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# LiveKit 通话链路说明
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本文档记录 `arcs_mini` 硬件端新增的通话链路：设备通过语音意图触发呼叫，连接 Node LiveKit 桥接服务，完成设备与设备、设备与 App/Web 之间的实时语音通话。
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## 背景
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原有主链路主要负责唤醒、语音对话、MCP 工具调用、TTS 播放等能力。新增通话能力后，硬件端多了一条独立的通话链路：
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1. 设备联网后主动连接 LiveKit Node 桥接服务的 WebSocket。
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2. 用户通过主链路语音对话说“给某人/某设备打电话”。
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3. 主链路意图识别命中通话工具，调用硬件端 MCP 工具 `ls.built_in.call_device`。
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4. MCP 工具把目标设备号 `toId` 交给硬件端 LiveKit 桥接模块。
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5. 桥接模块通过 WebSocket 给 Node 发送 `device_call`。
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6. Node 创建 invite、加入 LiveKit 房间，并把双方音频转成硬件可消费的 PCM 帧。
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7. 硬件端收下行 PCM 播放，同时采集本机麦克风 PCM 上行给 Node。
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这条链路和主对话链路是并行关系：主对话链路负责“识别用户想打电话”和“调用工具”，通话链路负责“真正建立通话和传输音频”。
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## 核心链路
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```mermaid
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sequenceDiagram
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participant User as 用户
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participant Device as 硬件端 arcs_mini
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participant MainCloud as 主链路云服务
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participant MCP as MCP 工具 call_device
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participant Bridge as 硬件 LiveKit Bridge
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participant Node as Node LiveKit 桥接服务
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participant Peer as 被叫端/对端
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Device->>Node: WiFi IP ready 后连接 /ws/device?deviceId=<did>
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User->>Device: 单击唤醒后说“给小红打电话”
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Device->>MainCloud: 主链路语音对话/意图识别
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MainCloud->>Device: MCP tool call: ls.built_in.call_device(toId)
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Device->>MCP: 执行 MCP 工具
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MCP->>Bridge: voice_livekit_bridge_request_call(toId)
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Bridge->>Node: {"type":"device_call","toId":"..."}
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Node->>Peer: incoming_call / invite
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Peer->>Node: accept
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Node->>Device: {"type":"call_start","sampleRate":16000,"channels":1}
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Node-->>Device: 二进制 PCM 下行帧
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Device-->>Node: 二进制 PCM 上行帧
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Device->>Node: 来电中三击 {"type":"device_reject","inviteId":"..."}
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Device->>Node: {"type":"device_hangup"} 或收到 call_end
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```
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## 新增/修改代码清单
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### 1. LiveKit WebSocket 与音频桥接
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文件：`src/category/comm/msgs/voice_livekit_poll_msg.c`
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这是硬件端通话链路的核心文件，职责包括：
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- 设备联网后连接 Node 桥接服务。
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- 维护通话状态机。
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- 处理 Node 下发的 JSON 控制消息。
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- 处理 Node 下发的二进制 PCM 音频帧。
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- 从本机麦克风采集 PCM，上行发送给 Node。
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- 处理来电响铃、双击接听、三击拒接、双击挂断。
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- 通话结束后恢复唤醒和主云链路。
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当前关键配置在文件顶部：
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```c
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#define LK_BRIDGE_WS_SCHEME "ws"
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#define LK_BRIDGE_WS_HOST "39.108.110.91"
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#define LK_BRIDGE_WS_PORT "3000"
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#define LK_BRIDGE_WS_PATH_PREFIX "/ws/device?deviceId="
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#define LK_BRIDGE_FALLBACK_DEVICE_ID "B"
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#define LK_BRIDGE_DEFAULT_CALL_TARGET "f17c0a1a322ed2ad"
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```
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这些配置决定硬件端连接哪个 Node LiveKit 桥接服务。当前仍是编译期宏，部署到线上时需要改成目标服务器地址，或后续再改造成配置文件/云端下发。
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#### 通话状态机
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||
```c
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typedef enum {
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LK_CALL_IDLE = 0,
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LK_CALL_RINGING,
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LK_CALL_PREPARING,
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||
LK_CALL_ACTIVE,
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} lk_call_state_e;
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```
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含义：
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- `LK_CALL_IDLE`：空闲状态，可以发起呼叫或接收来电。
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- `LK_CALL_RINGING`：收到来电，设备播放提示音并显示表情，等待双击接听。
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- `LK_CALL_PREPARING`：预留状态，用于播放器准备阶段。
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- `LK_CALL_ACTIVE`：通话中，正在收发 PCM 音频。
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#### WebSocket 连接
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初始化入口：
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```c
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SYS_INIT(voice_livekit_poll_evt_init, SYS_INIT_LEVEL_PRE_APPLICATION, 50);
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```
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||
模块初始化时订阅：
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```c
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voice_msg_sub(VOICE_MSG_WIFI_IP_GOT, bridge_wifi_ip_got, NULL);
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voice_msg_sub(VOICE_MSG_BUTTON_CHANGE, bridge_button_event, NULL);
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```
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||
当 WiFi 获取 IP 后，创建 `lk.bridge` 线程，线程会循环连接 Node：
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```c
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bridge_connect();
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```
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WebSocket 路径由设备 ID 拼出：
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```c
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/ws/device?deviceId=<device_did>
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```
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设备 ID 优先来自：
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```c
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get_app_datas()->did
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```
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如果设备 ID 为空，则使用 `LK_BRIDGE_FALLBACK_DEVICE_ID`。
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#### JSON 控制消息
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`handle_text_frame()` 负责处理 Node 发来的文本 JSON。
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目前支持的消息：
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- `hello`：连接确认。
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- `play_url`：调试用，播放 URL。
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- `stop`：停止播放。
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- `incoming_call`：来电通知，进入响铃状态。
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||
- `call_start`：通话开始，初始化音频播放和录音。
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||
- `call_end`：通话结束，停止音频链路。
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||
- `device_call_ack`：发起呼叫确认。
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||
- `device_accept_ack`：接听确认。
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||
- `device_reject_ack`：拒接确认。
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||
- `device_hangup_ack`：挂断确认。
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发给 Node 的消息：
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```json
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{"type":"device_call","toId":"目标设备号"}
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{"type":"device_accept","inviteId":"来电 inviteId"}
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{"type":"device_reject","inviteId":"来电 inviteId"}
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{"type":"device_hangup"}
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```
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#### 二进制音频协议
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二进制帧格式：
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```c
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#define LK_BRIDGE_MAGIC 0xA5
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#define LK_BRIDGE_VERSION 0x01
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#define LK_BRIDGE_HEADER_SIZE 20
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#define LK_BRIDGE_SAMPLE_RATE 16000
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#define LK_BRIDGE_CHANNELS 1
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#define LK_BRIDGE_BITS 16
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```
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每个音频包：
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- 前 20 字节：自定义 header。
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- 后面 payload：PCM16 little-endian。
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- 下行方向：Node -> 硬件，`flags = 0x00`。
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- 上行方向：硬件 -> Node，`flags = 0x01`。
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header 结构：
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```c
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typedef struct {
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uint8_t magic;
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uint8_t version;
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uint8_t flags;
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uint8_t channels;
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uint32_t sample_rate;
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uint32_t samples_per_channel;
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uint32_t seq;
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uint32_t timestamp;
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} lk_bridge_header_t;
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```
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#### 下行播放
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Node 下发的 PCM 二进制帧进入：
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```c
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handle_binary_frame()
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```
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处理流程：
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1. 校验 magic/version/sampleRate/channels。
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2. 确认当前处于 `LK_CALL_ACTIVE`。
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3. 把 PCM payload 放入 `g_pcm_queue`。
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4. `lk.audio.writer` 线程从队列取帧。
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5. 调用 `lisa_audio_play_write()` 写入音频设备。
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为降低断续感，播放端做了预填充：
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```c
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#define LK_BRIDGE_AUDIO_START_PREFILL 4
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```
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队列满时丢弃最旧帧，优先保持实时性，避免旧音频追播。
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#### 上行录音
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通话开始时，`start_stream_playback()` 会配置 `audio0`：
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```c
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lisa_audio_record_config()
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lisa_audio_register_callback()
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lisa_audio_record_start()
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```
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录音回调：
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```c
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livekit_audio_record_cb()
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```
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处理流程：
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1. 音频设备回调 PCM。
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2. `uplink_accumulate_pcm()` 聚合为 640 字节一帧。
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3. 放入 `g_uplink_queue`。
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4. `lk.audio.uplink` 线程组装 20 字节 header。
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5. 调用 `lisa_ws_send_binary()` 发给 Node。
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当前上行帧大小：
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```c
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#define LK_BRIDGE_UPLINK_FRAME_BYTES 640
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```
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对应 16kHz/16bit/mono 下约 20ms 音频。
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#### 音频参数
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当前通话链路使用：
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```c
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#define LK_BRIDGE_RECORD_ANALOG_GAIN 20
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#define LK_BRIDGE_RECORD_DIGITAL_GAIN 0
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#define LK_BRIDGE_PLAY_DIGITAL_GAIN (-18)
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||
```
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含义：
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- `RECORD_ANALOG_GAIN`：设备麦克风采集增益。
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- `RECORD_DIGITAL_GAIN`：设备麦克风数字增益。
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- `PLAY_DIGITAL_GAIN`：设备播放通话音频的数字增益。
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之前调试噪音时，主要就是围绕这几个参数和 Node 端音频增益做过调整。当前版本里，硬件端播放数字增益为 `-18`，上行录音模拟增益为 `20`。
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#### 来电响铃与表情
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收到 `incoming_call` 后进入 `LK_CALL_RINGING`：
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```c
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bridge_start_ringing()
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```
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行为：
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- 保存 `inviteId` 和 `fromId`。
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- 显示表情：
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```c
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#define LK_BRIDGE_RING_EMOJI "wait"
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||
```
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- 循环播放本地提示音：
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```c
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||
player_mgr_play(LOCAL, app_tone_get_url(TONE_ID_94), 0);
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```
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- 每 2500ms 重复一次：
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```c
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#define LK_BRIDGE_RING_REPEAT_MS 2500
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```
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通话接通或结束后显示：
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```c
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||
#define LK_BRIDGE_IDLE_EMOJI "neutral"
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```
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#### 按键交互
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在 `bridge_button_event()` 中处理 button 0 的双击和三击：
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```c
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if (evt->action == VOICE_MSG_BUTTON_ACTION_DOUBLE_CLICK) {
|
||
if (g_call_state == LK_CALL_RINGING) {
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||
bridge_request_accept();
|
||
} else if (g_call_state == LK_CALL_IDLE) {
|
||
// 当前不再用双击主动发起呼叫
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} else {
|
||
bridge_request_hangup();
|
||
}
|
||
} else if (evt->action == VOICE_MSG_BUTTON_ACTION_TRIPLE_CLICK) {
|
||
if (g_call_state == LK_CALL_RINGING) {
|
||
bridge_request_reject();
|
||
}
|
||
}
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||
```
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||
当前设计：
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- 来电中：双击接听。
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- 来电中：三击拒接。
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- 通话中：双击挂断。
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- 空闲中：双击不主动发起呼叫，发起呼叫改由语音意图/MCP 工具触发。
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- 空闲中：三击不再打开二维码/信息页，避免和来电拒接冲突。
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### 2. MCP 通话工具
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文件：`apps/arcs-mini/mcp-tools/mcp_tool_call_device.c`
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||
这个文件新增 MCP 工具：
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```c
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||
MCP_TOOL_DEFINE(ls.built_in.call_device, call_device_list, call_device_call);
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```
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工具名：
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||
```text
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||
ls.built_in.call_device
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||
```
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入参：
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```json
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{
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||
"toId": "目标设备号"
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}
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```
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||
执行逻辑：
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```c
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voice_livekit_bridge_request_call(to_id);
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```
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也就是说，主链路意图识别到“打电话”后，只要返回 MCP tool call，硬件端就会通过该工具把目标设备号交给 LiveKit 桥接模块。
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返回结果：
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```json
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{
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||
"content": "呼叫已发起",
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"ret": 0
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}
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```
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如果失败则返回：
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||
```json
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||
{
|
||
"content": "呼叫发起失败",
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||
"ret": -1
|
||
}
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||
```
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### 3. MCP 工具注册
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文件：`apps/arcs-mini/mcp-tools/CMakeLists.txt`
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新增编译文件：
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```cmake
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mcp_tool_call_device.c
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||
```
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这一步确保 `ls.built_in.call_device` 会进入固件，主链路才能调用到该工具。
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### 4. LiveKit 事件模块注册
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文件：`src/category/comm/msgs/CMakeLists.txt`
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新增编译文件：
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```cmake
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||
voice_livekit_poll_msg.c
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||
```
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||
这一步确保 LiveKit WebSocket/音频桥接模块会进入固件，并通过 `SYS_INIT` 自动初始化。
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### 5. 主按键逻辑调整
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文件：`apps/arcs-mini/main.c`
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||
主按键处理里，双击逻辑被调整为保留给 LiveKit 通话，不再触发原先可能冲突的行为：
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|
||
```c
|
||
case VOICE_MSG_BUTTON_ACTION_DOUBLE_CLICK:
|
||
{
|
||
LISA_LOGI(TAG, "power button double click, reserved for livekit call");
|
||
break;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
实际通话状态下的双击接听/挂断由 `voice_livekit_poll_msg.c` 中订阅的 `bridge_button_event()` 处理。
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||
|
||
三击逻辑也被调整为保留给 LiveKit 来电拒接，主按键处理不再打开信息/二维码页：
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||
|
||
```c
|
||
case VOICE_MSG_BUTTON_ACTION_TRIPLE_CLICK:
|
||
{
|
||
LISA_LOGI(TAG, "power button triple click, reserved for livekit reject");
|
||
break;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
这样做的目的：
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||
- 避免双击同时触发拍照识图、唤醒或其他主链路行为。
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||
- 避免来电中三击拒接后又打开二维码/信息页。
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||
- 让通话状态机拥有双击接听、三击拒接、双击挂断的优先处理权。
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||
## 发起呼叫流程
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||
### 语音发起
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||
1. 用户单击设备按钮唤醒。
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||
2. 用户说“给小红打电话”。
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||
3. 主链路云服务识别为通话意图。
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||
4. 主链路根据联系人/设备映射得到目标 `toId`。
|
||
5. 主链路返回 MCP 调用：
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||
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||
```json
|
||
{
|
||
"name": "ls.built_in.call_device",
|
||
"arguments": {
|
||
"toId": "目标设备号"
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
6. 硬件端执行 `mcp_tool_call_device.c`。
|
||
7. 调用 `voice_livekit_bridge_request_call(toId)`。
|
||
8. 硬件端通过 WebSocket 发：
|
||
|
||
```json
|
||
{"type":"device_call","toId":"目标设备号"}
|
||
```
|
||
|
||
9. Node 创建 invite，通知被叫端。
|
||
|
||
### 代码入口
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||
|
||
```text
|
||
apps/arcs-mini/mcp-tools/mcp_tool_call_device.c
|
||
-> voice_livekit_bridge_request_call(toId)
|
||
src/category/comm/msgs/voice_livekit_poll_msg.c
|
||
-> lisa_ws_send_text({"type":"device_call","toId":"..."})
|
||
```
|
||
|
||
## 接听流程
|
||
|
||
1. Node 给硬件端发送：
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"type": "incoming_call",
|
||
"inviteId": "...",
|
||
"fromId": "..."
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
2. 硬件端进入 `LK_CALL_RINGING`。
|
||
3. 设备循环播放提示音并显示 `wait` 表情。
|
||
4. 用户双击按钮。
|
||
5. 硬件端发送：
|
||
|
||
```json
|
||
{"type":"device_accept","inviteId":"..."}
|
||
```
|
||
|
||
6. Node 完成接听，双方加入 LiveKit 房间。
|
||
7. Node 下发：
|
||
|
||
```json
|
||
{"type":"call_start","sampleRate":16000,"channels":1}
|
||
```
|
||
|
||
8. 硬件端启动录音和播放，进入 `LK_CALL_ACTIVE`。
|
||
|
||
## 拒接流程
|
||
|
||
来电中三击按钮：
|
||
|
||
```json
|
||
{"type":"device_reject","inviteId":"..."}
|
||
```
|
||
|
||
Node 收到后：
|
||
|
||
1. 校验 invite 仍为 `pending`。
|
||
2. 将 invite 状态更新为 `rejected`。
|
||
3. 回包给设备：
|
||
|
||
```json
|
||
{"type":"device_reject_ack","inviteId":"...","status":"rejected"}
|
||
```
|
||
|
||
4. 通知主叫端 `call_end`，reason 为 `rejected`。
|
||
|
||
硬件端发送拒接后会立即：
|
||
|
||
- 停止本地来电提示音。
|
||
- 清空当前 pending invite。
|
||
- 状态回到 `LK_CALL_IDLE`。
|
||
- 显示空闲表情。
|
||
|
||
## 挂断流程
|
||
|
||
### 设备主动挂断
|
||
|
||
通话中双击按钮：
|
||
|
||
```json
|
||
{"type":"device_hangup"}
|
||
```
|
||
|
||
Node 结束 invite，并通知双方 `call_end`。
|
||
|
||
### 对端挂断
|
||
|
||
Node 下发：
|
||
|
||
```json
|
||
{"type":"call_end","reason":"..."}
|
||
```
|
||
|
||
硬件端执行：
|
||
|
||
```c
|
||
stop_stream_playback();
|
||
```
|
||
|
||
然后：
|
||
|
||
- 停止播放。
|
||
- 停止录音。
|
||
- 清空上下行队列。
|
||
- 关闭 PA。
|
||
- 恢复唤醒。
|
||
- 请求主云链路重连。
|
||
|
||
对应代码：
|
||
|
||
```c
|
||
app_wakeup_start();
|
||
voice_cloud_reconnect_async();
|
||
```
|
||
|
||
## 与 Node LiveKit 桥接服务的协议约定
|
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硬件端连接：
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```text
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ws://<LK_BRIDGE_WS_HOST>:<LK_BRIDGE_WS_PORT>/ws/device?deviceId=<deviceId>
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```
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文本消息使用 JSON。
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音频消息使用二进制帧：
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```text
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20 字节 header + PCM16 LE payload
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```
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当前固定音频格式：
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```text
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sampleRate: 16000
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channels: 1
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bits: 16
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frame: 20ms 左右
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如果 Node 下发音频格式不一致，硬件端会丢帧并打印 `format mismatch`。
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## 与主链路的关系
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这次硬件端新增的是“工具执行能力”和“实时通话音频能力”，而不是在硬件端自己做联系人识别。
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联系人识别/目标设备号选择由主链路完成：
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- App/后台维护联系人别名与设备号映射。
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- 主链路意图识别根据用户语音得到目标 `toId`。
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- 硬件端只接受 `toId` 并发起呼叫。
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所以硬件端不关心“小红”“爸爸”“卧室设备”这些自然语言名称，它只关心最终的设备标识。
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## 调试日志关键字
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设备端常用日志关键字：
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```text
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voice.app.lkbridge
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bridge ws connect
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bridge ws: connected
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incoming call ringing
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device call requested
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device accept requested
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device reject requested
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device_reject_ack
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device hangup requested
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call_start
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first pcm queued
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writer stats
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first uplink pcm sent
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uplink stats
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direct audio playback stopped
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Node 端常用日志关键字：
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```text
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[bridge.ws] device=<id> connected
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[bridge.call] device invite created
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[bridge] incoming_call
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[bridge.ws] device=<id> text: { type: 'device_reject', ... }
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[bridge.call] invite=<id> ... pending->rejected by=<deviceId>
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[call.accept]
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[bridge] joined room
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[bridge.uplink] audio stats
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[bridge.ws] audio stats
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## 当前限制与后续优化点
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### 1. Node 地址仍是硬编码
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当前硬件端地址在 `voice_livekit_poll_msg.c` 顶部宏里：
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```c
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#define LK_BRIDGE_WS_HOST "39.108.110.91"
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#define LK_BRIDGE_WS_PORT "3000"
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```
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后续如果要更适合测试/生产切换，可以改为：
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- 配置文件读取。
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- BLE/云端配置下发。
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- 编译参数注入。
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### 2. 默认目标仍有兜底值
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```c
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#define LK_BRIDGE_DEFAULT_CALL_TARGET "f17c0a1a322ed2ad"
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```
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正常语音发起通话时，目标应该由 MCP 入参 `toId` 提供；默认目标只是防御性兜底。
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### 3. 来电拒接已接入，但拒接入口固定为三击
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当前来电中支持：
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- 双击接听。
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- 三击拒接。
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- 对端取消或超时后 Node 下发结束。
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为避免来电拒接后继续打开二维码页，主按键里的三击打开信息/二维码页逻辑已经移除。后续如果还需要二维码入口，建议放到设置菜单、五击/六击/七击组合，或由语音/页面触发，而不要复用三击。
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### 4. 音频参数仍需要按设备环境微调
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当前播放/录音参数已经经过一轮调试，但不同硬件、外壳、麦克风距离、扬声器音量下仍可能需要调整：
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```c
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LK_BRIDGE_RECORD_ANALOG_GAIN
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LK_BRIDGE_RECORD_DIGITAL_GAIN
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LK_BRIDGE_PLAY_DIGITAL_GAIN
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LK_BRIDGE_AUDIO_BUFFER_COUNT
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LK_BRIDGE_AUDIO_BUFFER_SAMPLES
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LK_BRIDGE_AUDIO_START_PREFILL
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```
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### 5. 与主链路音频资源互斥
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通话开始时会停止唤醒/录音/播放相关共享音频路径：
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```c
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app_wakeup_stop();
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lisa_audio_record_stop();
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lisa_audio_play_stop();
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```
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通话结束后再恢复：
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```c
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app_wakeup_start();
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voice_cloud_reconnect_async();
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```
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这是为了避免主链路 ASR/TTS 和通话链路同时占用 `audio0` 导致噪声、卡顿或录音失败。
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