芯片

```bash
idf.py set-target esp32s3
```

> 该命令会读取 `sdkconfig.defaults.esp32s3`，自动选中 INMP441 板级、HiESP 唤醒词、MultiNet7 中文命令词模型，并下载 `esp-sr`、`led_strip` 等依赖组件到 `managed_components/`。

### 4. 编译与烧录

```bash
# 编译
idf.py build

# 烧录并打开串口监视（替换 COMx 为你的串口）
idf.py -p COMx flash monitor
```

退出监视器：`Ctrl + ]`

### 5. 试试看

1. 上电后串口会打印门控状态（每秒一次）
2. 对着麦克风说 **"Hi ESP"**，LED 变绿表示唤醒成功
3. 紧接着说 **"打开门"**，GPIO1 输出 300ms 高电平脉冲（开门），然后 LED 熄灭
4. 唤醒后若 6 秒内未识别到命令，自动回到唤醒监听

---

## 🗣️ 唤醒词与命令词

| 类型 | 内容 | 配置 |
|------|------|------|
| 唤醒词 | "Hi ESP" | `sdkconfig.defaults.esp32s3` → `CONFIG_SR_WN_WN9_HIESP=y` |
| 命令词 1 | "打开门"（`da kai men`） | `main/main.c` 中 `esp_mn_commands_add(1, "da kai men")` |
| 命令词 2 | "关闭门"（`guan bi men`） | `main/main.c` 中 `esp_mn_commands_add(2, "guan bi men")` |

### 修改命令词

命令词在 `main/main.c` 的 `detect_Task()` 中定义（使用拼音）：

```c
esp_mn_commands_clear();
esp_mn_commands_add(1, "da kai men");      // "打开门"
esp_mn_commands_add(2, "guan bi men");     // "关闭门"
// 可继续添加，例如：
// esp_mn_commands_add(3, "kai deng");     // "开灯"
esp_mn_commands_update();
```

命令识别后的动作在 `detect_Task()` 的 `ESP_MN_STATE_DETECTED` 分支中处理，根据 `command_id` 调用 `door_control_*()` 等函数。更详细的命令词语法（多音节、声调标注）参考 [ESP-SR 命令词识别文档](https://docs.espressif.com/projects/esp-sr/zh_CN/latest/esp32s3/speech_command_recognition/README.html)。

---

## 📂 目录结构

```
esp32-voice-door-control/
├── CMakeLists.txt                     # 顶层工程配置
├── partitions.csv                     # 分区表（factory 2MB + model 5MB）
├── sdkconfig.defaults.esp32s3         # ESP32-S3 默认配置（板级/模型/PSRAM）
├── dependencies.lock                  # 组件版本锁定（自动生成）
│
├── main/                              # 业务代码
│   ├── main.c                         # 主程序：唤醒+命令识别流程
│   ├── door_control.c / .h           # 门禁控制（光耦/信号/模式识别）
│   ├── rgb_led.c / .h                # WS2812 状态指示
│   ├── speech_commands_action.c / .h # 提示音播放（可选）
│   ├── idf_component.yml             # main 组件依赖（esp-sr, led_strip）
│   └── include/                       # 命令词提示音数据（m_*.h 等）
│
└── components/
    └── hardware_driver/               # 硬件抽象层
        ├── esp_board_init.c / .h     # 板级 API 封装
        ├── idf_component.yml         # 依赖 esp_codec_dev
        ├── CMakeLists.txt
        ├── Kconfig.projbuild         # INMP441 板级选项
        ├── include/
        │   └── esp_board_init.h
        └── boards/
            ├── esp32s3-inmp441/
            │   └── bsp_board.c       # INMP441 I2S 驱动实现
            └── include/
                ├── bsp_board.h
                └── esp32_s3_inmp441_board.h  # INMP441 引脚定义 ★
```

---

## ⚙️ 常用配置

### 修改 INMP441 麦克风引脚

编辑 `components/hardware_driver/boards/include/esp32_s3_inmp441_board.h`：

```c
#define GPIO_I2S_LRCK       (GPIO_NUM_12)  // WS
#define GPIO_I2S_SCLK       (GPIO_NUM_13)  // SCK
#define GPIO_I2S_SDIN       (GPIO_NUM_14)  // SD
```

### 修改门控引脚与脉冲参数

编辑 `main/include/door_control.h`：

```c
#define DOOR_CONTROL_GPIO      1     // 光耦输出引脚
#define DOOR_SIGNAL_INPUT_GPIO 47    // 门信号模式识别输入
#define WIFI_SIGNAL_INPUT_GPIO 20    // WiFi 信号输入
#define DOOR_PULSE_DURATION_MS 300   // 开门脉冲时长(ms)

#define SHORT_PULSE_MAX_MS 300       // 短脉冲上限(ms)
#define LONG_PULSE_MIN_MS  600       // 长脉冲下限(ms)
#define PATTERN_TIMEOUT_MS 2000      // 模式识别整体超时(ms)
```

### 切换语音模型

在 `sdkconfig.defaults.esp32s3` 修改后执行 `idf.py reconfigure`：

```bash
# 唤醒词模型（任选其一）
CONFIG_SR_WN_WN9_HIESP=y        # "Hi ESP"（默认）
# CONFIG_SR_WN_WN9_ALEXAY=y     # "Alexa, play music"
# CONFIG_SR_WN_WN7_NIHAOXIAOZHI=y  # "你好小智"

# 命令词模型
CONFIG_SR_MN_CN_MULTINET7_QUANT=y   # 中文 MultiNet7（默认）
```

更多模型选项见 ESP-IDF menuconfig → `ESP Speech Recognition`。

---

## 🔧 故障排除

| 现象 | 可能原因与解决 |
|------|---------------|
| 启动后反复重启 / PSRAM 报错 | 开发板不是**八线 PSRAM**。确认模组型号（如 N16R8），或改 `CONFIG_SPIRAM_MODE_QUAD` |
| 编译报 `esp-sr` 找不到 | 执行 `idf.py reconfigure` 重新下载 managed components；检查网络 |
| 唤醒不灵敏 | 检查 INMP441 接线（尤其 L/R 引脚）；调近麦克风；环境噪声过大 |
| 识别到唤醒但命令无反应 | 命令窗口约 6 秒，需在唤醒后尽快说命令；拼音命令需清晰 |
| `CONFIG_ESP_DEFAULT_CPU_FREQ_MHS_240` 类警告 | Kconfig 符号拼写问题，改 `MHZ`（本仓库已修正） |
| GPIO 冲突 | 确认 GPIO1/20/47 未被板载外设占用；GPIO47 在部分 S3 模组是安全引脚 |

清理重建：

```bash
idf.py fullclean
idf.py reconfigure
idf.py build
```

---

## 📄 许可证

本项目基于 [Apache License 2.0](./LICENSE) 开源。

- 上游代码（`hardware_driver`、`speech_commands_action` 等）版权归 Espressif Systems (Shanghai) Co. Ltd. 所有
- 新增的 INMP441 板级支持、门禁控制（`door_control`）、RGB LED（`rgb_led`）代码同样以 Apache-2.0 发布，可在协议允许范围内自由使用与修改

## 🙏 致谢

- [Espressif esp-skainet](https://github.com/espressif/esp-skainet) —— 提供 ESP-SR 语音识别框架与 `cn_speech_commands_recognition` 参考例程
- [ESP-SR 文档](https://docs.espressif.com/projects/esp-sr/zh_CN/latest/esp32s3/index.html) —— WakeNet / MultiNet 技术细节