对讲机联动模块开发（树莓派文字转语音模块对接）

最近公司方面有个业务需求，因为我们做的是智慧社区项目，有一块涉及到车辆异常出库报警，比如车辆被盗是。

这时候如何能快速的通知到安保人员呢？原来想法是给安保人员配一台PAD，或者在手机上安装个APP，但这样也有很大的弊端。而安保人员人人必备对讲机，所以考虑能不能和对讲机联动。

自然就想到了TTS（TextToSpeech），之前和小i、科大讯飞、华声捷通都用过合作，对这块业务还算比较熟悉，本来打算在树莓派上直接内置一个TTS应用就行了，但这三家都没有免费的SDK，收费的还挺贵，所以这个想法基本就放弃了，但就在最后一刻，发现科大讯飞竟然有TTS芯片！！！

XFS5152CE，科大讯飞中英文语音合成芯片，淘宝搜了一下，竟然发现了做好的模块，一个是科大讯飞自己做的（98元），还有一个是基于SYN6288芯片做的（57元），于是都买回来测试了一下，SYN6288跟XFS5152CE一比简直就是扔货，所以这里就不说关于SYN6288的开发了，如果有时间的话，可以单独做一篇。

废话到此为止，干货在下面！

首先需要准备几样东西

一对对讲机、一条手咪线、一块TTS模块，另外，我还开了一块底板，一会做介绍。

先说TTS模块的对接方式

根据XFS5152CE的开发文档，我们用到RXD、TXD、GND、V3.3、RDY四个引脚，当TTS有语音输出的时候RDY会输出高电平，这块一会我们用来控制手台的信道占用（就是我们手动按下呼叫按钮），严重说一下，这里用的电压是3.3V的，因为后面我们控制继电器的时候用的是5V的，这里千万表混了，要不然98块钱就会化作一缕青烟……

先用TTS模块做测试，科大讯飞也提供测试程序了，我们只要把模块用串口线接到电脑上（TTL电平），用他们的软件测试就行了，还没有做下一步和对讲机联动的，先用个耳机试试声音。

当然那我们这里肯定还是要写程序的。

而且仍然用的是JAVA和RXTX做，如果不清楚树莓派上怎么调试的，出门左转，有一篇专门介绍树莓派3配置串口的文章。

直接上代码

package com.marssoft.jyphon;

import gnu.io.CommPortIdentifier;

import gnu.io.PortInUseException;

import gnu.io.SerialPort;

import gnu.io.SerialPortEvent;

import gnu.io.SerialPortEventListener;

import gnu.io.UnsupportedCommOperationException;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.util.Enumeration;

import java.util.TooManyListenersException;

/**

 * 科大讯飞XFS5152CE芯片语音合成测试程序。

 * @author Mars.CN

 *

 */

public class TTS {

      public static final byte STATE_IDLE =0X4F;        //空闲状态

      public static final byte STATE_USE =0X4E;         //占用中状态

      public static final byte STATE_INITED = 0X4A;    //初始化成功

      public static final byte STATE_SUCCESS = 0X41;   //正确的命令帧

      public static final byte STATE_ERROR = 0X45;     //错误的命令帧

      public static final byte STATE_NULL = 0X00;      //设备空

     

      public static final byte COMMAND_QUERY_STATE = 0X21;           //查询状态命令

      public static final byte COMMAND_POWER_MODE_SAVING =( byte )0X88;  //设置为省点模式

      public static final byte COMMAND_POWER_MODE_USEING =( byte )0XFF;  //设置为唤醒模式

      public static final byte COMMAND_TTS =0X01;                 //语音合成命令

      public static final byte COMMAND_STOP =0X02;                //停止语音合成

      public static final byte COMMAND_SUSPEND =0X03;             //暂停合成

      public static final byte COMMAND_RECOVERY =0X04;            //回复合成

     

     

      private SerialPort port = null ;

      private InputStream in = null ;

      private OutputStream out = null ;

      private TTS() {}

      /**

      * 初始化串口。

      * @param name

      */

      private TTS(String name) {

           //获得本地所有串口列表，这里其实只能获得ttyS开头的串口

          Enumeration portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();

           while (portList.hasMoreElements()){

               //获得串口的标识符

              CommPortIdentifier portId = portList.nextElement();

               //通过标识符得到串口名字，并判断这个名字是不是我们需要的那个串口

               if (portId.getName().equals( "/dev/" +name)){

                   SerialPort p= null ;

                    try {

                         //如果确实是我们需要的串口，则打开这个串口

                         //open(串口占用进程名称，串口等待超时时间)

                        p = (SerialPort) portId.open( "TTSTest" , 2000);

                         //给串口一个数据到达侦听（触发器）

                        p.addEventListener( new EventListener());

                         //把数据到达通知打开

                        p.notifyOnDataAvailable( true );

                         //设置串口的波特率，参数依次是（波特率，数据位，停止位，校验位）

                        p.setSerialPortParams(9600,SerialPort. DATABITS_8 , SerialPort. STOPBITS_1 ,SerialPort. PARITY_NONE );

                         //获得输入输出流，方便操作。

                         out = p.getOutputStream();

                         in = p.getInputStream();

                         port =p;

                   } catch (PortInUseException e) {

                        e.printStackTrace();

                   } catch (TooManyListenersException e) {

                        e.printStackTrace();

                   } catch (UnsupportedCommOperationException e) {

                        e.printStackTrace();

                   } catch (IOException e) {

                        e.printStackTrace();

                   }

              }

          }

     }

      /**

      * 打开串口

      *

      * @param port

      */

      public static final TTS open(String name) {

          TTS serial = new TTS(name);

           if (serial. port != null ){

               return serial;

          }

           return null ;

     }

     

      /**

      * 发送数据。

      * @param data

      */

      public void send( byte [] data){

           try {

               out .write(data);

               out .flush();

          } catch (IOException e) {

              e.printStackTrace();

          }

     }

     

      /**

      * 播放信息

      * @param msg

      */

      public byte play(String msg){

           if ( port != null ){

               try {

                    //把文字内容转换成GB2312编码的二进制数据（我记得硬件里用的都是GBK，如果有问题的话大家用GBK试试看）

                    byte [] mdata = msg.getBytes( "GB2312" );

                    //根据语音合成指令，协议头三个字节，分别是帧头0XFD，数据长度高字节，数据长度低字节，语音合成命令0X01，编码类型0X00（GB2312），后面是数据

                    byte [] datas = new byte [5+mdata. length ];

                   datas[0]=( byte )0xFD;

                   datas[1]=( byte )((datas. length -3)/256);

                   datas[2]=( byte )((datas. length -3)%256);

                   datas[3]= COMMAND_TTS ;

                   System.arraycopy(mdata, 0, datas, 5, mdata. length );

//                 System.out.println(HexFormat.format(datas));

                    //发送开始合成

                    out .write(datas);

                    return STATE_SUCCESS ;

              } catch (IOException e) {

                   e.printStackTrace();

                    return STATE_ERROR ;

              }

          }

           return STATE_NULL ;

     }

     

      /**

      * 关闭串口。

      */

      public void close(){

           //当然，这里可以做一下事件侦听，再给close加个参数，这样在串口异常报错的时候能能捕获到了。

           port .close();

           port = null ; out = null ; in = null ;

     }

     

      private class EventListener implements SerialPortEventListener{

           @Override

           public void serialEvent(SerialPortEvent event) {

               switch (event.getEventType()) { 

               //这些属性应该跟串口特性有关，我还没搞清楚，暂时不解释

             case SerialPortEvent. BI :

             case SerialPortEvent. OE :

             case SerialPortEvent. FE :

             case SerialPortEvent. PE :

             case SerialPortEvent. CD :

             case SerialPortEvent. CTS :

             case SerialPortEvent. DSR :

             case SerialPortEvent. RI :

             case SerialPortEvent. OUTPUT_BUFFER_EMPTY :

                 break ; 

             case SerialPortEvent. DATA_AVAILABLE :     //获取到串口返回信息 

                int d = 0;

                 do {

                     try {

                         //读取一个串口返回之，并判断这个返回值是什么状态。

                         d = in .read();

                         switch (d){

                         case STATE_INITED :

                             System. out .println( "初始化成功" );

                              break ;

                         case STATE_SUCCESS :

                             System. out .println( "命令正确" );

                              break ;

                         case STATE_ERROR :

                             System. out .println( "命令错误" );

                              break ;

                         case STATE_IDLE :

                             System. out .println( "设备空闲" );

                              break ;

                         case STATE_USE :

                             System. out .println( "语音合成中" );

                              break ;

                         }

                     } catch (IOException e){ 

                         return ; 

                     } 

                 } 

                 while (d != -1);

                 System. out .println( "退出关闭" );

                 close(); //这里一定要用close()方法关闭串口，释放资源 

                 break ; 

             default : 

                 break ; 

             } 

          }

     }

     

      /**

      * 测试语音

      * @param args

      */

      public static void main(String[] args) {

          TTS tts = TTS.open( "S45" );

           if (tts!= null ){

               //发送测试语音

              tts.play( "sound 101 你好世界 Hello world" );

          } else {

              System. out .println( "串口初始化失败！" );

          }

     }

}

芯片的开发指南

http://www.iflytek.com/upload/contents/2014/07/53be5e3ec4047.pdf

具体其他语音合成的方式，大家可以去参考一下开发文档，包括一些提示音的设置。

现在语音已经可以正常合成了，现在我们看如何做成一个和对讲机联动的成品。

和对讲机联动，用到了RDY引脚，当语音播放的时候，RDY引脚处于高电平，这时候我们给这个引脚加一个继电器，高电平是继电器导通，这样就把手咪线正负极导通了，也就相当于我们手动按下了对讲键，手咪线有四根，按我这个版本，黄色的是PPT（按键），红色的是MIC+，绿色的是负极，蓝色的是耳机线，直接按照这样接线就行了。

为此，我做了一块底板，上面有个继电器，再把讯飞的TTS模块焊上去，左边留下串口接口，右边留下手咪线的接口。

需要注意的是，对讲机的驱动用5V，讯飞TTS模块驱动用3.3V，正好树莓派就提供者两种电压输出，所以在树莓派一段，留的是RX、TX、GND、Vcc5V、Vcc3.3V五个口，依次对应GPIO14（8）、GPIO15（10）、GND（6）、5V（4）、3V（1），不明白的可以度娘一个树莓派3的GPIO图看看。

注意接线的时候，TX对应树莓派的RX，RX对应树莓派的TX