实验九：语音广播

一、实验目的

ESP32通过一线串口通信，通过DATA线给WTN6系列语音芯片，发送相应的数据，播放第一段的语音。结合相应的锁操作，播放相应的语音内容，如蓝牙开门操作后，播放已开门。

二、实验内容

1.ESP连接语音模块
2.上传程序ESP32
3.语音模块与喇叭连接，相应操作后播放相应的语音

三、实验设备

WTN6系列语音模块
ESP32开发板
8R/0.5W喇叭

四、实验步骤

1)连接引脚

语音模块：

语音模块的引脚：PA1接ESP32的32脚，PWM 和PWM-接喇叭

连接图：

2)上传程序

/*Author ：王滨伟 * Time ：2020.6.11 */ #include <dummy.h> #include <Servo.h> #include <BLEDevice.h> #include <BLE2902.h> #include <String.h> #include <Keypad.h> #include <SPI.h> #include <MFRC522.h>  #include <Adafruit_Fingerprint.h> #include <WiFi.h> /* * ESP32 引脚17（TX）和16（RX）上的Serial2 * 指纹模块 连 接 ESP32 RX黄 --- 17 TX绿 --- 16 */ #define mySerial Serial2 #define Horn_Pin 32 ///定义语音模块脚位 #define SS_PIN 21  //定义RC522的SDA引脚的接线位置 #define RST_PIN 22  //定义RC522的RST引脚的接线位置 #define SERVO_PIN 15 //舵机的脚位 #define NormolClose 13 #define SERVICE_UUID           "6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"    #define CHARACTERISTIC_UUID_RX "6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E" #define CHARACTERISTIC_UUID_TX "6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E" #define openInterval  3000 #define fpInterval 5000 BLECharacteristic *pCharacteristic; bool deviceConnected = false;  char* SSID = "TP-LINK_9C1F";        //wifi名称 char* PassWord = "cyykj2018";      //wifi密码 /* * 按键初始量 */ cont byte ROWS = 4; //four rows
const byte COLS = 3; //three columns
char keys[ROWS][COLS] = { 
        
  { 
        '1','2','3'},
  { 
        '4','5','6'},
  { 
        '7','8','9'},
  { 
        '*','0','#'}
};
byte rowPins[ROWS] = { 
        33, 27, 14, 12}; //connect to the row pinouts of the keypad
byte colPins[COLS] = { 
        4, 0, 2}; //connect to the column pinouts of the keypad
/* * RFID标签结构体 */
struct RFIDTag { 
          //Tag标签结构体
  uint8_t uid[4];
  char *name;
};
MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); //实例化类 
struct RFIDTag tags[20] = { 
          // 初始化结构资料，请自行修改RFID识别码
  { 
        { 
        219, 25, 26, 28}, "Mini_Tag"},
  { 
        { 
        0, 0, 0, 0}, "Mini_Tag1"}, 
  { 
        { 
        1, 1, 1, 1}, "Mini_Tag2"}, 
};
/*wifi IP和端口配置*/
const IPAddress serverIP(192,168,0,113); //欲访问的地址
uint16_t serverPort = 53123; //服务器端口号,修改自己服务器的端口号
WiFiClient client; //声明一个客户端对象，用于与服务器进行连接
byte totalTags = sizeof(tags) / sizeof(RFIDTag);  //计算结构资料的数量
bool door_open_flag; //开门动作标志位
bool alarm_flag;//报警标志位
static bool lock_back_flag=false; //回锁标志位
Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );
byte ble_rx_buffer[20]; //接收蓝牙指令
byte verfi_code[6] = { 
        0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36};//初始密码
byte init_pw[6] = { 
        1,2,3,4,5,6};//初始按键密码
Servo myservo;
Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial);
bool FP_busy=false;
short active_fp = -1; //激活指纹模块, -1休眠，1激活，2指纹模块正在激活时间
int pos=0;
bool toggle; //开锁判断位
byte message_type;//上传信息的类型
void locker(bool toggle) { 
         //开锁
  myservo.attach(SERVO_PIN); 
  if (toggle) { 
        
    myservo.write(90); // 开锁
  } else { 
        
    myservo.write(0); // 关锁
  }
  delay(500); // 等马达转到定位
  myservo.detach();
}
class MyServerCallbacks: public BLEServerCallbacks { 
        
    void onConnect(BLEServer* pServer) { 
        
      deviceConnected = true;
    };
    void onDisconnect(BLEServer* pServer) { 
        
      deviceConnected = false;
    }
};
/* C++多态，创建类MyCallbacks,继承类BLECharacteristicCallbacks * 类MyCallbacks,下的成员函数onWrite()，接收蓝牙消息处理函数 * 55aa1000313233343536 蓝牙发送开门指令，hex 16进制发送 * 55aa2000363534333231 蓝牙修改密码指令 * 55aa3000000000000000 蓝牙查询指令 * 55aa3100310000000000 蓝牙注册指纹 注册id号为01 * 55aa3200330000000000 蓝牙删除指纹 删除id号为03 */
class MyCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks { 
        
    void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic) { 
        
      std::string rxValue = pCharacteristic->getValue(); 
      byte op;
      for (int i = 0; i < rxValue.length(); i++){ 
        
          ble_rx_buffer[i] = rxValue[i];
          Serial.print(rxValue[i]);
       }
       if(ble_rx_buffer[0] == 0x55 && ble_rx_buffer[1] == 0xaa){ 
        
            op=ble_rx_buffer[2];
       switch(op){ 
        
        case 0x10:{ 
         //蓝牙开门
          if(memcmp(ble_rx_buffer+4,verfi_code,6) == 0 && lock_back_flag==false){ 
         //匹配成功,切不在回锁状态
             toggle = true;  
             message_type = 6;
             Serial.println("开门成功");     
          }
          else{ 
        
            Serial.println("密码错误");
          }
          break;
        }
        case 0x20:{ 
         //设置密码
          static byte temp_pw[6]; //临时密码
          for(byte i=0;i<6;i++){ 
         
            if(ble_rx_buffer[i+4]<=0x39 && ble_rx_buffer[i+4]>=0x30){ 
         //保证密码在0-9之间 
                 temp_pw[i]=ble_rx_buffer[i+4]-0x30; 
            }
            else{ 
         //无效字符
               break;
            }
            if(i==5){ 
         //密码修改完成
              Serial.println("密码修改完成");
              memcpy(init_pw,temp_pw,6); 
            }
          }
          break;
        }
        case 0x30:{ 
         //查看指纹
          FP_busy = true;
          finger.getTemplateCount(); //查当前指纹模板的数量
          Serial.print("Sensor contains ");
          Serial.print(finger.templateCount);
          Serial.println(" templates");
          FP_busy = false;
          break;
        }
        case 0x31:{ 
        //添加指纹
          byte id;
          FP_busy = true;
          id = ble_rx_buffer[4] - 0x30; //注册指纹id
          getFingerprintEnroll(id);
          FP_busy = false; 
          break;
        }
        case 0x32:{ 
         //删除指纹
          byte id;
          FP_busy = true;
          id = ble_rx_buffer[4] - 0x30; //删除指纹id
          Serial.print("Deleting ID #");
          Serial.println(id);
          deleteFingerprint(id);
          FP_busy = false;
          break;
        }
       }
     }
    }
};
/*配置蓝牙 * 参数：BLEName 蓝牙名字 * 返回值: 无 */
void setupBLE(String BLEName){ 
                   
  const char *ble_name = BLEName.c_str();       
  BLEDevice::init(ble_name);                    
  BLEServer *pServer = BLEDevice::createServer(); //创建服务
  pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks());
  BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID);    
  pCharacteristic = pService->createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_TX,BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY);  
  pCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902());  //添加描述
  BLECharacteristic *pCharacteristic = pService->createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_RX,BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE);
  pCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks());  //receive message callback 
  pService->start();// Start the service
  pServer->getAdvertising()->start();// Start advertising
  Serial.println("Waiting a client connection to notify...");
}
/*配置Wifi函数 * 输入参数: ssid: wifi名字，password: wifi密码 * 返回值：无 */
void configure_Wifi(char* ssid, char* password){ 
        
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.setSleep(false); //关闭STA模式下wifi休眠，提高响应速度
  WiFi.begin(ssid, password);
  if(WiFi.status() != WL_CONNECTED){ 
        
    delay(500);
    Serial.println("Connecting to WiFi fail..");
  }
  else{ 
        
    Serial.println("Connected to the WiFi network");
    Serial.print("IP Address:");
    Serial.println(WiFi.localIP());  
  }
}
/*TCP上传消息函数 * 输入值：type=value * value=1时，表示撬门 * value=2时, 表示门未关好 * value=3时，表示RFID开门 * value=4时，表示指纹开门 * value=5时，表示按键开门 * value=6时，表示蓝牙开门 * 返回值：true时，表示TCP连接成功 * false时，表示TCP连接失败 */
bool SendOnCloud(byte type){ 
        
  char value = type+'0';
  if(type>0 && type<=6){ 
         //在消息协议范围内
    if (client.connect(serverIP, serverPort)){ 
         //尝试访问目标地址
      Serial.print("访问成功:");
      Serial.println(value);
      client.println(value);//向服务器发送数据
      message_type =0;
      return 1;
    }
    else{ 
        
      Serial.println("访问失败");
      client.stop(); //关闭客户端
      message_type =0;
      return 0;
    }
  }
  else{ 
         //无效协议
    //Serial.println("Invalid Message");
    return 0;
  }
  
}
/*按键输入的匹配函数 * 参数：key为一次按键输入的值 */    
bool compare_pw(char key){ 
        
  static byte pw[20];
  static byte keys_len = 0;
  bool pw_flag = false; //匹配密码的标志位
  if(key){ 
        
    //FP_busy = false;//唤醒指纹模块，可以开始匹配
    Serial.println(key);
    play_voice(4);
    active_fp = 1;
    //Serial.println(active_fp);
    switch(key){ 
        
      case '#':{ 
         //确认键
        if(keys_len == 6 && memcmp(pw,init_pw,6)==0){ 
          //匹配成功,开锁
            Serial.println("开门成功");
            pw_flag = true; 
            message_type = 5;
        }
        else{ 
        
          Serial.println("密码错误");
        }
        keys_len=0; //清零
        break;
      }
      case '*':{ 
         //回退键
        if(keys_len >0)
          keys_len--;
        break;
      }
      default:{ 
         //默认数字键0-9
        pw[keys_len++]=key-'0';
        if(keys_len>19){ 
        
          Serial.println("OverSize");
          keys_len=0;
        }
        break;
      }
    }
  }
  return pw_flag;
}
void printDec(byte *buffer, byte bufferSize) { 
        
  for (byte i = 0; i < bufferSize; i++){ 
        
    //Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : "");
    Serial.print(buffer[i]);
    Serial.print(" ");
  }
}
/* * RFID匹配函数 * 参数：card_num为卡片资料的总数 */
bool Match_Card(byte card_num){ 
         
  bool foundTag = false;    //是否找到记录中的标签,初始是false
  if (rfid.PICC_IsNewCardPresent() && rfid.PICC_ReadCardSerial()) { 
         //寻找新卡
    byte *id = rfid.uid.uidByte;   // 取得卡片的UID
    byte idSize = rfid.uid.size;   // 取得UID的长度
    Serial.print("十进制UID：");
    printDec(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);
    Serial.println();
    for (byte i = 0; i < card_num; i++) { 
        
    if (memcmp(tags[i].uid, id, idSize) == 0) { 
          // 比对阵列资料值
          Serial.println(tags[i].name);  //显示标签名字
          foundTag = true;
          message_type=3;
          break;
      }
     if(i==card_num-1){ 
        
        Serial.println("验证失败");  
     }
   }
    // 使放置在读卡区的IC卡进入休眠状态，不再重复读卡
    rfid.PICC_HaltA();
    // 停止读卡模块编码
    rfid.PCD_StopCrypto1(); 
  }
  return foundTag;
}
/*门磁中断函数 * 参数 open_flag:正常开门的标志位 */
void handleInterrupt() { 
        
  delay(100);
  if (digitalRead(NormolClose)){ 
        // 电平高，门开
      detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(NormolClose)); //屏蔽中断脚位
      door_open_flag = 1;  
      if(!lock_back_flag){ 
        //门没在开锁时间，门磁变化，算撬门报警
        alarm_flag = 1;  
      }    
    Serial.println("door open");
  }
}

/*指纹模块配置函数 * configure_FP() */
void configure_FP(){ 
        
    finger.begin(57600);
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