智能遥控＋隐私安全，离线语音遥控器的DIY组装

lht · 发表于 2024-4-14 16:34:48

语音控制是智能家居的热点之一，常见的是通过智能手机、智能音箱的语音交互来控制家电，此类控制方式一般需要联网操作，这就给厂家提供了一个分析用户生活习性、消费喜好等大数据的后门，与此同时也有厂家开发了低成本的离线语音识别技术，虽然智能程度有限，但不存在隐私风险，可满足本地化应用的基本需求。
“小司精灵”就是一款离线语音识别的红外线遥控器产品，可学习、存储多种家电的红外遥控编码信号，并与特定的语音指令进行匹配，从而实现君子动口不动手的控制效果（下图）：

该产品现已停产，俺无意中得到了少量主控电路板，于是就自己动手把它做成成品。先看看板子：

主控IC是SNIOT5100，网上搜不到相应资料，估计是客制化型号，经过搜索后感觉跟另外一款离线语音芯片IC US516P6很相似，后者的大致性能如下：
1、单模拟麦克风输入；
2、支持150条离线语音指令识别；
3、语音性能：识别率95%（50dB背景噪音，距离5米下测试）
4、胜任环境：低中噪声环境（60dB背景噪音）
主控IC设置3个输出口，一个用于驱动LED指示灯（可当语音控制小夜灯用），第二个用于驱动红外发射管（遥控家电用），还有一个输出交互用的音频信号。功放IC是LPA4890M，用于放大音频信号以驱动小喇叭。板子的工作电压为4~5V DC，静态电流约为60mA，折算消耗功率约0.3瓦，可以接受。
为了确保红外遥控信号360度无死角，板上一共安装了7只红外线发射管，呈花瓣状分布，分别指向不同的方向。
板子需要外接5V供电，手头几块带有EMI滤波电感的开关电源小板终于派上了用场：

至于外壳，也是手头有的一体化黑色电源外壳：

需要动手的主要有两个地方：一是将主控电路板裁剪成合适大小以便放入外壳中，二是在外壳上挖洞及打孔，以便让红外发射管伸出、让麦克风拾取声音、让喇叭对外放音。
主控电路板用螺丝钉进行固定，喇叭用小金属片紧压在外壳上，不需胶水固定，这样拆卸也方便。虽然喇叭很小，装进外壳后音量却不小，故在喇叭回路串联了一只11欧姆电阻来降低音量：

总体结构示意图如下（为增加可靠性及降低干扰，电源板低压端滤波电解改成固态电容，高压端增加0.1uF X电容）：

组装完毕即可插入市电，这时会有语音提示“欢迎使用智能语音遥控器，请用小司精灵唤醒我”，然后根据需求自行学习各种家电的红外编码信号（已内置若干主流品牌空调的遥控编码），就可以投入使用了。
由于固件限制，该产品只对特定语音指令有反应，若能自行修改固件就好了（主要想自行修改语音指令）。网上有US516P6的在线固件编程，但貌似缺少红外线自学习和遥控的功能，可惜了。