如何开发智能家居语音控制方案

挑战与应用

随着科学技术和人工智能的不断发展，智能生活已经深入生活各个方面，而AI语音控制作为智能化的前驱，其智能化程度及准确性将在很大程度上影响着人工智能的发展，本文将以某客户智能语音控制空调应用为例，分享启英泰伦推出的第三代高性能神经网络智能语音芯片，以便给广大工程师们提供产品设计思路及产品解决方案。

传统空调遥控器存在控制复杂，老人，孩子控制不便捷，以及容易找不到等不足，因此智能语音空调的核心功能就是通过AI语音控制取代传统的遥控器控制，但是常用语音芯片存在语音识别准确率低，识别速度慢，AI训练成本大，系统设计复杂，使用体验差，用户体验感大大降低。

针对类似项目需求，可采用启英泰伦推出的第三代高性能神经网络智能语音芯片，包括CI13XX和CI230X系列，芯片集成了启英泰伦自研的脑神经网络处理器BNPU V3，且CI230X系列芯片支持Wi-Fi及 BLE 5.1 无线通信协议。

解决方案与采用技术

启英泰伦第三代语音控制芯片应用框图

系统方案设计简单，功能强大，性价比超高

如上图所述，启英泰伦第三代智能语音芯片集成度更高，外围可扩展更丰富应用，通过串口可扩展上位机MCU、WiFi、BLE、2.4G等射频芯片； 通过通用ADC或I2C可输入温度、湿度等传感器信号，从而实现AI控制操作；另外，通过PWM或其它GPIO可实现对开关控制、电机控制等，可极大提升系统功能性和设计灵活性；本方案最为突出的是CI230X系列芯片本身集成WIFI和BLE，形成“语音+WiFi+BLE”三合一单芯片，仅需少量电阻电容等外围器件就可以实现各类智能语音离在线产品及IoT硬件方案，性价比极高。

语音响应速度快，准确度高，体验极佳

BNPU3.0语音算法

如上图所示，启英泰伦第三代智能语音芯片采用行业首创的BNPU3.0语音算法，通过将不同方向人声分离，抑制干扰人声等技术，提高目标人声识别率，且能够在低信噪比环境下，减小语音失真，提升目标语音识别率，从而使得其语音识别效果优于其它语音芯片，实测准确度可达97%以上，用户的空调控制指令能被准确清晰地接收或响应，不会因为用户周围的噪声或杂音而影响设备控制；更不会被误唤醒，以避免发生半夜”鬼音“控制，而严重影响用户睡眠。

且方案支持离线自定义唤醒词和命令词，支持离线语义识别，支持本地声纹识别和本地NLP（部分型号），能够通过上下文关联，多轮对话及意图理解，识别相应速度极快，采用此款方案设计的智能语音空调，使用离线唤醒指令，系统响应可短至0.8s以内（指从指令识别到设备动作完成），而传统语音控制方案往往需要2-3s，做到随时控制随时响应，极大地提升用户的智能生活体验。

芯片选型丰富，满足不同应用场景

启英泰伦第三代智能语音芯片选型丰富，CI13XX系列包含CI1301，CI1302，CI1303，CI1306，CI1312，CI230X系列包含CI2305，CI2306，主要硬件参数及常用应用功能对比如下所示：

硬件参数

应用功能

如上图所示__CI1303__芯片内置4MB Flash容量，__CI2306__内置6MB Flash，相比于其他芯片，其可以支持存储更大容量的神经网络模型和更多播报音等功能，具备更好的降噪效果并支持OTA升级功能，此外在应用功能方面既支持声纹识别又支持语音识别，识别准确率更好，识别速度更快；另外CI2306系列芯片本身内置WIFI和BLE，形成“语音+WiFi+BLE”三合一单芯片，简化硬件方案设计，降低系统BOM成本。

软件平台成熟，功能开发迅速

通过启英泰伦自主开发的启英泰伦语音AI平台，支持5分钟产生固件资源，支持3天完成功能对接，3天完成PCB设计和验证，从而极大降低客户开发门槛，促进智能语音产品快速落地；另外通过该平台可实现客户零代码开发，并提供多功能，多场景，全链路技术支持， 并适配海量语音终端应用方案，为客户定制化产品开发提供全方位的技术支持。

方案应用广泛，性价比更高

启英泰伦第三代智能语音芯片支持作为独立主控，与MCU通过串口实现语音交互控制等方案设计，设计灵活，且便于扩展。例如作为主控方案，此系列芯片可独立实现诸如红外空调伴侣，小夜灯，照明，风扇，按摩仪等产品方案，其集成度高，且内置flash，内置codec，支持便捷集成，方案性价比超高。通过串口与主控平台实现通信，使得整体方案功能更佳强大，可与云平台配合处理更佳复杂的逻辑算法，并具备更强的AI处理能力。

独立主控硬件框图

串口与主控通信硬件框图

启英泰伦推出的第三代高性能神经网络智能语音芯片CI13XX和CI230X系列，应用在离、在线智能语音空调控制中，不仅可有效降低硬件设计成本，简化硬件电路设计复杂度，且提升系统稳定性，支持系统功能性扩展，使智能空调语音响应更迅速，操控更便捷；除此之外，该芯片还支持汉语、英语、日语等多种全球语言，可广泛应用于智能家电、智能开关、智能玩具、可穿戴设备，AI教育，智能梯控，智慧医疗，智慧娱乐，以及智慧工业、智能汽车等各类需要语音交互及控制的各类智能语音方案应用领域。