宠物定位器---低功耗语音播报芯片方案

宠物定位器语音播报场景分析宠物定位器和儿童手表的定位需求类似使用手机 App 查看位置是最常见用法但有在一些遮挡较多的环境下即便手机APP提示定位器就在附近但是人的肉眼也无法快速找到宠物这种情况下控制定位器发出声音可以帮助用户快速定位宠物具体的位置同时在宠物丢失的情况下可以让宠物定位器播报宠物丢失的情况并播报自己的联系方式。还有就是可以扩展录制一些主人的原声喊话让狗狗远程听从指令所以说语音播报是宠物定位器里很实用的一类功能。宠物定位器的功耗与体积约束宠物定位器通常是纽扣电池或者小型聚合物锂电供电整机要长期挂在宠物项圈上续航往往按月甚至按年算待机电流是器件选型的第一道门槛。设备内部空间小主控要处理定位、蓝牙和通信留给语音的板面积和物料都要精简。户外使用温变大芯片还得扛得住冷热。离线固定方案为什么选 WTN6 系列固定语音芯片深圳唯创知音的 WTN6 系列是一款面向固定语音场景的语音芯片简称OTP语音芯片。语音在出厂时一次性写入、出场后无法更改这就是 OTP 固定语音特性。现有 WTN6020、WTN6040、WTN6080、WTN6170 四款语音长度 20 秒、40 秒、80 秒、170 秒按容量覆盖不同需求。这款芯片有几个对宠物定位器很友好的特点。工作电压 2.4 伏到 5.2 伏直接用定位器的 3 伏或者 5 伏供电都可以内部自带正负 1% 精度的震荡源不需要外挂晶振。12 位 PWM 纯音频输出可以直接驱动 8 欧 0.5 瓦喇叭也可以走 DAC 外接功放。语音播放完成后DATA 和 CLK 信号线保持稳定电平约 2 秒即可进入休眠静态电流小于 5 微安。最多支持 224 段地址16 级音量调节工作温度零下 40 到正 85 摄氏度。联网动态方案WTV380C 流媒体语音芯片前面讲的 WTN6 走的是出厂批量烧录固定语音的路线语音内容烧进去就不能改。但宠物定位器很多带 4G、NB-IoT 或者蓝牙网关本身就在联网。联网之后播报内容完全可以更灵活主人远程发一段个性化留言运营后台推送活动语音或者按宠物所在地区切换语种这些都不必返厂烧片。这类动态下发的需求用 WTV380C 音频流解码芯片更合适。它是一颗流媒体语音芯片最大特点是可以《边下边播》。定位器的通信模组或者 MCU通过 UART 把 MP3 音频流实时发给 WTV380C芯片一边接收一边解码播放不用等整段音频先存进 Flash。数据按 512 字节一块下发MP3 码率在 8 千到 32 千比特每秒之间可调网络不稳时也能平滑播放。WTV380C 的几个关键参数对定位器也友好。VCC 电压 2.0 伏到 5.5 伏覆盖 3.7 伏锂电和 5 伏供电。内置 32 位 RISC-V 内核最高 160 兆赫集成 D 类 0.5 瓦功放直接驱动 8 欧 0.5 瓦喇叭信噪比 90 分贝。深度休眠电流小于 2 微安被唤醒约 50 毫秒就能工作适合电池供电设备。芯片是 SOP8 封装外围只要两颗晶振板面积小。默认串口波特率 115200最高支持 2 兆和标准 MCU、ESP32 这类模组都能直接对接。容量按内置 Flash 分档C0 不带 Flash 适合纯流媒体C4 内置 4 兆位约存 200 秒C6 到 16 兆位约 960 秒旗舰 C3 到 32 兆位约 1900 秒。如果只用网络实时下发选 C0 最省想断网时也能播缓存语音选带 Flash 的型号兜底。硬件上MCU 用 UART 的 TX 接 WTV380C 的 RX波特率 115200先发播放指令再持续发音频流即可BUSY 脚同样可以反馈播放状态。网络中断时可改用芯片内置 Flash 里的缓存语音保证提示不丢。WTV380C 和 WTN6 是互补关系不是替代。WTN6 离线、待机小于 5 微安、内容固化不可改适合寻宠键、低电量这类固定提示把功耗和成本压到最低。WTV380C 联网、内容可随时下发更新适合留言、活动、多语种这类动态内容代价是联网和解码时功耗比纯固化方案高一些。实际产品里两者可以并存固定告警用 WTN6动态语音走 WTV380C。WTV380C 主要参数内核 32位 RISC-V 最高160兆赫工作电压 2.0至5.5伏功放 内置D类0.5瓦 直驱8欧0.5瓦喇叭信噪比 90分贝深度休眠 小于2微安 唤醒约50毫秒接口 UART 默认115200 最高2兆封装 SOP8解码 MP3 码率8至32千比特每秒 支持边下边播容量分档 C0无Flash C4约200秒 C6约960秒 C3约1900秒工作温度 零下40至正85摄氏度典型播报场景宠物定位器的语音内容不多常见的有这几类。一键寻宠按下项圈上的寻宠键或者 App 远程触发播报我在这里快来找我引导宠物循声回到主人身边。低电量提醒电池电压降到阈值时播报电量不足请及时充电。离开安全区告警宠物走出电子围栏范围时播报已离开安全区域。被找到提示主人靠近时播报找到你啦作为互动反馈。这几类加起来通常不到 15 秒WTN6020 的 20 秒容量已经够用后续想加多语言版本也可以选 WTN6040 留足余量。如果定位器联网留言、活动、多语种这类动态内容则交给 WTV380C 通过网络下发不占固化容量。硬件与控制设计要点宠物定位器一般已有主控 MCU负责定位、蓝牙和通信语音播报交给 WTN6 通过一线串口控制最省事。MCU 用一根 DATA 线先拉低 4 到 20 毫秒唤醒推荐 5 毫秒随后按低位在前的顺序发 8 位地址芯片自动播放对应语音。两条地址指令之间间隔要大于 4 毫秒。如果项圈上做了实体寻宠键也可以走按键控制模式每个按键管脚绑定一段语音按键防抖时间 32 毫秒正脉冲触发即可这样不占用 MCU 串口资源。PWM 输出脚到喇叭之间电源滤波电容尽量靠近芯片 VDD 脚增强抗干扰能力。芯片 IO 口默认内部 1 兆下拉做低功耗休眠时语音播放结束把 DATA 拉低能防止倒灌电流。BUSY 脚默认高电平播放过程中变低MCU 可以读 BUSY 判断播报是否结束。WTN6 上电需要约 100 毫秒初始化初始化期间不响应指令建议上电后延时 200 毫秒再发码。四款型号参数对照型号 语音长度 工作电压 待机电流 输出方式 控制方式WTN6020 20秒 2.4至5.2伏 小于5微安 PWM或DAC 一线/两线/数脉冲/按键WTN6040 40秒 2.4至5.2伏 小于5微安 PWM或DAC 一线/两线/数脉冲/按键WTN6080 80秒 2.4至5.2伏 小于5微安 PWM或DAC 一线/两线/数脉冲/按键WTN6170 170秒 2.4至5.2伏 小于5微安 PWM或DAC 一线/两线/数脉冲/按键四款管脚兼容开发时先用 WTN6020 或 WTN6040 评估量产后按实际语音长度选更经济的型号硬件不用改版。选型速查语音内容少于 20 秒选 WTN6020。想留多语言或功能扩展余量选 WTN6040。宠物定位器这类内容少、电池供电的产品优先考虑待机电流WTN6 小于 5 微安的静态功耗能明显拉长期待机续航。需要联网实时下发、内容经常变化选 WTV380C。纯流媒体用 C0 最省想断网也能播缓存语音选 C4 以上。固定告警走 WTN6动态语音走 WTV380C两路可以并存。关于固化与变更需要明确WTN6 固定语音芯片的控制方式和输出方式在烧写程序时已经设定好不可再次更改。订做芯片时要和业务员说明具体的应用要求例如触发方式、输出方式、是否需要 DAC。如果后期要变更播报内容需要重新订做并烧录所以前期语音脚本要定稿后再投产。