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一、產品概述與設計需求

隨著智能家居設備的普及，擦窗機器人和掃地機器人逐漸成為家庭清潔的重要工具。為提升用戶體驗，語音交互功能成為產品差異化的關鍵需求。廣州唯創電子WTVxxx系列語音芯片憑借其高集成度、低功耗、多控制模式及傳感器擴展能力，為智能清潔機器人提供了高效的語音交互解決方案。

核心需求分析：

1、實時狀態反饋：工作模式切換、電量提醒、故障報警等語音提示；

2、人機交互友好性：通過語音指令或按鍵實現控制；

3、多傳感器協同：集成環境檢測（如溫度、壓力）與語音聯動；

4、低功耗設計：適應電池供電場景，延長續航時間。

二、硬件系統設計

主控模塊選型

1、芯片型號選擇：

?擦窗機器人：因體積限制，優先選用**QFN20（3mm×3mm）或QFN32（4mm×4mm）**封裝型號（如WTV380-P或WTV890-P），滿足小空間布局需求；

?掃地機器人：推薦采用SOP8封裝（WTV380-8S或WTV890-8S），兼顧成本與功能擴展性。

2、存儲容量匹配：

?內置380秒（WTV380系列）或890秒（WTV890系列）語音容量，支持多語言提示及個性化音效存儲。

3、語音模塊集成

?語音播放電路：通過芯片內置DAC輸出高保真音頻信號，外接功放電路驅動揚聲器；

?降噪處理：結合機器人電機噪聲環境，優化語音頻段濾波算法，確保提示音清晰可辨。

4、傳感器擴展接口設計

功能擴展方案：

?紅外接近傳感器：用于防跌落檢測，觸發“邊緣危險”語音告警；

?電池電量檢測：實時監測電量，播放“低電量請充電”提示；

?壓力傳感器：檢測擦窗機器人的吸附力，異常時播報“吸附力不足”；

?溫度傳感器：監測電機溫度，超限時語音報警并暫停工作。

?接口設計：通過芯片擴展IO控制傳感器數據采集，采用UART或一線串口模式與主控MCU通信。

5、電源管理

?低功耗模式：利用芯片待機功耗＜5μA的特性，在非工作時段進入休眠狀態；

?動態功耗調節：根據語音播放頻率動態調整處理器頻率（最高120MHz），平衡性能與能耗。

三、軟件功能實現

1. 語音控制邏輯設計

多模式控制：

?UART指令集：主控MCU發送標準化指令（如0x01播放“開始清潔”）；

?一線串口觸發：通過單線脈沖信號切換預存語音片段，簡化控制流程；

?按鍵觸發（需定制）：設置物理按鍵播放狀態查詢或模式切換提示音。

?語音內容管理：按場景劃分語音庫，如“清潔完成”“濾網堵塞”“返回充電”等。

2. 傳感器數據與語音聯動

?事件驅動機制：

if (Battery_Level < 20%) { ?

WTV_SendCommand(PLAY_LOW_BATTERY); // 觸發低電量語音

MCU_EnterChargingMode(); }

?多語言支持：通過分段存儲支持中/英/日等多語言版本，通過指令切換。

四、方案優勢分析

1、成本與體積優化：高集成度封裝減少外圍電路，降低BOM成本；

2、靈活擴展性：支持紅外、壓力等傳感器無縫接入，適應產品功能迭代；

3、高可靠性：工業級溫寬設計（-40℃~85℃），確保復雜環境穩定運行；

4、用戶體驗提升：語音交互降低操作門檻，增強設備智能化感知。

五、應用場景擴展

除基礎語音提示外，本方案可進一步擴展：

?語音導航：通過外接藍牙模塊實現手機APP語音控制；

?故障自診斷：結合錯誤代碼播報具體故障原因（如“左輪電機異?！保?；

?個性化語音包：用戶自定義提示音，提升品牌親和力。

六、總結

WTVxxx系列語音芯片憑借其高性能處理器、多封裝選型及強大的擴展能力，為擦窗機器人/掃地機器人提供了低成本的語音交互解決方案。通過硬件與軟件的協同設計，可實現狀態反饋、環境感知、用戶交互的全鏈路優化，顯著提升產品市場競爭力。未來可結合AI算法進一步實現語音識別控制，推動清潔機器人向更智能化方向發展。

此方案可根據具體產品需求調整芯片型號與功能模塊組合，支持快速落地驗證。

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