概述：隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，智能化產(chǎn)品層出不窮，產(chǎn)品設(shè)計(jì)越來(lái)越人性化。能夠看到的變化有從半自動(dòng)、全自動(dòng)到遠(yuǎn)程操作控制的手動(dòng)操作，再到人工智能的人機(jī)交互，產(chǎn)品的使用越來(lái)越方便，讓一些不方便操作或者不敢操作的人群也能便捷快速的使用智能產(chǎn)品。
唯創(chuàng)知音新推出的語(yǔ)音識(shí)別芯片WTK6900H系列，具有低成本、高可靠性、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。在語(yǔ)音技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了高可靠的喚醒識(shí)別率、更遠(yuǎn)距離的喚醒、誤喚醒率更低、更豐富的語(yǔ)音控制指令條數(shù)、更強(qiáng)的抗噪音能力、更快的響應(yīng)識(shí)別時(shí)間。
WTK6900H語(yǔ)音識(shí)別芯片在智能晾衣架應(yīng)用案例介紹
一、概念階段
1、產(chǎn)品名稱(chēng)：智能晾衣架語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)
2、該產(chǎn)品功能定義屬于客戶(hù)需求：
★識(shí)別率：95%；
★識(shí)別距離：6-8米；
★語(yǔ)言：普通話(huà)；
★喚醒詞：小蜂管家、小貓咪、小愛(ài)同學(xué)等等；
★指令詞：打開(kāi)機(jī)器、關(guān)閉機(jī)器、向上一點(diǎn)、向下一點(diǎn)……
★狀態(tài)指示：正常狀態(tài)慢閃兩下熄滅，異常狀態(tài)下快閃五下熄滅；
★控制方式：UART串口通訊，串口電壓3.3V；
★音量：1米距離測(cè)試75dB，10級(jí)音量可調(diào)；
★遙控功能：恢復(fù)出廠(chǎng)設(shè)置、遙控器配對(duì)、方向設(shè)置等；
★供電范圍：4~5V；
★遠(yuǎn)程升級(jí)功能：藍(lán)牙通訊；
★與APP通訊功能：藍(lán)牙通訊；
★附件結(jié)構(gòu)圖附件。
二、功能實(shí)現(xiàn)
1、方案選型
通過(guò)需求清單來(lái)看，芯片需要具備有藍(lán)牙功能、串口通訊功能、語(yǔ)音識(shí)別功能、IO口控制2個(gè)。IO口需求不多，結(jié)構(gòu)空間足夠，綜合需求，確定采用WTK6900H-24SS語(yǔ)音識(shí)別芯片來(lái)設(shè)計(jì)這個(gè)項(xiàng)目。
2、系統(tǒng)框圖
3、硬件設(shè)計(jì)
★原理圖設(shè)計(jì)
★PCB設(shè)計(jì)
4、軟件設(shè)計(jì)
★UART串口控制協(xié)議
標(biāo)準(zhǔn)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(wú)；停止位：1位。使用電腦串口調(diào)試助手，需要正確設(shè)置串口的參數(shù)，設(shè)置如圖：
注意：“長(zhǎng)度”是指長(zhǎng)度+擴(kuò)展碼+命令碼+詞條ID+校驗(yàn)和的長(zhǎng)度，“累加和校驗(yàn)”是指長(zhǎng)度+擴(kuò)展碼+命令碼+詞條ID的累加和的低字節(jié)。
★詞條實(shí)例
三、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
1、元件、結(jié)構(gòu)干涉：
★咪頭（MIC）應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)源，環(huán)境的振動(dòng)會(huì)使得咪頭有持續(xù)的波形輸出，此波形覆蓋了人聲音，而導(dǎo)致語(yǔ)音芯片采集不到正確的音頻數(shù)據(jù)。
★咪頭必須在聲源輸入位置開(kāi)孔，且防止被過(guò)渡遮擋，而影響識(shí)別效果。
2、PCB步局、走線(xiàn)
★模擬地應(yīng)采用電感、磁珠或者0歐電阻與數(shù)字地進(jìn)行隔離，且從電源的輸入地分支走線(xiàn)；
★咪頭電路應(yīng)遠(yuǎn)離高頻信號(hào)干擾，避免誤識(shí)別或者無(wú)法識(shí)別等問(wèn)題；
3、原理圖設(shè)計(jì)
★如果項(xiàng)目對(duì)待機(jī)功耗有要求時(shí)，請(qǐng)加入按鍵開(kāi)關(guān)、三極管與MOS管電路，再通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自鎖；也可以通過(guò)待機(jī)功耗低的MCU來(lái)控制WTK6900H系列芯片的電源開(kāi)關(guān)。
★WTK6900H芯片的UART串口電壓為3.3V，如果項(xiàng)目有采用上下位機(jī)通訊，且其中一個(gè)MCU的串口電壓為5V時(shí)，需要加入轉(zhuǎn)換電路，如，在TX、RX線(xiàn)路中串入220歐至470歐的電阻，也可以采用三極管電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
四、WTK6900H-24SS芯片介紹
1、內(nèi)核和存儲(chǔ)
★高性能32位內(nèi)核，主頻 240MHz，支持硬件浮點(diǎn)運(yùn)算；
★內(nèi)置 1MB SPI FLASH；
2、AI 算法
★離線(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別，采用最新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，具有識(shí)別精準(zhǔn)，誤判率低等優(yōu)勢(shì)，5 米遠(yuǎn)場(chǎng)可靠識(shí)別；
★語(yǔ)音降噪算法：過(guò)濾掉穩(wěn)態(tài)噪聲、對(duì)動(dòng)態(tài)噪聲也有很好的抑制作用，噪音下也可準(zhǔn)確識(shí)別；
★音頻解碼：支持 MP3，WAV 音頻解碼；
3、音頻
★兩通道 16 位 DAC，SNR> = 95dB；
★單通道 16 位 ADC，SNR> = 90dB；
★采樣率支持 8KHz / 11.025KHz / 16KHz / 22.05KHz / 24KHz /32KHz / 44.1KHz / 48KHz；
★DAC 支持直推式輸出；
4、電源
★VCC 為 3.3V 至 5.5V；
★VOUT 為 2.2V 至 3.4V；
5、藍(lán)牙
★符合藍(lán)牙 V5.1 + BR + EDR + BLE 規(guī)范；
★滿(mǎn)足 Class1 class2 和 class3 傳輸功耗需求；
★支持 GFSK 和 π/ 4 DQPSK 所有包裝類(lèi)型；
★提供+ 6dbm 發(fā)射功率；
★具有-90dBm 靈敏度的接收器；
★快速 AGC 可增強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍；
★支持 a2dp \ avctp \ avdtp \ avrcp \ hfp \ spp \ smp \ att \ gap \ gatt \ rfcomm \ sdp \ l2ca 配置文件；
6、外設(shè)
★四個(gè)多功能 16 位定時(shí)器，支持捕獲和 PWM 模式；
★兩個(gè)16 位 PWM 驅(qū)動(dòng)發(fā)生器；
★一個(gè)全雙工基本 UART；
★一個(gè) SPI 接口支持主機(jī)和設(shè)備模式；
★所有 GPIO 上的外部喚醒/中斷；
7、工作溫度
★工作溫度：-40℃至+ 85℃；
★儲(chǔ)存溫度：-65℃至+ 150℃；
8、應(yīng)用領(lǐng)域
★智能家電（生活電器、健康家電、廚房家電等）
★智能衛(wèi)浴、智能照明、智能機(jī)電、智能家居。
★智能玩具；
五、衍生功能思考
深圳唯創(chuàng)知音電子有限公司致力于為客戶(hù)解決問(wèn)題，讓設(shè)計(jì)產(chǎn)品更簡(jiǎn)單，讓用戶(hù)使用產(chǎn)品更輕松為目標(biāo)，我們一直在持續(xù)不斷努力進(jìn)步著。通過(guò)，客戶(hù)定制的電動(dòng)窗簾識(shí)別聲卡項(xiàng)目，唯創(chuàng)知音將WTK6900H語(yǔ)音識(shí)別芯片做更多的定義并成為標(biāo)準(zhǔn)品，這樣能為客戶(hù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品節(jié)約更多的時(shí)間，節(jié)約更多的成本，同時(shí)為客戶(hù)減輕芯片缺貨的困擾。如右圖所示的WTK6900H-32N芯片，IO口比較多，可以用一顆芯片主控芯片的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)客戶(hù)定制的產(chǎn)品功能，這樣一來(lái)，客戶(hù)是不是更簡(jiǎn)單了呢。
六、芯片標(biāo)準(zhǔn)模塊展示
為了更好的服務(wù)好客戶(hù)，更快的驗(yàn)證項(xiàng)目功能，唯創(chuàng)知音除了開(kāi)發(fā)芯片外，還設(shè)計(jì)推出了標(biāo)準(zhǔn)模塊。
1、模塊原理圖
2、模塊小系統(tǒng)
3、模塊相關(guān)參數(shù)
★電源供電范圍：3.3-5V? 500mA；
★預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)UART串口；
★預(yù)留程序燒寫(xiě)接口；
★預(yù)留了LED狀態(tài)顯示；
★預(yù)留有三個(gè)IO口，客戶(hù)可以根據(jù)需要來(lái)定義功能；
★預(yù)留SPI接口，根據(jù)客戶(hù)語(yǔ)音內(nèi)容容量來(lái)外接合適的FLASH芯片；
★預(yù)留外接4R3W喇叭負(fù)載的接口；
★預(yù)留DAC接口，用來(lái)滿(mǎn)足特殊客戶(hù)需要，如，對(duì)音量要求更大，需要外接3W或以上功率喇叭時(shí)，客戶(hù)可以外接合適的功放電路；
★預(yù)留外接咪頭（MIC）接口；
4、模塊尺寸
模塊大小為21.21*18.24*3.35MM±0.3MM,引腳間距為2.0MM，尺寸定義如圖所示：單位（mm）
八、公司介紹
唯創(chuàng)知音作為一家專(zhuān)注于語(yǔ)音技術(shù)研究的高新技術(shù)企業(yè)，始終堅(jiān)持以“服務(wù)好工程師”為目標(biāo)，以行業(yè)語(yǔ)音交互器件標(biāo)準(zhǔn)化為方向，致力于讓復(fù)雜變簡(jiǎn)單，提供快捷的語(yǔ)音、智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案。WTK6900H系列語(yǔ)音識(shí)別芯片、WT2003H系列、WT588F系列語(yǔ)音芯片、數(shù)碼管/LED顯示卻動(dòng)、溫濕度檢測(cè)等WT2003H/WT588F傳感功能拓展語(yǔ)音芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)方案，在智能鬧鐘、智能水杯、霧化器等消費(fèi)電子行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)已有成熟的應(yīng)用案例。消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品應(yīng)用是公司重要的發(fā)展領(lǐng)域，未來(lái)，唯創(chuàng)知音將在更多行業(yè)推出標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)音芯片，進(jìn)一步提升工程師的設(shè)計(jì)體驗(yàn)，為消費(fèi)類(lèi)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化賦能。