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该芯片让智能枕头学会止鼾:鼾声识别芯片选型指南

2小时前
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智能枕头这个品类这两年起量很快,方案公司做止鼾功能,卡壳的地方基本一样,枕头怎么知道用户在打鼾。靠手机APP录音判断,半夜手机多半不在床边。靠手环加速度计,翻身和打鼾经常混在一起。靠云端语音识别,夜间联网有隐私这道坎,网络一断功能全停。打鼾检测这一环做不扎实,后面的震动干预、睡眠报告全是空中楼阁。

该芯片WTK6900FC-24SS是深圳唯创知音推出的离线鼾声识别芯片,基于DNN-HMM深度神经网络架构,内置BNPU V3神经网络处理单元,鼾声识别算法经过千万级样本训练。常规卧室环境下识别准确率≥95%,从检测到打鼾到输出信号延迟≤300ms,全程本地识别不联网,音频数据不出设备。对做睡眠产品的工程师来说,这颗芯片解决的就是打鼾检测那道坎。

一、鼾声识别原理

鼾声有明显的低频特征,频段集中在50至500Hz。芯片通过专用麦克风接口采集环境声音,内置高性能audio ADC把信噪比做到≥95dB,保证微弱鼾声信号不丢。深度学习降噪算法先滤掉空调声、脚步声这类背景噪音,可过滤60dB以下的环境干扰。降噪后的信号提取频谱、节奏和幅值三类特征,与内置的千万级样本库比对,多帧验证通过才输出结果,单次杂音不会误触发。

二、核心参数一览

★ 识别准确率≥95%,适配30至80dB不同音量与不同类型鼾声

★ 响应延迟≤300ms,专用信号输出引脚毫秒级响应

★ 识别模式典型功耗145mW,外部DC-DC供电方案总功耗70至150mW

★ 高中低三档灵敏度,检测阈值0.50至0.60、检测次数1至4次可调,掉电保存

★ SSOP24封装约8.65x6.00mm,塞进智能枕头、小型睡眠监测器都够用

★ 工作温度-40℃至85℃,车载场景也能扛

★ 支持5至8米离线远场识别,同时兼容300条离线命令词,一颗芯片顺带做语音控制

三、电平版和串口版怎么选

芯片提供两种结果输出方式,对应两条集成路径。

对比项 电平信号版本 串口信号版本
输出引脚 Pin14 Pin14
输出形式 检测到鼾声并确认后持续输出高电平,12秒未识别到鼾声恢复低电平 115200波特率输出固定协议帧A5 FA 00 81 20 FB
适合场景 触发震动模块、灯光调节这类硬件联动 鼾声次数统计、睡眠质量分析、APP数据上传
开发量 读电平即可,不用写解析代码 MCU需按协议帧解析

电平版适合快速出demo。方案公司把Pin14接到震动马达驱动电路,识别到打鼾直接轻震提醒用户调整睡姿,主控一行代码不用写。串口版适合做数据产品,每次鼾声事件推给MCU,攒出打鼾次数和持续时长,再经上位机传到APP生成睡眠报告,为后续算法分析留足空间。

四、灵敏度调节

不同卧室的噪音水平差别很大,一颗阈值打天下会翻车。婴儿房要高灵敏度,轻微鼾声也要捕捉。常规卧室用中档,平衡识别率与抗干扰。环境嘈杂的场合切低档,避免频繁误触发。

灵敏度可通过串口协议修改,命令帧A5 FA 02 0C 02 11 C0 FB,其中0x02代表检测次数为2,0x02和0x11即0x211对应十进制529,除以1000得到阈值0.529。建议阈值范围0.50至0.60,检测次数1至4次,阈值越小、次数越小越灵敏。设置成功后芯片回复相同协议,掉电保存,重新上电不用再配。另有获取阈值命令A5 FA 00 0D 00 00 AC FB,量产前核对配置很方便。

五、电路设计注意

麦克风选型直接决定识别下限。规格书推荐JMO-627BA283R-10TC38驻极体麦克风,信噪比≥70dB,工作电压1.0至10V,总谐波失真≤3%(115dB SPL)。换其他型号前先对照这三项参数。

布线四件事要做对。MICLDO引脚外接4.7uF电容滤波,压住电源噪声。模拟地AGND与数字地GND分开布线,别让数字信号串进音频采集链路。麦克风尽量靠近声源采集区域,远离振动源与强电磁干扰元件。Pin14高电平驱动能力20mA,直接推大功率负载要外接放大电路,震动马达这类负载尤其注意。

六、选型速查表

项目 参数
识别架构 DNN-HMM,BNPU V3神经网络处理单元
主频 220MHz
存储 内置2MBytes Flash,640KBytes SRAM,512bit eFuse应用加密
识别准确率 常规卧室环境≥95%,适配30至80dB
响应延迟 ≤300ms
识别功耗 典型145mW(内部PMU),外部DC-DC供电70至150mW
鼾声频段 50至500Hz
抗干扰 过滤60dB以下背景噪音,多帧验证
输出方式 电平版Pin14高电平保持12秒;串口版115200波特率
供电 3.6至5.5V
封装 SSOP24,约8.65x6.00mm
工作温度 -40℃至85℃
音频指标 ADC/DAC信噪比≥95dB
接口 3路UART(最高3Mbps,支持5V通讯)、1路IIC、1路IIS、1路双通道PDM、6路PWM
推荐麦克风 JMO-627BA283R-10TC38,SNR≥70dB

七、落地场景

智能枕头是主战场。识别到打鼾触发内置震动模块,轻柔干预不打断深度睡眠,同时串口把鼾声数据传到APP,打鼾次数、持续时长、严重程度生成睡眠质量报告。

智能床垫走无感干预路线。芯片检测到鼾声,MCU控制床架抬起头部区域,缓解打鼾症状,用户全程不用动手。

睡眠监测仪和健康手环看中低功耗。145mW的识别功耗配合SSOP24小封装,夜间整晚监测鼾声信号,数据经APP推送睡眠分析结果,长续航需求扛得住。

八、落地自检清单

□ 麦克风是否选推荐型号,MICPL/MICPR正负极是否接对

□ MICLDO引脚是否外接4.7uF电容

□ 模拟地与数字地是否分开布线

□ 电平版负载电流是否超过20mA,超了有没有加放大电路

□ 串口版波特率是否配成115200

□ 阈值是否落在0.50至0.60建议区间,检测次数是否在1至4次

□ 是否在目标卧室环境实测过三档灵敏度

九、常见问题

鼾声识别芯片会被空调声误触发吗

不会随便触发。芯片内置深度学习降噪与环境噪音自适应算法,能过滤60dB以下背景噪音,识别前还有多帧验证,单次杂音不输出结果。

鼾声识别准确率能做到多少

常规卧室环境≥95%,30至80dB音量范围内的不同类型鼾声均适配,参数出自WTK6900FC鼾声识别功能说明书V1.02。

方案开发周期要多久

电平版本不用二次开发,接上负载就能联动,适合快速验证。串口版本按协议帧解析,接口标准化,MCU读串口数据即可,集成工作量集中在上位机和APP侧。

唯创知音

唯创知音

深圳唯创知音电子有限公司位于广东省深圳市宝安区,1999年成立于广州。历经二十多年的发展,公司已成为集研发、生产、销售和服务于一体的,专注于语音技术研究、语音产品方案设计及控制等软、硬件设计的国家高新技术企业。业务范围涵盖家电、医疗器械、安防报警、汽车电子多媒体、通信、电话录音、工业自动化控制、玩具及互动消费类产品等领域,公司的集成芯片和模块主要有:播放类、录音类、MP3类、蓝牙WiFi类、语音识别类。

深圳唯创知音电子有限公司位于广东省深圳市宝安区,1999年成立于广州。历经二十多年的发展,公司已成为集研发、生产、销售和服务于一体的,专注于语音技术研究、语音产品方案设计及控制等软、硬件设计的国家高新技术企业。业务范围涵盖家电、医疗器械、安防报警、汽车电子多媒体、通信、电话录音、工业自动化控制、玩具及互动消费类产品等领域,公司的集成芯片和模块主要有:播放类、录音类、MP3类、蓝牙WiFi类、语音识别类。收起

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