单片机

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ESP32 是什么

内置WiFi蓝牙的开发板，居家自动化的核心零件

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直观理解

把 ESP32 想象成一台极度缩小的电脑——有 CPU、有内存、能运行程序，还自带 WiFi 和蓝牙天线。普通电脑用来上网看视频，ESP32 用来控制传感器、读取数据、控制继电器开关家电。

类比：ESP32 就像一个能联网的小大脑，你写程序告诉它"温度超过30度就打开风扇"，它就会一直盯着温度传感器，条件满足了自动执行。

基本参数

处理器

双核 240MHz，处理传感器数据和网络通信绰绰有余

内置无线

WiFi 2.4GHz + 蓝牙 4.2，不需要额外模块就能联网

GPIO 引脚

30+ 个引脚，可接传感器、继电器、显示屏等各种外设

供电

3.3V 工作电压，USB 供电或外接电池都可以

怎么买

某宝搜"ESP32开发板"，选带 USB-C 接口的版本，价格 20-40 元。推荐买 ESP32-S3 或 ESP32-WROOM-32，这两款资料最多，遇到问题容易搜到解决方案。买两块，一块用一块备用。

开发环境搭建

1

安装 Arduino IDE

去 arduino.cc 下载，免费，支持 Mac/Windows/Linux

2

添加 ESP32 支持包

打开 Arduino IDE → 首选项 → 附加开发板管理器，填入 ESP32 的 URL，然后在开发板管理器里搜索安装 esp32 by Espressif

3

连接开发板

用 USB 线连接 ESP32，Mac 一般自动识别，Windows 需要安装 CH340 驱动（某宝买板子一般附带下载链接）

4

上传第一个程序

File → Examples → Basics → Blink，点上传按钮，板子上 LED 开始闪烁说明环境搭好了

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树莓派是什么

能跑完整 Linux 的小电脑，适合做家庭服务器

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和 ESP32 的区别

ESP32

微控制器，直接运行你写的程序，实时性好，功耗低，适合长期运行传感器任务。没有操作系统，程序简单直接。

树莓派

单板电脑，运行完整的 Linux 系统，能装各种软件，适合做服务器、运行 Home Assistant、处理复杂逻辑。功耗比 ESP32 高。

我的用法：ESP32 负责采集传感器数据，树莓派跑 Home Assistant 接收数据、处理自动化逻辑、推送消息到手机。

树莓派型号选择

树莓派 4B（4GB）：主流选择，跑 Home Assistant 很流畅，价格约 500-600 元
树莓派 5：性能更强，价格更高，4B 足够用就不必升级
树莓派 Zero 2W：体积很小，价格便宜（约 150 元），适合轻量任务

初始设置

1

下载系统镜像

去 raspberrypi.com 下载 Raspberry Pi Imager，选 Raspberry Pi OS Lite（没有桌面，省资源）

2

烧录到 SD 卡

用 Raspberry Pi Imager 写入 SD 卡，写入前在软件里配置好 WiFi 和 SSH，这样插上树莓派就能直接远程连接，不需要接显示器

3

SSH 连接

树莓派通电后，用 Mac/Windows 的终端输入 ssh pi@raspberrypi.local 连接，初始密码是你设置的那个

4

更新系统

连上后先运行 sudo apt update && sudo apt upgrade，把系统更新到最新

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自己组装小智

ESP32 语音助手，用来控制家里家电，完整步骤

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小智是什么

小智（xiaozhi-esp32）是一个开源项目，基于 ESP32 实现语音唤醒、语音识别、联网对话和设备控制。说一声"小智小智"，它响应后你可以说"打开客厅灯"之类的指令。照着官方文档一步步来，能做出来。

注意：小智需要联网调用 AI 接口，国内需要准备对应的 API Key，组装前先确认这一步能跑通。

需要的材料

ESP32-S3 开发板（带PSRAM）

推荐带 8MB PSRAM 的版本，内存更充裕，运行更稳定。某宝约 30-50 元，搜"ESP32-S3 N16R8"。

INMP441 麦克风模块

I2S 数字麦克风，收音效果好，比模拟麦克风稳定很多。某宝约 5-10 元。

MAX98357A 功放 + 扬声器

I2S 数字功放，配一个 3W 左右的小扬声器。某宝功放约 5 元，扬声器约 5-10 元。

杜邦线和面包板

用于连接各模块，先在面包板上测试，确认没问题再焊到洞洞板上固定。

接线方式

麦克风 INMP441 接线

INMP441 引脚

VDD → 3.3V
GND → GND
SCK → GPIO 14
WS → GPIO 15
SD → GPIO 32
L/R → GND（选左声道）

功放 MAX98357A 引脚

VIN → 5V
GND → GND
BCLK → GPIO 27
LRC → GPIO 26
DIN → GPIO 25
扬声器接 + 和 - 输出端

GPIO 引脚号可以根据你买的具体开发板调整，只要在 config 文件里改对应就行。不同批次的 ESP32-S3 开发板引脚定义可能不同，先查你买的那块的引脚图。

完整组装步骤

1

克隆项目代码

去 GitHub 搜索 "xiaozhi-esp32"，点 Code → Download ZIP 下载，或者用 git clone。项目有中文 README，仔细读一遍再动手。

2

安装 PlatformIO

小智项目用 PlatformIO 而不是 Arduino IDE。在 VS Code 里安装 PlatformIO 插件，安装后重启 VS Code。

3

修改配置文件

复制 config.example.json 为 config.json，填入：WiFi 名称和密码、你的 API Key（根据项目文档选择对应的 AI 服务商）、引脚定义（如果和默认不同）。

4

按接线图连接硬件

先用杜邦线在面包板上连接麦克风和功放，不要急着上电，连完后对着接线图仔细检查一遍，特别是 VCC/GND 不能接反。

5

编译上传固件

用 USB 连接 ESP32-S3，在 PlatformIO 里选对应的开发板型号，点 Upload 按钮，等待编译上传（第一次比较慢，要几分钟）。

6

打开串口监视器看日志

上传完成后打开串口监视器（波特率115200），观察启动日志。应该能看到 WiFi 连接成功、服务连接成功的提示。

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测试唤醒词

说"小智小智"，如果扬声器有回应说明组装成功。如果没反应，先检查串口日志里有没有报错，再逐步排查麦克风接线和 API 连接。

常见问题

上电没声音：检查扬声器和功放接线，用万用表量一下功放输出端有没有电压变化
麦克风没反应：检查 SCK/WS/SD 接线，L/R 引脚要接 GND（选左声道）
连不上 AI 服务：先确认 WiFi 连接正常，再检查 API Key 是否填写正确，部分服务国内需要特殊网络环境
唤醒词不灵敏：麦克风位置很重要，靠近说话方向，远离扬声器（扬声器的声音会干扰麦克风）

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接传感器读数据

以 DHT22 温湿度传感器为例，完整走一遍

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DHT22 接线

VCC → 3.3V

传感器供电，接 ESP32 的 3.3V 引脚

GND → GND

接地，接 ESP32 的 GND 引脚

DATA → GPIO4

数据线，接任意 GPIO，这里用 GPIO4

上拉电阻

DATA 和 VCC 之间接一个 10kΩ 电阻，不接有时读数不稳

读取代码

1

安装 DHT 库

Arduino IDE → 工具 → 管理库 → 搜索"DHT sensor library" → 安装 Adafruit 版本，同时安装它依赖的 Adafruit Unified Sensor

2

写代码上传

复制下面的代码，粘贴到 Arduino IDE，选好开发板和端口，点上传

3

打开串口监视器

工具 → 串口监视器，波特率设 115200，每隔2秒应该能看到温度和湿度数值

#include "DHT.h" #define DHTPIN 4 // 数据线接的 GPIO 编号 #define DHTTYPE DHT22 // 传感器型号 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); void setup() { Serial.begin(115200); dht.begin(); Serial.println("DHT22 初始化完成"); } void loop() { delay(2000); // DHT22 读取间隔至少2秒 float h = dht.readHumidity(); // 读取湿度 float t = dht.readTemperature(); // 读取温度（摄氏度） // 检查读取是否失败 if (isnan(h) || isnan(t)) { Serial.println("读取失败，检查接线！"); return; } Serial.print("温度: "); Serial.print(t); Serial.print(" °C 湿度: "); Serial.print(h); Serial.println(" %"); }

踩坑：如果读数一直显示 nan，先检查接线，再检查是否漏接上拉电阻。我有次读数一直往上飘，最后发现是模块上一个小电容虚焊，用热风枪补焊后恢复正常。

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接入家里 WiFi

让 ESP32 连上网络，才能发数据、收指令

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基础连接代码

#include <WiFi.h> const char* ssid = "你的WiFi名称"; const char* password = "你的WiFi密码"; void setup() { Serial.begin(115200); WiFi.begin(ssid, password); Serial.print("连接WiFi"); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print("."); } Serial.println(""); Serial.println("WiFi 连接成功！"); Serial.print("IP 地址: "); Serial.println(WiFi.localIP()); } void loop() { // 你的业务逻辑 }

注意：ESP32 只支持 2.4GHz WiFi，不支持 5GHz。如果你的路由器开了双频合并，ESP32 可能连不上，需要把 2.4GHz 单独设一个网络名称。

断线自动重连

WiFi 连接不稳定是常见问题，需要在 loop() 里加重连检测：

void loop() { // 检测 WiFi 是否断开，断开就重连 if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { Serial.println("WiFi 断开，重新连接..."); WiFi.disconnect(); WiFi.begin(ssid, password); int retry = 0; while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && retry < 20) { delay(500); retry++; } if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) { Serial.println("重连成功！"); } } // 正常业务逻辑... delay(1000); }