基于WTK6900H語音識別芯片在智能語音識別晾衣架的應用設計方案介紹

1、行業(yè)背景

對于經(jīng)常做家務的人來說，洗衣服晾衣服是個體力活。傳統(tǒng)的晾衣架要么是固定的高度，掛衣服拿衣服非常不方便，即便是升降的晾衣架，也要人手動操作，無疑增加了主婦的工作量。

而語音控制的智能升降晾衣架完全解決了這一問題，通過智能化的語音控制方式，精準識別功能指令，在家說話就能控制晾衣架的升降、照明、消毒、吹風、無需再用雙手去按遙控開關，動口晾衣讓你可以很輕松的晾衣服、取衣服，不需要花費大量的時間在上面，并且提供的烘干功能，可以幫助你在陰天晾曬衣服，非常的方便省心。

2、方案簡介

WTK6900H語音識別方案：WTK6900H-24SS為本地語音觸發(fā)引擎的辨識芯片，具有低成本、高可靠性、通用性強的特點。在語音技術上實現(xiàn)了高可靠的喚醒識別率、更遠距離的喚醒、更低誤喚醒率、更豐富的語音控制指令條數(shù)、更強的抗噪音能力、更快的響應識別時間。

我們可以在晾衣機內(nèi)置入強大的WTK6900H離線智能語音芯片，使用離線智能語音識別技術，這種形式的晾衣架無需通過網(wǎng)絡，也不用借助其他任何輔助設備，只需要依靠簡單的語音指令，就能輕松操控晾衣機，徹底解放大家的雙手，全面升級家庭智能晾曬體驗。

WTK6900H離線AI語音芯片專用于語音處理的人工智能芯片，可廣泛應用于家電、家居、照明、音箱、玩具、穿戴設備、汽車等產(chǎn)品領域實現(xiàn)語音交互及控制。可以外接麥克風實現(xiàn)單芯片遠場降噪和回聲消除等功能。

同時WTK6900H語音識別芯片還集成多路UART、I2C、SPI、PWM、GPI0等外圍控制接口，可以開發(fā)低成本的單芯片智能語音離線識別方案。

3、應用詞條

WTK6900H語音識別芯片在晾衣架上的應用(語音方案可定制)：

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、打開烘干——好的主人，已打開烘干!

5、打開照明燈——好的主人，已打開照明燈!

6、打開殺菌燈——好的主人，已打開殺菌燈!

......

4、電路設計

5、麥克風結構安裝要求

5.1設計原則

人聲能直達每個麥克，避免掩蔽效應，產(chǎn)品正常使用場景下，保證聲源的直達聲(非反射聲)到達每個麥克的機會是均等的，舉例，麥克風震膜背對人的嘴巴就可能會形成掩蔽效應。

聲音到達麥克風的路徑盡可能短、寬，孔徑孔深比盡量往1:1靠近，比值越小，聲腔諧振點越向低頻靠近，要求諧振點頻率在8KHz以上。

如果麥克能直接在表面最好。

聲音路徑內(nèi)不要存在任何空腔，對于緊貼面殼安裝方式，震膜和殼體內(nèi)壁不要有縫隙。

麥克風要遠離干擾或震動(喇叭震動、結構轉動震動)。對于震動，一般采用硅膠套進行減震密封處理，硅膠軟硬度可根據(jù)實際結構形式進行匹配驗證，一般要求盡可能軟。

對于駐極體麥克風，結構設計和生產(chǎn)過程中要考慮對麥克風的保護，避免擠壓引發(fā)的麥克風一致性損失。

當使用多個麥克風時，麥克風之間嚴格獨立，每個麥克風的拾音孔是其唯一的進聲孔。

建議采用密封材料密封MIC后部。

5.2安裝及結構

MIC安裝位置盡量擴大拾音范圍，避免遮擋;需把 MIC 合理地設計在產(chǎn)品正面位置上，避免障礙物遮擋，且保障 MIC 的拾音范圍最大。拾音孔典型孔徑如下：

安裝方式示意圖如下：

(1) MIC 膠套選型：根據(jù)產(chǎn)品工作時 MIC 位置的震動情況，合理選擇薄膠套或厚膠套。

(2) MIC 應盡量避免氣流的直接影響。否則，會影響識別效果。

(3) MIC 放置的位置應該盡量遠離噪聲源。

(4) MIC 輸入電路，包括 MIC 本身及走線等，應該盡量避免電磁干擾。

(5) 安裝孔設計：做一個腔體固定 MIC，并保持密封，使 MIC 到外殼的空隙不能有氣體對流。

(6) 安裝孔固定：MIC 裝進腔體后，需固定住 MIC 后部。

(7) 根據(jù)需要采用有防水防塵膜的 MIC。規(guī)格詳情請咨詢相應 MIC 廠家。

(8) 防水等級最高為：IPX8【需要特定制作的 MIC】。

芯片特征

1、內(nèi)核和存儲

(1)高性能32位內(nèi)核，主頻 240MHz，支持硬件浮點運算

(2)內(nèi)置 1MB SPI FLASH

2、AI 算法

(1)離線語音識別，采用最新的神經(jīng)網(wǎng)絡算法，具有識別精準，誤判率低等優(yōu)勢，5 米 遠場可靠識別

(2)語音降噪算法：過濾掉穩(wěn)態(tài)噪聲、對動態(tài)噪聲也有很好的抑制作用，噪音下也可準確識別

(3)支持 MP3，WAV 音頻解碼

3、音頻

(1)兩通道 16 位 DAC，SNR> = 95dB

(2)單通道 16 位 ADC，SNR> = 90dB

(3)采樣率支持 8KHz / 11.025KHz / 16KHz / 22.05KHz / 24KHz /32KHz / 44.1KHz / 48KHz

(4)DAC 支持直推式輸出

4、電源

(1)VCC 為 3.3V 至 5.5V

(2)VOUT 為 2.2V 至 3.4V

5、藍牙

(1)符合藍牙 V5.1 + BR + EDR + BLE 規(guī)范

(2)滿足 Class1 class2 和 class3 傳輸功耗需求

(3)支持 GFSK 和 π/ 4 DQPSK 所有包裝類型

(4)提供+ 6dbm 發(fā)射功率

(5)具有-90dBm 靈敏度的接收器

(6)快速 AGC 可以增強動態(tài)范圍

(7)支持 a2dp \ avctp \ avdtp \ avrcp \ hfp \ spp \ smp \ att \ gap \ gatt \ rfcomm \ sdp \ l2ca 配置文件

6、外設

(1)四個多功能 16 位定時器，支持捕獲和 PWM 模式

(2)兩個16 位 PWM 驅動發(fā)生器

(3)一個全雙工基本 UART

(4)一個 SPI 接口支持主機和設備模式

(5)所有 GPIO 上的外部喚醒/中斷

7、工作溫度

(1)工作溫度：-40℃至+ 85℃

(2)儲存溫度：-65℃至+ 150℃

7、管腳相關

8 、功能介紹

8.1 UART硬件連接

芯片 UART 接口硬件連接方式如下圖所示：

8.2 UART 控制協(xié)議

標準 UART 異步串口接口，屬于 3.3V TTL 電平接口。通訊數(shù)據(jù)格式是：起始位：1 位; 數(shù)據(jù)位：8 位;奇偶位：無;停止位：1 位。使用電腦串口調(diào)試助手，需要正確設置串口的參數(shù)，設置如圖：

注意：“長度”是指長度+擴展碼+命令碼+詞條 ID+校驗和的長度，“累加和校驗”是 指長度+擴展碼+命令碼+詞條 ID 的累加和的低字節(jié)。

8.3 標準詞條

唯創(chuàng)知音作為一家專注于語音技術研究的高新技術企業(yè)，始終堅持以“服務好工程師”為目標，以行業(yè)語音交互器件標準化為方向，致力于讓復雜變簡單，提供快捷的語音交互應用解決方案。

WTK6900H應用設計方案，在智能照明、智能家電等消費電子行業(yè)領域內(nèi)已有成熟的應用案例。消費類電子產(chǎn)品應用是公司重要的發(fā)展領域，未來，唯創(chuàng)知音將在更多行業(yè)推出標準化語音識別方案，進一步提升工程師的設計體驗，為消費類電子行業(yè)標準化賦能。

審核編輯：湯梓紅