基于九芯NRK330x作为核心语音识别芯片的语音开关控制器方案，助力全屋开关变“声控”

时间： 2024-11-05 来源：九芯电子（九芯智能公众号）

技术问答

1、概述

随着智能家居的普及，语音开关控制器方案正逐渐成为现代家庭的新宠。家中的灯光、窗帘、空调乃至各类家电，都可通过简单的语音指令轻松操控。全屋开关变“声控”，不仅极大地提升了居住的便捷性，还赋予了家居生活更多的未来感与科技感。

2、解决方案

2.1、语音选型

NRK330x系列作为核心语音识别芯片，以其高精度的语音识别能力和低功耗设计，成为众多智能家居制造商的首选。该芯片支持多种语言识别，包括中文、英文等，并能准确识别用户发出的各种指令，如“打开客厅的灯光”、“将卧室空调调至26度”等，实现了家居设备的精准控制。

2.2、系统集成

为了将NRK330x系列芯片无缝融入现有家居系统中，九芯采用模块化设计思路，开发了一套兼容性极强的语音控制模块。该模块可通过Wi-Fi、蓝牙等多种通信方式与家中各类智能设备进行连接，确保指令传输的快速与稳定。同时，九芯提供了详细的API接口文档，方便开发者根据具体需求进行二次开发，实现更多个性化功能。

2.3、安全防护

考虑到家庭隐私的重要性，九芯在方案设计中加入了多重安全防护机制。首先，所有语音指令在传输过程中均采用加密处理，确保信息不被窃取。其次，系统具备语音识别阈值设定功能，仅当检测到特定用户的声纹特征时，才会响应指令，有效防止误操作或恶意控制。此外，用户还可通过手机APP随时查看设备状态及操作记录，全方位保障家居安全。

3、功能介绍

3.1、产品特性

A、内核与存储方面，该产品搭载了高性能的32位RISC内核，主频高达240MHz，更支持硬件浮点运算，运算效率与处理能力均属上乘。内置1MB SPI FLASH，为AI算法的流畅运行提供了坚实的硬件基础。

B、AI算法层面，它采用了最新的TDNN神经网络算法，实现了离线语音识别功能。这一创新技术不仅识别精准，误判率低，更能在5米远场范围内实现可靠识别，为用户带来前所未有的便捷体验。同时，其内置的语音降噪算法，无论是稳态噪声还是动态噪声，都能实现有效过滤，确保在噪音环境下也能准确识别。

C、音频解码方面，该产品支持多种音频格式，包括但不限于MP3、WAV、WMA、APE、FLAC、AAC、MP4、M4A、AIF、AIFC等，满足用户多样化的音频需求。在蓝牙音频方面，它支持SBC、AAC音频解码以及mSBC语音编解码器，为用户带来更加清晰、流畅的音频体验。

D、拥有出色的音频性能参数，如两通道16位DAC，SNR高达95dB；单通道16位ADC，SNR不低于90dB；采样率支持多种频率，满足用户在不同场景下的需求。同时，它还配备了三通道立体声模拟MUX、DAC直推式/单端/差分输出等高级功能，为用户带来更加丰富的音频体验。

E、电源管理方面，VBAT支持2.2V至5.5V宽电压输入，VDDIO则为2.2V至3.6V，确保产品在不同电压环境下的稳定运行。蓝牙功能方面，它符合蓝牙V5.1+BR+EDR+BLE规范，支持多种传输功耗需求，同时提供了+6dbm的发射功率和-90dBm灵敏度的接收器，确保蓝牙连接的稳定性和可靠性。

F、外设方面，该产品配备了一个全速USB 2.0 OTG控制器、一个I²S数字音频接口、四个多功能16位定时器、三个16位PWM驱动发生器、三个全双工基本UART等丰富接口，为用户提供了更加灵活、多样的连接方式。同时，它还内置了Cap Sense Key控制器和10位ADC，用于模拟采样，进一步提升了产品的功能性和实用性。

G、封装与工作温度方面，该产品采用QSOP24封装，工作温度范围为-40℃至+85℃，储存温度范围为-65℃至+150℃，确保产品在不同环境下的稳定运行和长久使用。

3.2、播放控制介绍

词条介绍：词条指我们所要说出的识别指令，标准版本的词条中&ldquo；小明&rdquo；作唤醒词，唤醒后才能识别其他词条，详情请见下表：可设置词条：

注：1.此版本可以不带串口版芯片PA10，PA11直接接灯；也可以用带串口版本PA6，PA7直接输出串口信号 2.标准版本词条用于测试，持修改词条 3.UART 口，可与单片机通讯使用 4.唤醒后延迟时间为10秒，接收指令后重新计时，不用每次都叫唤醒词。

3.3、原理参考图

3.4、场景联动

除了基础的播放控制外，我们的语音识别芯片还具备强大的场景联动功能。用户可以通过语音指令，一键启动预设的家居场景模式，如“离家模式”可自动关闭家中所有灯光和电器，开启安防系统；“回家模式”则提前开启空调和灯光，营造舒适的归家氛围。这种智能化的场景联动，不仅简化了日常操作，更提升了家居生活的品质与乐趣。