基于Dragonboard 410c实现科大讯飞麦克风阵列模块的语音唤醒控制及US-100超声波应用

前言：本文主要是针对没有接触过Dragonboard 410c开发板的朋友，教大家如何从裸板搭建平台以及通过这个平台如何去实现科大讯飞麦克风阵列模块的语音唤醒控制以及US-100超声波的实际应用，总而言之通过这个过程我相信大家可以更进一步的体验到Dragonboard 410c开发板的乐趣了。

一、准备工作

1.Dragonboard 410c开发板及其配件

Dragonboard 410c开发板是一个低成本的64位ARM开发平台，可以支援 Android 、TIzen OS、FireFox、Linux 等各个系统平台，而且支持Win10设备家族，DragonBoard 410C是第一款集成了WiFi、蓝牙和GPS，已经智能机级别Snapdragon 410芯片的集成版。

主要特性有：

· CPU：四核ARM Cortex®-A53 CPU，单核心最高主频可达1.2 GHz;64位处理能力；

· 图形：Qualcomm Adreno™ 306 GPU，支持400MHz高质量图形处理；

· 视频：1080p高清（HD）视频播放和拍摄，支持H.264（AVC）；

· 摄像头：支持1300万像素摄像头，硬件支持小波降噪、JPEG解码和其他硬件后处理技术；

· 内存：LPDDR2/3 533MHz单信道32位（4.2GBps） non-POP/ eMMC 4.51 SD 3.0 （UHS-I）；

· 集成连接：Qualcomm VIVE™ 802.11 b/g/n、Wi-Fi、Bluetooth、FM；

· 集成定位：Qualcomm IZat™ Gen8C；

· 操作系统支持：Android和Linux；

· 扩展接口：1x 40 管脚低速接口（UART、SPI、I2S、I2C x2、GPIO x12和直流电源，

1x 60 管脚高速接口（4L-MIPI DSI、USB、I2C x2、2L+4LMIPI CSI）和模拟扩展接口（耳机、扬声器和FM天线）；

· 输入/输出界面：HDMI全尺寸A类接口（1080p高清@30fps），1x USB 2.0 micro B（仅用于终端模式），2x USB 2.0 A类（仅用于主机模式），micro SD卡插槽。

Low speed Expansion connector接口分布：

2.科大讯飞麦克风阵列模块 XFM10411

它是一款基于4麦克风阵列的语音硬件前端方案， 利用麦克风阵列的空域滤波特性，在目标说话人方向形成拾音波束，抑制波束之外的噪声和反射声。 模块主要功能是完成 4 麦克风阵列、降噪、回声消除、语音唤醒等语音前端处理，输出降噪后的音频信号、声源角度数据、唤醒触发信号、通讯等。

本模块有 3 个接口器件 J26、 J21 和 J22；其中 J26 上包括电源接口、 I² C 通讯接口、唤醒信号、音频输出等。 J21 是麦克风阵列的接入接口， J22 是回声消除参考信号的接入接口。

产品优势主要表现在 ：

麦克风阵列

声源定位

语音唤醒

回声消除

语音打断

3.US-100 超声波测距模块

US-100 超声波测距模块可实现 2cm~4.5m 的非接触测距功能，拥有 2.4~5.5V 的宽电压输入范围，静态功耗低于 2mA，自带温度传感器对测距结果进行校正，同时具有 GPIO，串口等多种通信方式，内带看门狗，工作稳定可靠。

本模块共用到如下 4 个接口：

1号 Pin：接 VCC 电源（供电范围 2.4V~5.5V）；

2号 Pin： 当为 UART 模式时， 接外部电路 UART 的 TX 端；当为电平触发模式时，接外部电路的 Trig 端；

3号 Pin： 当为 UART 模式时， 接外部电路 UART 的 RX 端；当为电平触发模式时，接外部电路的 Echo 端；

4号 Pin：接外部电路的地。

二、软件环境

1.此处我们介绍快速搭建运行环境，大家可以先通过以下网络链接下载镜像。

基于Dragon Board410c与科大讯飞麦克风阵列模块的语音唤醒控制以及US-100超声波的实际应用镜像文件

2.我们可以参考以下链接安装镜像，待硬件连接好后，我们启动安装好的系统后，打开测试软件即可测试以下；

SensorDemo

声源定位：模块可以准确给出说话人的方位，定位信息提供给麦克风阵列确定录音波束；

语音唤醒：模块预定的语音唤醒词是“灵犀 灵犀”，唤醒后通过模块的 WAKEUP 接口输出高电平给用户上位机；

超声波测距：模块可实现 0~4.5m 的非接触测距。

三、硬件连接

1.科大讯飞麦克风阵列模块与Dragonboard 410c开发板连接

Dragonboard 410c开发板的低速接口通过PCA9306双向电平转换器连接到麦克风阵列模块的J26引脚上：

2.US-100超声波测距模块与Dragonboard 410c开发板连接

Dragonboard 410c开发板的低速接口通过PCA9306双向电平转换器连接到US-100超声波：

四、测试程序

1.完成一、二后，通电进入系统，打开桌面上的sensor_demo APP，如下图

2、进入软件后点击超声波测距测试按钮，就可以实时的显示测试结果，如图：

3.同上点击启动音频识别按钮，就可以实现语音唤醒屏幕（在息屏的前提下，从任意方向超语音识别模块讲“灵犀灵犀”的关键词就会唤醒屏幕以及能够检测到讲话人语音的角度以及距离），如图：

五、其他

关于demo的测试源码以及sonar驱动原理可以参考blog：基于US-100超声波在dragonboard 410c Linux上的超声波驱动编写