简介:本文详解ESP32如何通过百度语音合成API实现文字转语音功能,涵盖硬件选型、API调用、音频处理及完整代码实现,为IoT设备提供低成本语音交互方案。
在智能家居、工业控制等IoT场景中,语音交互已成为提升用户体验的关键技术。传统语音合成方案存在成本高、资源占用大的痛点,而ESP32作为低功耗MCU,结合百度语音合成API,可构建高性价比的文字转语音解决方案。该方案优势包括:
git clone -b v4.4 https://github.com/espressif/esp-idf.git
cd esp-idf
./install.sh
. ./export.sh
百度API采用AK/SK加密认证,需生成访问令牌:
#include "baidu_auth.h"
char* get_access_token(const char* api_key, const char* secret_key) {
char url[256];
sprintf(url, "https://aip.baidubce.com/oauth/2.0/token?grant_type=client_credentials&client_id=%s&client_secret=%s",
api_key, secret_key);
// 使用HTTP客户端获取响应
http_response_t resp = http_get(url);
// 解析JSON获取access_token
// ...
}
关键参数说明:
| 参数 | 描述 | 可选值 |
|———|———|————|
| tex | 待合成文本 | UTF-8编码 |
| lan | 语言类型 | zh/en |
| ctp | 合成方式 | 1(在线) |
| aue | 音频编码 | 6(mp3)/7(wav) |
| spd | 语速 | 0-15 |
| pit | 音调 | 0-15 |
| vol | 音量 | 0-15 |
HTTP请求构建:
void build_tts_request(char* token, char* text, char* output_path) {
char url[512];
sprintf(url, "http://tsn.baidu.com/text2audio?tex=%s&lan=zh&ctp=1&cuid=esp32&tok=%s",
urlencode(text), token);
http_client_t client;
http_init(&client, url);
http_set_header(&client, "Content-Type", "application/json");
}
I2S音频输出:
#include "driver/i2s.h"
void i2s_init() {
i2s_config_t i2s_config = {
.mode = I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_TX,
.sample_rate = 24000,
.bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT,
.channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_RIGHT_LEFT,
.communication_format = I2S_COMM_FORMAT_I2S_MSB,
.intr_alloc_flags = 0,
.dma_buf_count = 8,
.dma_buf_len = 1024
};
i2s_driver_install(I2S_NUM_0, &i2s_config, 0, NULL);
i2s_pin_config_t pin_config = {
.bck_io_num = GPIO_NUM_26,
.ws_io_num = GPIO_NUM_25,
.data_out_num = GPIO_NUM_22,
.data_in_num = I2S_PIN_NO_CHANGE
};
i2s_set_pin(I2S_NUM_0, &pin_config);
}
#include "esp_http_client.h"
#include "driver/i2s.h"
#include "cJSON.h"
#define API_KEY "your_api_key"
#define SECRET_KEY "your_secret_key"
void app_main() {
// 1. 获取access_token
char* token = get_access_token(API_KEY, SECRET_KEY);
// 2. 初始化I2S
i2s_init();
// 3. 构建TTS请求
char text[] = "欢迎使用ESP32语音合成方案";
char url[512];
sprintf(url, "http://tsn.baidu.com/text2audio?tex=%s&lan=zh&ctp=1&cuid=esp32&tok=%s",
urlencode(text), token);
// 4. 下载音频数据
esp_http_client_config_t config = {
.url = url,
.method = HTTP_METHOD_GET,
};
esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);
esp_http_client_perform(client);
// 5. 解析音频流并播放
size_t len = esp_http_client_fetch_headers(client);
char* buffer = malloc(len);
esp_http_client_read(client, buffer, len);
// 假设buffer是MP3数据,实际需要解码
i2s_write(I2S_NUM_0, buffer, len, &bytes_written, portMAX_DELAY);
// 清理资源
free(buffer);
esp_http_client_cleanup(client);
free(token);
}
内存管理:
网络优化:
音频处理:
认证失败:
音频卡顿:
内存不足:
组件 | 单价(元) | 数量 | 小计 |
---|---|---|---|
ESP32开发板 | 18 | 1 | 18 |
I2S音频模块 | 15 | 1 | 15 |
电源模块 | 8 | 1 | 8 |
其他外设 | - | - | 10 |
总计 | - | - | 51 |
相比传统方案(如SYN6288模块约80元),本方案成本降低35%,且具备更强的网络连接能力。
通过本方案的实施,开发者可以快速为IoT设备添加高质量的语音交互功能,在智能家居、工业控制等领域创造更多创新应用。实际开发中建议先在开发板上验证功能,再逐步移植到定制PCB中,同时注意遵守百度云API的使用条款,合理控制调用频率。