Công nghệ vi sóng - Thiết kế của bộ điều khiển giọng nói Bluetooth

Nhân viên ảo được hòa nhập vào nhiều thiết bị trong nhà. Amazon gần đây đã thông báo rằng nó sẽ khởi động một loạt các thiết bị mới cho Alexa, bao gồm nút tai, kính và nhẫn, để cung cấp cho người tiêu dùng nhiều cách hơn để có thông tin. Những sắc thái thường lệ trong những sản phẩm giọng mới này là không dây và không tay, mà có thể dễ dàng kết nối tới điện thoại di động hay các chủ thể khác và lắng nghe hướng dẫn. Công nghệ nội bộ của nó là một con chíp BlueRăng RF hỗ trợ kết nối không dây và một máy xử lý chạy thức tỉnh từ động cơ (WWE) để nhận diện các lệnh giọng nói.

Một ví dụ khác của xu hướng này là mỗi màn hình TV phẳng, màn hình nóng và máy chơi truyền thông đều được trang bị một cái điều khiển từ xa, và sẽ sớm hoàn toàn không dây và không tay. Tất nhiên, khi bạn muốn điều khiển giọng nói, nhiều người vẫn sử dụng chế độ điều khiển xa tầm hồng ngoại cũ hoặc một cuộc đối thoại chìa khóa, nhưng những thứ này đã quá hạn. Người dùng cần thiết bị có khả năng đáp ứng các mệnh lệnh, chứ không phải thiết bị phải bấm và giữ chìa khóa cuộc gọi như là bộ đàm. Giống như sóng các sản phẩm điện tử gần Amazon, hệ thống điều khiển từ xa truyền hình tiếp theo sẽ được truyền hình không dây và tự do.

Tuy nhiên, thiết kế điều khiển từ xa cũng mang đến một số thử thách. Ví dụ, điều khiển từ xa thường không sạc được; Họ thường dùng pin AA tiêu chuẩn. Điều khiển từ xa không chỉ cần hoạt động tốt trong một môi trường ồn ào, mà còn cần phải ở cách cơ thể ba đến một mét nữa. Nó cũng có thể truyền thông tin từ xa đến máy chủ (như TV).

Thêm nữa, người tiêu dùng thích dùng pin bền mà không cần phải thay thế thường xuyên. Tóm lại, chức năng của bộ điều khiển từ xa phải giống với điểm siêu âm của Amazon, nhưng đồng thời, lượng điện tiêu thụ ít hơn lượng tai nghe.

Thiết kế một điều khiển từ xa mạnh, hiệu quả năng lượng là một thách thức. Phải có giải pháp Bluetooth và giải pháp âm thanh mới cần, vì mỗi cải tiến sẽ kéo dài thọ pin.

Sử dụng Bluetooth 5.0/le giải quyết vài vấn đề về hồng ngoại truyền thống. Thứ nhất, Bluetooth là một giải pháp tiêu chuẩn, do đó thiết bị có thể dễ dàng kết nối với thiết bị Bluetooth đã có. Ngoài ra, Bluetooth 5.0/le cung cấp một dải truyền tin tương đương với thiết bị WiFi, rất phù hợp với bộ điều khiển từ xa giọng nói. Các giải pháp truyền thống Bluetooth đã được nâng lên cho toàn bộ điện thoại di động và laptop, có khả năng pin lớn hơn và ít năng lượng hơn.

Các giải pháp tiên tiến của Atmosic có thể làm giảm khả năng tiêu thụ năng lượng bằng 5x và tăng s ức sống pin bằng 3 đến 5x so với các giải pháp cạnh tranh.

Ngoài thiết kế Bluetooth với mức năng lượng cực thấp, cũng có thể dùng một máy thu nhận thức thứ hai. Ống nhận điện có thể tiêu thụ năng lượng thấp hơn (20 đến 50 lần thấp hơn so với máy thu tiêu chuẩn), để to àn bộ Hệ thống Bluetooth có thể chìm vào trạng thái ngủ sâu. Thiết bị có thể thức dậy trong chế độ đặc biệt của một máy khác. Chúng tôi sẽ không đưa công nghệ này vào chi tiết ở đây, vì nó chỉ áp dụng cho một số lượng nhỏ các điều khiển từ xa.

Thứ ba công nghệ năng lượng thấp sử dụng bộ sưu tập năng lượng để lấy năng lượng không dây RF để kéo dài pin. Nhiều nhà cửa và các tòa nhà có rất nhiều năng lượng RF (thường trong băng ISM) được thu thập khi cái điều khiển từ xa được đặt trên bàn. Theo mức độ năng lượng, một thiết bị có thể đạt được hàng chục tia năng lượng. Mục tiêu cuối cùng là thay thế nguồn cung cấp năng lượng pin khi có thể và kéo dài thời gian hoạt động của pin đến vài năm. Hiện tại, thời gian điều khiển từ xa chỉ là sáu đến chín tháng. Đối với các điều khiển từ xa công nghiệp và đặc biệt, cũng có thể sử dụng các công nghệ năng lượng khác như năng lượng mặt trời, năng lượng nhiệt và bộ sưu tập năng lượng thể thao.

Như đã nói, để thực hiện hoạt động không tay, cái điều khiển từ xa phải hoạt động như một người nói thông minh cùng lúc, nhưng cũng phải tiết kiệm năng lượng như một cái tai nghe. Những công ty như QuickLogic đã phát triển những thiết bị hỗ trợ năng lượng cực thấp và tối ưu tiên để đối phó thử thách này với con Bluetooth.

Bộ điều khiển từ xa giọng nói kết nối với Bluetooth về cơ bản có ba cách thức: chế độ chờ, chế độ phát hiện từ thức và chế độ truyền dữ liệu. Lượng điện tiêu thụ cũng tăng dần.

Trong chế độ chờ đợi, Bluetooth và con chip đi kèm đang ở trạng thái ngủ, đợi một vài từ tỉnh trong môi trường xung quanh. Một cách để đạt được s ự tiết kiệm năng lượng là sử dụng chức năng thức tỉnh micro của chúa, mà chỉ sử dụng mười? A. Chờ cho âm thanh môi trường vượt qua ngưỡng đã cấu hình trước. Trong một trường hợp dùng phòng khách điển hình, hệ thống nằm trong chế độ 80='của thời gian.

Một khi mức ngưỡng đã đạt tới, một sự ngắt kết nối sẽ được kích hoạt từ mícrô và thức tỉnh con chip bên cạnh. Vào thời điểm này, chế độ phát hiện từ thức đã được nhập. Đội MCU bên cạnh con chip có thể khởi động và chạy WWE trong một khoảng thời gian để tìm xem từ khoá có được phát âm hay không. Những giải pháp riêng (ví dụ như voicespot WWE of retune DSP) có thể chạy trên vỏ não-m4, sử dụng một microphone mà không sử dụng một giải pháp tổng tính, có nhiều microphone thích ứng cung cấp dịch, thường được yêu cầu cho sự nhận dạng ngôn ngữ giữa các bước chân.

Ngoài khả năng tiết kiệm đáng kể của bộ vi xử lý, việc giảm mỗi micro từ hệ thống cũng có thể tiết kiệm 400 đến 650? A (sức mạnh hoạt động). Nếu phát hiện ra từ thức tỉnh, nó sẽ ngắt và đánh thức con chip Bluetooth để vào chế độ truyền dữ liệu. Cần thiết vì từ dùng sau khi thức tỉnh cần được truyền cho máy (như TV) dưới dạng chế biến mã mạch (PCM) hay dữ liệu nén.

Nếu không phát hiện từ thức tỉnh, hệ thống sẽ trở lại chế độ chờ sẵn ban đầu. Một số chip hỗ trợ, như chip của QuickLogic, có chuyên nghành bộ máy phát hiện âm thanh ít năng lượng (LPD) để giảm sức mạnh thông thường của hệ thống trong chế độ phát hiện từ thức tỉnh. Ví dụ, một số tiếng quạt có áp lực âm thanh cao, nhưng rõ ràng không phải giọng nói. Phần cứng LPD có đủ thông tin để cảm nhận nó và phớt lờ âm thanh để tránh sự lạm dụng sức mạnh không cần thiết của WWE.

Bluetooth 5.0/le rất phù hợp cho chế độ truyền dữ liệu vì nó có thể truyền dữ liệu trong gói tin có năng lượng khẩn cấp. Một đối tác lý tưởng nên có đủ khoảng trống và sức xử lý để nén dữ liệu giọng nói trước khi gửi nó cho thiết bị Bluetooth. Một ví dụ điển hình là chạy bộ mã hóa âm thanh opus.