基于WTK6900H语音识别芯片在智能语音识别晾衣架的应用设计方案介绍
1、行业背景
对于经常做家务的人来说,洗衣服晾衣服是个体力活。传统的晾衣架要么是固定的高度,挂衣服拿衣服非常不方便,即便是升降的晾衣架,也要人手动操作,无疑增加了主妇的工作量。
而语音控制的智能升降晾衣架完全解决了这一问题,通过智能化的语音控制方式,精准识别功能指令,在家说话就能控制晾衣架的升降、照明、消毒、吹风、无需再用双手去按遥控开关,动口晾衣让你可以很轻松的晾衣服、取衣服,不需要花费大量的时间在上面,并且提供的烘干功能,可以帮助你在阴天晾晒衣服,非常的方便省心。
2、方案简介
WTK6900H语音识别方案:WTK6900H-24SS为本地语音触发引擎的辨识芯片,具有低成本、高可靠性、通用性强的特点。在语音技术上实现了高可靠的唤醒识别率、更远距离的唤醒、更低误唤醒率、更丰富的语音控制指令条数、更强的抗噪音能力、更快的响应识别时间。
我们可以在晾衣机内置入强大的WTK6900H离线智能语音芯片,使用离线智能语音识别技术,这种形式的晾衣架无需通过网络,也不用借助其他任何辅助设备,只需要依靠简单的语音指令,就能轻松操控晾衣机,彻底解放大家的双手,全面升级家庭智能晾晒体验。
WTK6900H离线AI语音芯片专用于语音处理的人工智能芯片,可广泛应用于家电、家居、照明、音箱、玩具、穿戴设备、汽车等产品领域实现语音交互及控制。可以外接麦克风实现单芯片远场降噪和回声消除等功能。
同时WTK6900H语音识别芯片还集成多路UART、I²C、SPI、PWM、GPI0等外围控制接口,可以开发低成本的单芯片智能语音离线识别方案。
3、应用词条
WTK6900H语音识别芯片在晾衣架上的应用(语音方案可定制):
1、小冰小冰——我在
2、衣架下降——好的主人,衣架下降!
3、衣架上升——好的主人,衣架上升!
4、打开烘干——好的主人,已打开烘干!
5、打开照明灯——好的主人,已打开照明灯!
6、打开杀菌灯——好的主人,已打开杀菌灯!
......
4、电路设计
5、麦克风结构安装要求
5.1设计原则
人声能直达每个麦克,避免掩蔽效应,产品正常使用场景下,保证声源的直达声(非反射声)到达每个麦克的机会是均等的,举例,麦克风震膜背对人的嘴巴就可能会形成掩蔽效应。声音到达麦克风的路径尽可能短、宽,孔径孔深比尽量往1:1靠近,比值越小,声腔谐振点越向低频靠近,要求谐振点频率在8KHz以上。如果麦克能直接在表面最好。声音路径内不要存在任何空腔,对于紧贴面壳安装方式,震膜和壳体内壁不要有缝隙。麦克风要远离干扰或震动(喇叭震动、结构转动震动)。对于震动,一般采用硅胶套进行减震密封处理,硅胶软硬度可根据实际结构形式进行匹配验证,一般要求尽可能软。对于驻极体麦克风,结构设计和生产过程中要考虑对麦克风的保护,避免挤压引发的麦克风一致性损失。当使用多个麦克风时,麦克风之间严格独立,每个麦克风的拾音孔是其唯一的进声孔。建议采用密封材料密封MIC后部。
5.2安装及结构
MIC安装位置尽量扩大拾音范围,避免遮挡;需把 MIC 合理地设计在产品正面位置上,避免障碍物遮挡,且保障 MIC 的拾音范围最大。拾音孔典型孔径如下:
安装方式示意图如下:
(1) MIC 胶套选型:根据产品工作时MIC 位置的震动情况,合理选择薄胶套或厚胶套。
(2) MIC 应尽量避免气流的直接影响。否则,会影响识别效果。
(3) MIC 放置的位置应该尽量远离噪声源。
(4) MIC 输入电路,包括 MIC 本身及走线等,应该尽量避免电磁干扰。
(5) 安装孔设计:做一个腔体固定 MIC,并保持密封,使 MIC 到外壳的空隙不能有气体对流。
(6) 安装孔固定:MIC 装进腔体后,需固定住 MIC 后部。
(7) 根据需要采用有防水防尘膜的 MIC。规格详情请咨询相应 MIC 厂家。
(8) 防水等级最高为:IPX8【需要特定制作的 MIC】。
芯片特征
1、内核和存储
(1)高性能32位内核,主频 240MHz,支持硬件浮点运算
(2)内置 1MB SPI FLASH
2、AI 算法
(1)离线语音识别,采用最新的神经网络算法,具有识别精准,误判率低等优势,5 米 远场可靠识别
(2)语音降噪算法:过滤掉稳态噪声、对动态噪声也有很好的抑制作用,噪音下也可准确识别
(3)支持 MP3,WAV 音频解码
3、音频
(1)两通道 16 位 DAC,SNR> = 95dB
(2)单通道 16 位 ADC,SNR> = 90dB
(3)采样率支持 8KHz / 11.025KHz / 16KHz / 22.05KHz / 24KHz /32KHz / 44.1KHz / 48KHz
(4)DAC 支持直推式输出
4、电源
(1)VCC 为 3.3V 至 5.5V
(2)VOUT 为 2.2V 至 3.4V
5、蓝牙
(1)符合蓝牙 V5.1 + BR + EDR + BLE 规范
(2)满足 Class1 class2 和 class3 传输功耗需求
(3)支持 GFSK 和 π/ 4 DQPSK 所有包装类型
(4)提供+ 6dbm 发射功率
(5)具有-90dBm 灵敏度的接收器
(6)快速 AGC 可以增强动态范围
(7)支持 a2dp \ avctp \ avdtp \ avrcp \ hfp \ spp \ smp \ att \ gap \ gatt \ rfcomm \ sdp \ l2ca 配置文件
6、外设
(1)四个多功能 16 位定时器,支持捕获和 PWM 模式
(2)两个16 位 PWM 驱动发生器
(3)一个全双工基本 UART
(4)一个 SPI 接口支持主机和设备模式
(5)所有 GPIO 上的外部唤醒/中断
7、工作温度
(1)工作温度:-40℃至+ 85℃
(2)储存温度:-65℃至+ 150℃
7、管脚相关
8 、功能介绍
8.1 UART硬件连接
芯片 UART 接口硬件连接方式如下图所示:
8.2 UART 控制协议
标准 UART 异步串口接口,属于 3.3V TTL 电平接口。通讯数据格式是:起始位:1 位; 数据位:8 位;奇偶位:无;停止位:1 位。使用电脑串口调试助手,需要正确设置串口的参数,设置如图:
注意:“长度”是指长度+扩展码+命令码+词条 ID+校验和的长度,“累加和校验”是 指长度+扩展码+命令码+词条 ID 的累加和的低字节。
8.3 标准词条
唯创知音作为一家专注于语音技术研究的高新技术企业,始终坚持以“服务好工程师”为目标,以行业语音交互器件标准化为方向,致力于让复杂变简单,提供快捷的语音交互应用解决方案。
WTK6900H应用设计方案,在智能照明、智能家电等消费电子行业领域内已有成熟的应用案例。消费类电子产品应用是公司重要的发展领域,未来,唯创知音将在更多行业推出标准化语音识别方案,进一步提升工程师的设计体验,为消费类电子行业标准化赋能。