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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

04/19 14:38
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智能晾衣架语音识别芯片方案介绍

01 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。

02 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、SPIPWM、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。

03 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):

01 小冰小冰——我在

02 衣架下降——好的主人,衣架下降!

03 衣架上升——好的主人,衣架上升!

04 打开烘干——好的主人,已打开烘干!

05 打开照明灯——好的主人,已打开照明灯!

04 电路设计

05 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

*也可采用梅花孔方式,中心孔 2.0~3mm 中心孔四周加 5~6 个 1~1.5mm。

例子

安装示意图如下:

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,影响识别效果。

3) MIC 放置位置应该尽量远离噪声源。

4) MIC 放置位置应该尽量远离噪声源。

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。

6) 防水等级最高为:IPX8【需要特定制作的 MIC】。

06 芯片特征

01内核与存储

  • 高性能32位内核,主频 240MHz,支持硬件浮点运算
  • 内置 1MB SPI FLASH

02AI算法

  • 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
  • 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
  • 音频解码:支持 MP3,WAV 音频解码

03音频

  • 两通道 16 位 DAC,SNR> = 95dB
  • 单通道 16 位 ADC,SNR> = 90dB
  • 采样率支持 8KHz / 11.025KHz / 16KHz / 22.05KHz / 24KHz /32KHz / 44.1KHz / 48KHz
  • DAC 支持直推式输出

04电源

  • VCC 为 3.3V 至 5.5V
  • VOUT 为 2.2V 至 3.4V

05蓝牙

  • 符合蓝牙 V5.1 + BR + EDR + BLE 规范
  • 满足 Class1 class2 和 class3 传输功耗需求
  • 支持 GFSK 和 π/ 4 DQPSK 所有包装类型
  • 提供+ 6dbm 发射功率
  • 具有-90dBm 灵敏度的接收器
  • 快速 AGC 可增强动态范围
  • 支持 a2dp avctp avdtp avrcp hfp spp smp att gap gatt rfcomm sdp l2ca 配置文件

06外设

  • 符合蓝牙 V5.1 + BR + EDR + BLE 规范
  • 两个16 位 PWM 驱动发生器
  • 一个全双工基本 UART
  • 一个 SPI 接口支持主机和设备模式
  • 所有 GPIO 上的外部唤醒/中断

07工作温度

  • 工作温度:-40℃至+ 85℃
  • 工作温度:-40℃至+ 85℃

07 管脚相关

芯片引脚

图表1 - WTK6900H-24SS芯片管脚分布

图表2 - WTK6900H-24SS芯片管脚定义

08 功能介绍

01 硬件连接

芯片 UART 接口硬件连接方式如下图所示:

图表3- WTK6900H-24SS芯片 UART 接口连接示意图

02 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。

03 标准词条

图表4 - 语音命令表

联系方式:4008-122-919

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