- 1混合式 App 开发框架_混合开发框架
- 2开发环境QtCreator安装
- 32019年上半年软考信息安全工程师上午真题及答案解析_我国sm3算法被采纳为新一代宽带无线移动通信系统 (lte) 国际标准
- 4「SQL面试题库」 No_1 员工薪水中位数_sql求员工薪水中位数
- 5典型分类器评价指标及实例
- 6Android应用：SharedPreferences、MMKV和DataStore怎么选_android datastore mmkv
- 7大学生智能设计大赛经验分享_科技产品设计比赛经验
- 8【数据库必备知识】零基础带你快速上手SQL语言
- 9TortoiseGit 安装和使用_tortoisegit安装
- 10Linux系统下小白安装HDFS（Hadoop分布式文件系统）教程_linux安装hdfs
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
赞
踩
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-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：
| 序号 | 孔深度（与产品面板厚度+咪套厚度有关） | 推荐拾音孔直径 |
| 1 | 1mm | >=1.5mm |
| 2 | 2mm | >=2.5mm |
| 3 | 3mm | 4.0mm* |
| *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。 | ||
安装方式示意图如下：
- 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。
- MIC 应尽量避免气流的直接影响。否则，影响识别效果。
- MIC 放置位置应该尽量远离噪声源。
- MIC 输入电路，包括 MIC 本身及走线等，应该尽量避免电磁干扰。
- 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。
- 安装孔固定：MIC 装进腔体后，需固定住 MIC 后部。
- 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。
- 防水等级最高为：IPX8【需要特定制作的 MIC】。
- 内核和存储
- 高性能32位内核，主频 240MHz，支持硬件浮点运算
- 内置 1MB SPI FLASH
- AI 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
- 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
- 电源
- VCC 为 3.3V 至 5.5V
- VOUT 为 2.2V 至 3.4V
- 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
- 外设
- 四个多功能 16 位定时器，支持捕获和 PWM 模式
- 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
- 工作温度
- 工作温度：-40℃至+ 85℃
- 储存温度：-65℃至+ 150℃
7、管脚相关
7.1芯片引脚
| 编号 | 名称 | 功能说明 |
| 1 | ICEDAT/D- | 烧录口 |
| 2 | ICECLK/D+ | 烧录口 |
| 3 | RX | UART 异步串口数据输入 |
| 4 | TX | UART 异步串口数据输出 |
| 5 | LED0 | LED端口 |
| 6 | AGND | 模拟地 |
| 7 | MICLDO | 麦克风电源，麦克风供电端 |
| 8 | MIC+ | 麦克风输入 |
| 9 | VOUT | 外接存储器供电口（必须接106电容到地） |
| 10 | GND | GND |
| 11 | VCM | 参考电压输出,接一个105外部电容到地 |
| 12 | DAC | DAC音频输出 |
| 13 | DO/PWM0 | SPI Flsah数据/PWM通道0 |
| 14 | CLK/PWM1 | SSPI Flsah时钟/PWM通道1 |
| 15 | CS | SPI Flsah片选 |
| 16 | VREG | 耦合引脚，（必须接105电容到地） |
| 17 | VCC | 电源输入 |
| 18 | IO2 | IO口 |
| 19 | IO3 | IO口 |
| 20 | IO4 | IO口 |
| 21 | IO5 | IO口 |
| 22 | ANT | 天线 |
| 23 | OSCI | 接24M晶振 |
| 24 | OSCO | 接24M晶振 |
图表2 - WTK6900H-24SS芯片管脚定义
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：
图表3- WTK6900H-24SS芯片 UART 接口连接示意图
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：
| 起始码 | 长度 | 扩展码 | 命令码 | 词条ID | 累加和校验 | 结束码 |
| 0X7E | 06 | FF 06 | 01 | 见下文 | 见下文 | 0XEF |
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
| 词组 | 词条 | 播放 | UART串口输出 | |
| 0 | 开机语 | 欢迎使用智能语音晾衣架 | 7E 06 FF 06 01 01 0D EF | |
| 1 | 10S自动退出唤醒 | 退下了 | 7E 06 FF 06 01 FE 0A EF | |
| 2 | 唤醒词 | 小冰小冰 | 我在 | 7E 06 FF 06 01 01 0D EF |
| 3 | 命令词 | 衣架上升 | 衣架上升 | 7E 06 FF 06 01 02 0E EF |
| 4 | 衣架下降 | 衣架下降 | 7E 06 FF 06 01 03 0F EF | |
| 5 | 打开照明 | 打开照明 | 7E 06 FF 06 01 04 10 EF | |
| 6 | 关闭照明 | 关闭照明 | 7E 06 FF 06 01 05 11 EF | |
| 7 | 打开烘干 | 打开烘干 | 7E 06 FF 06 01 06 12 EF | |
| 8 | 关闭烘干 | 关闭烘干 | 7E 06 FF 06 01 07 13 EF | |
| 9 | 打开杀菌灯 | 打开杀菌灯 | 7E 06 FF 06 01 08 14 EF | |
| 10 | 关闭杀菌灯 | 关闭杀菌灯 | 7E 06 FF 06 01 09 15 EF |
图表4 - 语音命令表
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。
