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title: "Voice-Controlled-System"
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type: "UCC: User Created Content"
author: "Hoang Long"
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original_author: "Hoang Long"
original_url: "https://github.com/HoangLong69/Voice-Controlled-System"
published: "2025-11-25"
language: "en"
tags: ["W5500", "AIoT", "STM32"]
hardware: ["WIZnet W5500", "STMicroelectronics STM32F103RCT6"]
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views: 830
comments: 0
source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)"
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# Voice-Controlled-System

> A PC-based voice control system that uses Python speech recognition and a W5500-enabled MCU to receive commands over Ethernet and control external devices.

Original author: Hoang Long (source: https://github.com/HoangLong69/Voice-Controlled-System)

## Components

- **WIZnet W5500** x 1 ([docs](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500))
- **STMicroelectronics STM32F103RCT6** x 1 ([docs](https://estore.st.com/en/stm32f103rct6-cpn.html))
- Software: **Python** ([docs](https://docs.python.org/3/))
- Software: **google Assistant SDK** ([docs](https://developers.google.com/assistant/sdk/))

WIZnet parts: W5500 ([Datasheet](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500/datasheet?utm_source=maker&utm_medium=project&utm_campaign=w5500), [product hub](https://maker.wiznet.io/products/w5500/))

## Article

**Source Mention**

> **Original Project by HoangLong69 on GitHub** This project was developed by **HoangLong69**, a maker from **Vietnam**. Originally published in **September 2025**, it demonstrates a practical end-to-end AIoT solution, combining a modern Python GUI with robust embedded firmware.

**1. Introduction: Project Overview**

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/206447314%5F1764938772%2Epng)

- **Concept**: This project presents a robust **Voice Controlled System** designed for smart home applications. Unlike typical commercial solutions that rely on unstable wireless connections, this system utilizes a **Hybrid Architecture** combining PC-based AI processing with reliable embedded hardware control.
  - **AI Processing**: A PC application running Python leverages the **Google Speech API** for accurate voice recognition.
  - **Hardware Control**: An **STM32 microcontroller** directly manages physical appliances such as lights and fans.
  - **Stable Communication**: The **W5500 Ethernet module** establishes a dedicated TCP/IP connection, ensuring stable and instant data transmission between the PC and the microcontroller. This approach offloads heavy processing to the PC while ensuring real-time device actuation.

**2. Why WIZnet? (The Reliability Factor)**

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/206447314%5F1764938860%2Epng)

- **The "Lost Command" Problem**: In typical Wi-Fi-based smart plugs, voice commands often fail due to signal interference or router congestion. A user says "Turn on the light," but nothing happens for seconds, or not at all.

- **The W5500 Solution**: By using W5500, this project establishes a **Hardwired TCP/IP Connection**.
  - **Instant Response**: Ethernet eliminates the negotiation overhead and jitter of Wi-Fi. When the Python app sends "On1", the STM32 receives it immediately.
  - **Dedicated Channel**: The control traffic is isolated from the noisy wireless spectrum, ensuring 100% command delivery rate.
  - **Simple Integration**: The W5500 handles the TCP/IP stack, allowing the STM32 to focus on FreeRTOS tasks and device control.

**3. Technical Deep Dive (Code Analysis)**

- **Python Client (**`**ver1.py**`**)**: The GUI is built with PyQt5 and uses the `speech_recognition` library. It features a multi-threaded design where the UI remains responsive while listening for voice input.

```python
# Voice Recognition & Command Sending
command = recognizer.recognize_google(audio, language="vi-VN")
if "turn on device 1" in command:
    self.send_data("On1")  # Sends directly via TCP Socket
```

- **STM32 Firmware (**`**main.c**`**)**: The firmware is robustly designed using **FreeRTOS**. The `Task_EthernetServer` runs as a high-priority thread.

```c
// FreeRTOS Task for TCP Server
void Task_EthernetServer(void const * argument) {
    socket(sock, Sn_MR_TCP, SERVER_PORT, 0); // Create Socket
    listen(sock);                            // Wait for Python App
    while(1) {
        len = recv(sock, buffer, sizeof(buffer)); // Receive Command
        if (len > 0) handle_command(buffer, sock); // Toggle GPIO
        osDelay(10);
    }
}
```

- This structure ensures that the network handling doesn't block other potential sensor readings or tasks.

**4. How to Run**

- **Hardware**: Connect W5500 to STM32 (SPI) and wire LEDs/Relays to GPIO PA0, PA1, PA2.![](https://github.com/HoangLong69/Voice-Controlled-System/raw/main/images/top.png)![](https://maker.wiznet.io/upload/project/8993/cover88.jpg)

- **Firmware**: Compile and flash the code. Ensure the IP is set to `192.168.0.137` (or match your network).

- **Software**:

- **![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/206447314%5F1764938908%2Epng)**
  1. Install Python dependencies: `pip install PyQt5 SpeechRecognition pyaudio`.
  2. Run `ver1.py`.
  3. Enter IP `192.168.0.137` and Port `5000`. Click Connect.
  4. Hold the "Speak" button and say a command (e.g., "Bật thiết비 1" for Vietnamese, or modify code for English).

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**[Korean Version]원문 출처 (Source Mention)**

> **Original Project by HoangLong69 on GitHub** 이 프로젝트는 **베트남**의 메이커 **HoangLong69**에 의해 개발되었습니다. **2025년 9월**에 처음 공개되었으며, 최신 Python GUI와 견고한 임베디드 펌웨어를 결합한 실용적인 종단간(End-to-End) AIoT 솔루션을 보여줍니다.

**1. 소개: 프로젝트 개요 (Introduction)**

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/206447314%5F1764938772%2Epng)

- **컨셉**: 이 프로젝트는 스마트 홈 애플리케이션을 위해 설계된 견고한 **음성 제어 시스템**을 제시합니다. 불안정한 무선 연결에 의존하는 일반적인 상용 솔루션과 달리, 이 시스템은 PC 기반의 AI 처리와 신뢰성 있는 임베디드 하드웨어 제어를 결합한 **하이브리드 아키텍처**를 활용합니다.
  - **AI 처리**: Python을 실행하는 PC 애플리케이션이 **Google Speech API**를 활용하여 정확한 음성 인식을 수행합니다.
  - **하드웨어 제어**: **STM32 마이크로컨트롤러**가 전등이나 팬과 같은 물리적 장치를 직접 제어합니다.
  - **안정적인 통신**: **W5500 이더넷 모듈**이 전용 TCP/IP 연결을 수립하여, PC와 마이크로컨트롤러 간의 안정적이고 즉각적인 데이터 전송을 보장합니다. 이러한 방식은 무거운 처리 부하를 PC로 분산시키면서도 실시간 장치 작동을 보장합니다.

**2. 왜 WIZnet인가? (신뢰성 요소)**

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/206447314%5F1764938860%2Epng)

- **"명령 손실" 문제**: 일반적인 Wi-Fi 기반 스마트 플러그에서는 신호 간섭이나 라우터 혼잡으로 인해 음성 명령이 실패하는 경우가 잦습니다. 사용자가 "불 켜"라고 말해도 몇 초 동안 반응이 없거나 아예 무시되기도 합니다.

- **W5500 솔루션**: W5500을 사용함으로써 이 프로젝트는 **유선 TCP/IP 연결(Hardwired Connection)**을 구축했습니다.
  - **즉각적인 반응**: 이더넷은 Wi-Fi의 협상 오버헤드나 지터가 없습니다. Python 앱이 "On1"을 보내면 STM32는 즉시 수신합니다.
  - **전용 채널**: 제어 트래픽이 노이즈가 많은 무선 스펙트럼과 격리되어, 100%의 명령 전달률을 보장합니다.
  - **간편한 통합**: W5500이 TCP/IP 스택을 전담하므로, STM32는 FreeRTOS 태스크와 장치 제어에만 집중할 수 있습니다.

**3. 기술적 심층 분석 (Code Analysis)**

- **Python 클라이언트 (**`**ver1.py**`**)**: GUI는 PyQt5로 제작되었으며 `speech_recognition` 라이브러리를 사용합니다. UI가 음성 입력을 듣는 동안에도 멈추지 않도록 멀티스레딩 구조로 설계되었습니다.

```python
# 음성 인식 및 명령 전송
command = recognizer.recognize_google(audio, language="vi-VN")
if "turn on device 1" in command:
    self.send_data("On1")  # TCP 소켓을 통해 직접 전송
```

- **STM32 펌웨어 (**`**main.c**`**)**: 펌웨어는 **FreeRTOS**를 사용하여 견고하게 설계되었습니다. `Task_EthernetServer`는 높은 우선순위의 스레드로 실행됩니다.

```c
// TCP 서버를 위한 FreeRTOS 태스크
void Task_EthernetServer(void const * argument) {
    socket(sock, Sn_MR_TCP, SERVER_PORT, 0); // 소켓 생성
    listen(sock);                            // Python 앱 연결 대기
    while(1) {
        len = recv(sock, buffer, sizeof(buffer)); // 명령 수신
        if (len > 0) handle_command(buffer, sock); // GPIO 제어
        osDelay(10);
    }
}
```

- 이러한 구조는 네트워크 처리가 다른 센서 판독이나 작업을 차단하지 않도록 보장합니다.

**4. 실행 방법 (How to Run)**

- **하드웨어**: W5500을 STM32(SPI)에 연결하고, LED/릴레이를 GPIO PA0, PA1, PA2에 배선합니다.

- ![](https://github.com/HoangLong69/Voice-Controlled-System/raw/main/images/top.png)![](https://maker.wiznet.io/upload/project/8993/cover88.jpg)

- **펌웨어**: 코드를 컴파일하고 플래싱합니다. IP가 `192.168.0.137`로 설정되어 있는지 확인합니다(네트워크 환경에 맞게 수정).

- **소프트웨어**:**![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/206447314%5F1764938908%2Epng)**
  1. Python 의존성 설치: `pip install PyQt5 SpeechRecognition pyaudio`.
  2. `ver1.py` 실행.
  3. IP `192.168.0.137`, Port `5000` 입력 후 연결(Connect) 클릭.
  4. "Speak" 버튼을 누르고 명령 말하기 (기본 코드는 베트남어 설정이므로 필요 시 영어/한국어로 수정).

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Source: https://maker.wiznet.io/Benjamin/projects/voice-controlled-system/