小智AI机器人开发系列项目之（1）小智AI智能灯光控制系统-基于STM32F103+ESP32-S3开发板（附教程/源码）

如今，对话机器人、智能小设备早已随处可见。刷到那些能语音交互、能联动家电的小玩意时，普通人可能会感叹智能生活带来的便利，而科班出身的小伙伴们，却会萌生一个更具体的念头——要是自己能动手做一个，该多好。无论是作为DIY爱好，还是毕业设计或简历作品，这样的项目都很出彩。像我们一个物联网专业的学员所说，他想亲手用小智AI为奶奶制作一个能语音打电话、问时间、问天气的对话机器人。

那么，要做出这样一个“小智AI机器人”产品，该从哪里入手呢？毕竟市面上成品的小智AI陪聊机器人用起来轻巧方便，可一旦真要开发，从零搭建AI交互框架、调试硬件联动逻辑，光理清技术链路就很容易让人犯难，更不用说兼顾实用性和创新点了。

其实完全不必被“开发智能机器人”这个想法吓住，关键是要找到循序渐进的实战路径。为此，我们专门研发了一款小智AI组合套件，主要面向有志于开发小智AI机器人的伙伴。它不仅是一套硬件，还配备了从入门到实战的完整学习路线及丰富学习资料。尤其是套件资料里包括20个项目实战案例，覆盖不同需求。其中小智AI方向的项目包括13个趣味对话场景的AI入门项目、2个小智AI典型项目、1个小智AI桌宠机器狗，以及1个小智AI智能车。不仅适合想要开发小智AI机器人的学习者，也非常适合单片机与物联网初学者（从入门到项目实战），同时可用于毕业设计、竞赛、教学等多种场景。

作为小智AI机器人的核心，语音对话功能必不可少。很多人好奇，实用的语音对话究竟如何实现？其实核心逻辑并不复杂，无需从头搭建复杂模型，而是借助小智AI服务器——这种将复杂AI技术轻量化落地的方式，就能轻松实现。我们提供的2个小智AI典型项目（小智AI智能灯与智能风扇）配有详细讲解，可以帮助你在实战中掌握这一关键能力。

今天这篇文章，主要就介绍其中一个小智AI项目——智能灯项目，也可称为智能台灯或智能小夜灯。这个项目既能帮你夯实“语音交互 + 硬件控制”的核心能力，也可以作为亮点模块融入毕业设计或机器人项目，性价比非常高。

小智AI对话机器人系列之

AI智能灯项目

01 项目应用场景

• 智能家居照明联动系统
• 电子设备氛围灯
• 商业空间氛围照明
• 智能互动硬件
• 节能智能照明

02 项目功能

本项目实现了 “AI 小元语音交互 + STM32F1 硬件驱动 + 红外遥控” 的多模态智能 RGB 灯带控制系统，让灯光控制更灵活、覆盖场景更全面。用户可通过自然语言指令（如 “灯带切换为紫色渐变”“亮度调至 30%”“开启阅读模式灯光”）与系统交互，摆脱物理按键和屏幕操作束缚，实现 “想说即控”；STM32F1作为核心控制器，一方面为 WS2812B 灯带生成精准信号时序，确保色彩与动态效果的准确性，另一方面同步解析 AI 语音指令与红外遥控信号，合理分配控制优先级与执行逻辑，避免操作冲突；红外遥控则作为 “快捷操作入口”，满足无网络时控制、一键关闭所有灯光等场景需求，兼顾老人、儿童对 “简单操作” 的偏好。

同时，系统突破 “固定模式切换” 的局限，打造趣味化、个性化的灯光交互体验：支持用户通过语音或遥控触发 “阅读模式”“睡眠模式”“音乐律动模式” 等预设场景，让灯光主动适配使用场景；理论上还可拓展用户自定义功能，允许根据喜好定义 “星空模式”“海洋模式” 等专属灯光的色彩与动态规律，通过语音快速调用，真正实现 “个性化光影定制”。

03 项目硬件平台

主硬件平台：华清远见F103&ESP32-S3 AI开发板（板载麦克风、扬声器）、DAP/STLINK-V2仿真器、2.8寸屏

扩展模块：可采用RGB 灯带模块+红外接收模块与遥控器，也可以直接用我们的资源扩展板（扩展板上非常多的传感器执行器，非常方便多项目实战）。

关于华清远见F103&ESP32-S3 AI开发板：

这是一款能让你的STM32项目瞬间拥有联网和AI能力的双核开发板，集成了STM32F103和ESP32-S3。两个核心都可以独立运行，也可以协同工作。对于初学者来说，你可以把它当成两块板子来分别学习（STM32F103开发板+ESP32-S3开发板）。对于项目实战来说，可以让它们分工合作——ESP32作为“AI大脑”，STM32作为“控制双手”，低成本实现更复杂、更稳定的高级应用。

04 项目实现关键点

1.双芯通信协议：采用 9 字节固定帧格式（帧头 0xAA + 命令地址 0x00 + 命令类型 0x18 + 数据域 + 校验和），校验和为前 8 字节累加和，确保数据传输可靠；

2.RGB 灯带驱动：STM32 配置 SPI 主机模式 + DMA 通道，生成 WS2812B 所需时序信号，实现色彩精准控制与动态效果流畅展示；

3.多指令调度逻辑：红外遥控优先响应，通过 TIM1 输入捕获中断解析按键码；无红外活动时，处理 ESP32 下发的串口指令，避免控制冲突；

4.语音交互闭环：ESP32-S3 加载 “你好，小元” 唤醒词模型，实时监听麦克风输入，识别指令后构造协议帧下发，接收 STM32 应答后生成语音反馈；

5.灯光效果控制：支持单一色彩、冷暖色调、动态模式等多种效果，通过枚举值映射指令类型，实现不同功能的快速切换。

05 涉及学习技术点

• 双核架构协同开发
• 串口通信协议设计
• RGB 灯带驱动技术
• 红外遥控解码
• 语音交互开发
• 多指令调度逻辑
• 嵌入式软件模块化设计

06 项目实现原理

1. 双芯通信原理（ESP32-S3 为主机，STM32 为从机）

通信角色分工：ESP32-S3（AI 端）作为主机，负责发起 控制指令；STM32（控制端）作为从机，负责发送 RGB 数据，并响应主机查询。

通信帧结构：采用固定 9 字节帧格式，具体定义如下：

校验机制：校验和 = （帧头 + 命令地址 + 命令类型 + 数据域 0 + 数据域 1 + 数据域 2 + 数据域 3 + 数据域 4）& 0xFF，确保数据传输正确性（如查询帧校验和计算：0xAA+0x00+0x018+0x00+0x00+0x00+0x00+0x00=0xC2，校验和为 0xC2）。

2. 语音交互原理

语音唤醒：ESP32-S3 加载 “你好，小元” 唤醒词模型，实时监听麦克风输入音频，通过语音识别算法匹配唤醒词，匹配成功后触发 “指令接收” 状态（屏幕提示 + 硬件指示灯亮）。

指令识别：指令接收窗口期内，ESP32-S3 采集用户语音指令，通过本地指令模型进行语义匹配，区分“开启 RGB”“切换为蓝色” 等指令类型。

语音反馈：ESP32-S3 将灯光切换成功，通过语音合成库转换为音频信号，驱动扬声器播放，完成 “交互闭环”。

3. 通信协议解析

采用 9 字节固定帧格式，支持以下核心指令，在此项目中，我们的命令类型固定为 0x18，主要通过更改数据域来进行协议发送：

07 项目实现步骤

完整的实验步骤目录如下图。

后台备注：小智AI智能灯项目，免费领取项目完整文档、源码。

08 硬件平台详细介绍

《小智AI智能灯项目》硬件平台包括华清远见STM32F103&ESP32-S3 AIoT开发板、DAP/STLINK-V2仿真器、2.8寸屏、RGB 灯带模块、红外接收模块与遥控器。

开发板简介

F103&ESP32-S3 AI 开发板是华清远见针对嵌入式与 AI 开发市场需求，打造的高性能、低成本AIoT实战平台。该开发板采用双核心设计，整合了STM32F103与ESP32-S3两款芯片：以ESP32-S3作为AI中枢，承担视觉识别、语音交互及 WiFi/BLE 无线通信任务；以STM32F103作为控制核心，实现实时运动控制与多传感器数据融合，二者通过 UART 总线无缝协同，形成 “AI 决策 + 实时执行” 的高效工作模式。

相较于仅使用 STM32F103 的方案，这套架构大幅提升系统整体性能，同时扩展板载资源与外设接口，为更多AI及物联网应用拓展提供便利。配套的实战资源更是干货满满，专属小智AI系列项目覆盖不同学习需求：

• 13个AI入门项目全程搭载小智AI语音对话功能，新手能快速上手实操；
• 2个小智AI项目则聚焦核心，深度解析语音对话底层原理，帮你吃透技术本质；
• 3个LVGL物联网项目依托强大LVGL库，手把手教你实战嵌入式GUI开发，补齐界面交互能力；
• 还有小智AI桌宠机器狗与小智AI智能小车，双双集成小智AI语音识别+视觉识别双核心功能，带你解锁多模态交互的进阶玩法。

09 小智AI视觉识别功能

除核心的语音交互功能外，小智AI同时具备完善的视觉交互能力，语音与视觉双模块协同，可大幅丰富智能设备的交互维度与应用场景。以下通过两段视频直观呈现相关功能：其一为智能对话相机功能演示，直观展现小智 AI 在视觉识别与语音交互结合场景下的实操效果；其二为小智 AI 图像识别全流程解析，清晰呈现从图像采集到结果输出的完整技术链路，助力大家透彻理解视觉功能底层逻辑，为后续项目实操筑牢基础。

• 智能对话相机功能

• 小智AI图像识别全流程

10 学习路线

作为小智AI语音/视觉实战的平台，我们提供了体系化的学习路线，可以从入门到项目实战。对于STM32/ESP32开发感兴趣的朋友，欢迎关注~！本开发板也非常适用于高校嵌入式与AI教学、学生毕业设计、竞赛项目、个人学习及项目开发。

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