AGI全栈开发课件 第10章 嵌入式集成-集成AGI语音问答的智能音箱

第10章集成AGI语音问答的智能音箱"硬件是躯体，软件是灵魂，AGI

是赋予灵魂智慧的火花。"项

目

认

知：了解软硬件研发流程、成本差异及AGI带来的3项核心优势。策

划

选

型

：掌握利用AGI

进行立项、可行性评估及芯片/系统选型。实

施

技

能：能够使用DenoFFI在Luckfox开发板上跑通“您好”唤醒demo。学习目标全流程演示AG

在硬件选型、成本核算、代码生成优势提出入式新范式，降低门蓝总结人机协作模式：AS

提速60%,工程师把控质量与风

险项目目标项目二；AG智能合箱样品开发项目一：硬件项目策划与技术选型第10章嵌入式集成一集成AG

语音问答的智能音箱完成AG

智能音籍立项，平

衡功能性能与成本输出竞品对比表，明确差异

化技术要求与定位设计硬件软件拓扑，支持小批量试产验证指标市场分析：天描小爱度对比，锁定300元价位空档技术选型：

LuckfoxPicouttraW,Lhux+Deno

运行

TypeScript芯片接口：

A7

双核，12S麦克

风，3W功放，W-Fi蓝牙双模成本核算：BOM控制在150元，预留外壳与测试边际PlantUML

绘制拓扑，时序图

定

义ASR+AJGC+TTS数据流AGH

十分钟生成多维度对比表，工程师验证数据真伪Deno

编深50MB可接受，兼顾原生TS支持与开发效率快速迭代方案需陵留测试余量，防硬件返工风险手工焊接10套样机，完成语音交互全链路打通实现唤醒一ASR→AGC一TTS→

打

断闭环流程固件刚写Deno

可执行文件，

距通72小时老化测试硬件焊接：Luckfox

板载麦

克风，8089肌手工焊线Deno

FF封装AwakeService,调

用

飞C

晚醒您好FmodeVoiceService集成recorder-core,WebScckcet

实时ASRFmodeTTS调用微款SpeechSDK,

合成情感语音并播放maints调度状态机，支持播

放中唤醒打断重入AG生成FF

与TTS

样板代码，开发者调优题调时序3秒无输入自动触发AGC,平衡交互自然与资源占用Deno

comple--targetaarch64-unknown-linux-

gu

一键出固件知识图谱：项且实施项目思考项目思考目录

CONTENTS硬件项目策划与技术选型AGI

智能音箱样品开发AGI

与工程师的软硬协作本章小结与习题132硬件项目策划与技术选型

1

硬件策划与选型市场与痛点1

.竞品现状：天猫精灵/小爱同学：功能

固化(查天气/听歌)。2.AGI独特价值：●深度理解：多轮对话、情感识别。●复杂推理：处理日程、制订计划。3.

挑

战

：硬件试错成本高(主板烧毁vs软件回滚)。产品定位1

.

目

标

：低成本AGI语音助手2.

定

价：成本<200元，售价300-400元。3

.核心功能：●可收音(麦克风阵列)●可播放(功放喇叭)●可联网(Wi-Fi)●可编程(JS/TS

运行时)开发板芯片麦克风支持音频输出网络支持性能系统支持价格区间乐鑫ESP32-S3Xtensa

LX7I2S多通道I2S/PCMWi-Fi4,BT

5.0240MHz,AI加

速FreeRTOS¥50～80瑞芯微RK3308ARMCortex-

A358通道ADCI2S/PCMWi-Fi4,BT

4.21.3GHz,语音优化Linux¥100～150Luckfox

Pico

UltraWARMCortex-

A7多通道+音频DSPI2S/PCM,MX1.25mmWi-Fi4,BT4.21.2GHz,音频DSPLinux¥80～120树莓派PicoWARMCortex-

M0+需外接I2S模块需外接I2S模块Wi-Fi4133MHzMicroPython/C¥40～60最终选型

：●硬件：Luckfox

Pico

Ultra

W(RV1106芯片，内置NPU)。●环境：Deno

(TypeScript运行时，通过FFI调用C库)。●理由：支持Linux系统，性能足以运行语音唤醒与网络请求，且支持TS开发。

硬件开发板选型硬件拓扑

：●

核心：ARMCortex-A7(Luckfox)●

输入：MicArray

(I2S接口)●输出：Speaker

(功放电路)●通信：Wi-Fi模块->互联网->

AGI

后端麦克风热列

APMConA7

开发板语普响人，来集台数发速音描数RASR

的

，1892

文

本发速文本[pOC请这本社全(C社全文本发送文本(门TS课险文热语音(T然

音西

然播丝食留语

抽出ARM

ConexA7开发板

后院报务

功

放数据流时序

：●

Mic采集音频●

ASR(云端)转文字●AGI

(DeepSeek)生成回复●TTS(云端)合成语音ARM

Cortex-A7

开发板o

麦克风阵列○

功放喇叭o

Wi-Fi模块Wi-Fi请

求Wi-Fi

响应后端服务o

TTS

合成服务o

AIGC

文本补全服务o

ASR

语音识别服务

硬件架构设计新定报务北

放

*mAGI

智能音箱样品开发2物料清单

：□

□Luckfox

Pico

Ultra

W

开发板x1□

8Ω1W

小喇叭x1□

Type-C

供电线x1□

2Pin

端子线x1操作要点：●

焊接：将喇叭正负极焊接至开发板音频输

出焊盘

。●

安全：注意电烙铁高温，防止虚焊或短路。●

固定：使用热熔胶或螺丝固定组件。硬件焊接与组装

软件开发：唤醒服务唤醒词监听

(AwakeService)示例代码const

lib=dlopen('./libAIKit.so',{…});class

AwakeService{startListen(){//FFI

Calllib.symbols.AIKIT_Start(….);关键点：无需联网，本地加载动态

库，毫秒级响应C

语言

SDKDeno(TS)FFI

软件开发：语音服务语音交互服务

(FmodeVoiceService)示例代码//录音并发送至云端ASRasyncstartTalk(){this.recorder.start();this.connectWebSocket();//

连接讯飞}recordStop(){this.recorder.stop((blob)=>{});}功能模块；●Record:录

音(recorder-core)●ASR:讯飞

WebSocket

实时转写●TTS:

微软语音合成示例代码awakeService.startListen((msg)=>{if(msg.includes("您好")){voiceService.startTalk();//1.唤醒后录音});chatCompletion.sendCompletion({onComplete:(reply)=>{tts.speakAsync(reply.content);//3.播

放});

软件开发：主程序逻辑主控制循环

(Main

Loop)口

监听

唤

醒词□

录

音&ASR□AGI回复□

播

放TTS(无输入3s)(打断/播放结束/重新监听)(1)待机状态(2)交互输入(3)智能处理(4)语音输出1.

将

TS代码编译为

ARM

Linux可执行文件。

032.denocompile--targetaarch64-unknown-linux-gnu-oappmain.ts运行测试Output:"唤醒成功!开始监听.…

"Δ避坑指南1.别忘了传.so动态库文件!固件刷写与运行01Deno

打包02传输与权限1.scp

app

root@192.168.x.x:/ro

ot/2.chmod+xapp2.确保开发板已联网(ping

8.8.8.8)AGI与工程师的软硬协作

3

项目思考一软硬结合与AGIAGI

的价值1.跨域整合：填补前端工程师在

硬件/嵌入式领域的知识盲区。2.代码生成：快速生成FFI绑定

代码和

WebSocket通信逻辑。3

.工具推荐：精准推荐Luckfox+Deno

的技术组合。工程师的思考1.需求转化：将“智能音箱”拆

解为具体的硬件指标(<200元，

Linux)。2.安全把控：焊接安全、电路保

护、异常处理机制。3.架构设计：设计包含“打断机

制”的语音交互状态机。本章小结与习题4□

技术突破1.

掌握了Deno

FFI

(Foreign

Function

Interface)技术。2.

成功跨越语言边界，用

TypeScript

直接调用

C

语言

SD

K(libAIKit.so)。3.

实现了离线唤醒与在线交

互的混合架构。01□

产品创新1.

构建了完整的语音交互状态机(监听-录音-思考-表达)。2.

集成了DeepSeek/OpenAl大模型能力，超越传统指令

式音箱。3.

在低成本硬件(<100元)上

实现了AloT

智能化原型。03

□工程闭环1.打通了从硬件选型到电路焊

接的物理层。2.完成了从代码编写到交叉编

译

(Cross-Compile)

的软件

层。3.实现了从固件传输(SCP)

到

终端运行的部署层。》总结与思考课后习题1

AGI在硬件项目策划阶段的主要作用是(

)。A.进行市场调研