采用语音识别芯片的智能升降晾衣架解决方案

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

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、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：

安装方式示意图如下：

(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，会影响识别效果。

(3) MIC 放置的位置应该尽量远离噪声源。

(4) MIC 输入电路，包括 MIC 本身及走线等，应该尽量避免电磁干扰。

(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。

(8) 防水等级最高为：IPX8【需要特定制作的 MIC】。

芯片特征

1、内核和存储

(1)高性能32位内核，主频 240MHz，支持硬件浮点运算

(2)内置 1MB SPI FLASH

2、AI 算法

(1)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

(2)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

(3)支持 MP3，WAV 音频解码

3、音频

(1)两通道 16 位 DAC，SNR> = 95dB

(2)单通道 16 位 ADC，SNR> = 90dB

(3)采样率支持 8KHz / 11.025KHz / 16KHz / 22.05KHz / 24KHz /32KHz / 44.1KHz / 48KHz

(4)DAC 支持直推式输出

4、电源

(1)VCC 为 3.3V 至 5.5V

(2)VOUT 为 2.2V 至 3.4V

5、蓝牙

(1)符合蓝牙 V5.1 + BR + EDR + BLE 规范

(2)满足 Class1 class2 和 class3 传输功耗需求

(3)支持 GFSK 和 π/ 4 DQPSK 所有包装类型

(4)提供+ 6dbm 发射功率

(5)具有-90dBm 灵敏度的接收器

(6)快速 AGC 可以增强动态范围

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

6、外设

(1)四个多功能 16 位定时器，支持捕获和 PWM 模式

(2)两个16 位 PWM 驱动发生器

(3)一个全双工基本 UART

(4)一个 SPI 接口支持主机和设备模式

(5)所有 GPIO 上的外部唤醒/中断

7、工作温度

(1)工作温度：-40℃至+ 85℃

(2)储存温度：-65℃至+ 150℃

7、管脚相关

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：

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：

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

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。

审核编辑：汤梓红