Arduino + BitVoicer Server 语音控制二轮机器人：从硬件到语音指令全流程

核心硬件清单

关键硬件坑点与对策

• WiFi 发射干扰 ADC：在 XBee Shield 原型区焊接 LM1117-3.3V + 10 μF 给麦克风和 ADC 参考脚供电，彻底消除空包时的基线抖动（原 BitVoicer 监视器静默电平高达 35/100）。
• 串口复用：Shield 上的 DLINE/UART 拨码开关，上传代码拨 DLINE，运行拨 UART，切记！
• 麦克风隔震：铁丝支架+海绵隔离+毡布包裹万向轮，降低行驶震动耦合。

运动学规划（无里程计/超声波的开环控制）

1. 实测全速 62.5%（PWM 250/400）直线速度 ≈ 13.7 cm/s
2. 1 米需 7299 ms，其他距离按比例换算
3. 弧线/原地旋转：单轮驱动或差速反转，需三角函数估算各轮行程
4. 复合动作（正方形/三角形/圆形）在 BitVoicer 语音模式中用延时串联基础指令实现

Arduino 固件要点

指令常量（40 条基础字节指令）

const byte CMD_MOVE_FORWARD_1M = 8;
const byte CMD_TURN_LEFT_45    = 28;
const byte CMD_DO_CIRCLE       = 29;
const byte CMD_COME_BACK       = 30;  // 结合 lastFwdCmd 返航
const byte CMD_SET_SPEED_FAST  = 37;
// ...

执行控制变量

• motorSpeed：当前速度档位，默认 NORMAL (250)
• cmdDuration/cmdStartTime/cmdRunning：毫秒级定时停止
• lastFwdCmd：记录最后一次前进指令，供 COME_BACK 反向执行

WiFi 连接管理

• Connect()：串口发 $$$ 进入命令模式 → open 192.168.0.11 4194 → exit
• 心跳超时自动 Disconnect() 重连

音频流向

ADC (A3) → BVSMic 缓冲 (64 字节) → BVSP 协议帧 → TCP 流 → BitVoicer Server 识别 → 字节指令回传 → RunCommand() 解析驱动电机

BitVoicer Server 配置要点

1. 创建 Mixed 设备 ArduinoUnoWiFi，TCP/IP 填模块静态 IP
2. Cues 页启用 Start/End of Activated Period，发送 Int16 (1/0) 点亮/熄灭激活 LED
3. Voice Schema：80+ 句式映射 40 字节指令，复合动作用 Delay 字段串联
4. 建议：设置默认指令、善用复制粘贴减少重复劳动

解决方案对象文件：Device.sof、VoiceSchema.sof 可一键导入。

运行验证

• 上传代码前拨 DLINE，上传后拨 UART
• 上电等待：WiFi 模块 LED 变常亮 → 三盏状态灯亮起 → 识别引擎就绪
• 说出唤醒词 → 第 4 灯亮 → 说指令 → 机器人动作

不足与改进方向

• 开环控制精度有限，底盘自带编码器码盘可加装光电编码器闭环
• 可增加超声波避障
• 换用 Arduino DUE 可实现本地 TTS 语音反馈