卫浴产品智能化升级:语音交互的技术演进与场景落地

当清晨第一缕阳光透过窗帘,我们走进浴室,开始每天都要进行的动作。这一个大约不到十分平米的空间,正处在由声学技术所推动的变革当中。从简单的状态提示音,到流畅的对话交互,语音正在重塑人与卫浴设备的关系。本篇文章将会从实际的产品入手,系统地梳理语音技术在卫浴领域当中的应用途径。

一、语音反馈为何成为卫浴设备的刚需

双手被占据的场景特殊性

洗漱的时候握着牙刷,沐浴的时候湿着手,化妆的时候沾满了护肤品,这些时候得调温度、看时间、听提醒,物理按键往往让人犯难。语音的介入,其本质乃是对于手忙脚乱状态的一种缓解。

更为具有实际意义的是老年用户群体。视力出现衰退的情况,小字难以辨认,手指关节退化,按压操作变得吃力,语音交互使得操作的门槛大幅度地降低。在浴霸温度调节、马桶冲洗这类高频操作当中,能够听懂人话的设备,显然比需要动手去按的设备更具普惠价值。

信息传递效率的维度得到提升

传统的设备是依靠灯光闪烁或者屏幕显示来传达状态的,可是这些视觉方面的信息的接收是具有被动性的,用户得主动去查看、去辨别才能够明白。在那雾气弥漫的浴室镜前,在强光环境下的浴霸显示屏之上,视觉方面的反馈常常是不足够、不充分的。

语音反馈那可是不一样。当温度达到设定好的数值,设备完成了自清洁操作,水箱快要出现缺水情况的预警信息......这些相关的信息是通过声音的方式主动地传达出去,不需要用户去主动地去关注它们。它在响应速度以及信息吸收效率这一方面,要要比其他很多平台好上一些。

产品体验的差异化诉求

一款能够说话的浴霸、一台能够报时的智能马桶,给用户带来的感知价值是超出功能本身的。在同质化竞争日益激烈的卫浴市场当中,语音交互能力往往成为消费者做选择时的加分项。

这并不是在进行技术层面的革新,而是在为产品赋予温度。设备不再只是沉默不语,而是能够像助手一样主动地去汇报、积极地去响应。这种拟人化的特性对于品牌塑造以及用户黏性的提升都有不小的作用。

第二部分来讲讲卫浴语音交互的技术在发展过程当中所走过的路径。

语音技术在卫浴领域里头的应用可不一下子就完成,而是逐步地从单向地进行传递发展成为双向地进行沟通,从机械地进行播报发展成为智能化的交互。这个过程被划分为四个阶段,每一个阶段对应着不同的技术选型以及对应的适用场景。

第一阶段:基础OTP语音芯片让设备开口说话

OTP(即One-Time Programmable)芯片乃是基础的语音方案。就以WTN6系列来讲,这类芯片的工作原理是这样子的:芯片内部存储预先录制好的语音片段,当设备运行到特定的节点的时候就触发播放,就这样的。

WTN6系列具备20秒、40秒、80秒、170秒四种存储容量的规格,音频的采样率可以达到32kHz,还支持16级的音量调节。工作电压范围为2.4V到5.2V,待机电流低于5微安,待机功耗几乎可以忽略不计。芯片内部存在着PWM输出的功能,可以直接驱动8欧姆0.

在对于语音助手进行配置的时候,能够依照实际的应用场景去决定是采用一线串口还是两线串口。设备通过MCU发送相应的地址指令,从而触发对应语音段的播放。

在卫浴的场景当中,OTP芯片承担着状态播报员那样的职责。当浴霸启动的时候播放暖风已开启,马桶冲洗完毕之后提示冲洗完毕,热水器加热到设定温度之后发出提示音,这些看起来简单的功能,实实在在地解决了用户在双手不方便时获取设备信息的需求。

OTP(一次性可编程)方案的优势在于成本低、功耗小、稳定可靠。SOP8封装体积小,芯片精度的+/-1%内部震荡保证了语音播放的稳定性,有低压复位功能(2.三到五元钱的硬件投入就可以实现基础的语音反馈功能,对于价格比较敏感的走量型产品来说,这是性价比非常高的一种选择。

局限性也是十分明显。OTP芯片之中的语音内容于出厂时已被固化,无法在后期进行更新或者扩展。要是需要去修改提示内容或者添加新的功能,那就得更换芯片。另外,受限于存储空间,语音时长是有限制的,声音质量也不太好。

第二阶段:FLASH可更新语音芯片让声音更好听、内容可迭代

要是说OTP是功能机时代所出现的产物,那么FLASH可更新的方案就代表着智能化的初次起步。WT588F这一系列乃是此阶段当中比较有代表性的产品。

以WT588F02-8S-C这款芯片为例,它是SOP8封装的16位DSP语音芯片,其内核主频是32MHz。在最高音质模式下能够存储70秒的语音内容,如果对于音质的要求不是很高,那么最大可以存储140秒的语音内容。芯片支持一线、两线串口通信,还有16级音量控制。

对于需要更为长的语音内容的应用,WT588F02KD-32N有着更为充裕的空间。这款采用QFN32封装(即4x4毫米)的芯片,在最高音质模式下能够存储170秒的语音,而且最大可以扩展到320秒。它还集成了矩阵式LED驱动功能(8段输出+16栅极输出),可同时驱动16位数码管,适合需要语音播报与数字显示协同的应用场景。

WT588F系列是支持U盘直接去更新语音内容的,这就意味着厂商可以根据不同地区、不同渠道的需求来灵活地调整语音包。举例而言针对东北市场可以预先安装东北方言的提示音,针对出口的产品可以配置对应的语种的语音文件。终端的用户也可以自行更换语音内容,操作起来不是很复杂。

对于有功率方面需求的卫浴设备,WT588F02BP/04AP - 14S大功率方案是值得予以关注的。这款芯片的工作电压处于4.5V到5.5V之间,里面内置了PWM功放输出,可以直接驱动8欧姆3瓦的喇叭,和WTN6系列的0.5瓦输出相比,提升是挺明显的。控制的方式支持一线、两线、UART三种串口的协议,能够支持1000段语音地址,40段连码的能力,能够应对复杂的语音组合需求。

存储空间出现了大幅度的提升,这带来了音质方面的改善。在采样的速率这一方面,从OTP时代的比较低的水平提升到了更高水平。

第二步:在日常使用的时候,你可以把一些固定的动作或者指令设置为快捷指令,这样在不看手机的情况下就可以进行操作。

从播报一直到控制,这可是语音技术在卫浴领域里头的一个关键性转变。前面的两个阶段解决的是设备所发出的话语是什么的问题,而这个阶段需要去回答的是设备能不能够听从我的指令。

离线语音识别的核心之处在于语音控制芯片当中所具备的识别引擎。预先定义好的指令词被写入到芯片的本地存储当中,用户说出相应的指令的时候,芯片通过音频特征匹配直接给出回应,整个的过程不依赖网络,延时能够控制在毫秒级。

WT3000AX - M系列乃是此阶段当中具有代表性的方案,它支持离线识别对接协议以及在线识别对接协议这两种模式。设备通过UART串口和芯片进行通信,波特率默认是9600,硬件连接比较简洁。芯片具备本地播放控制功能,能够指定Flash根目录下的索引来进行播放,也可以通过文件名直接去播放指定的音频。

离线方案的吸引力在于零延迟和高可靠。在浴室这种潮湿且信号不稳定的环境当中,本地运算的稳定性反倒成了优势。配合200条以上的本地指令词,能够覆盖浴霸、马桶、浴室镜等不同品类的控制需求。

多语种的支撑乃是离线方案的另外一个长处。对于出口导向型的卫浴企业,WT3000AX - M方案能够支持多种语言的指令识别。

离线方案存在边界情况。由于识别能力完全依赖本地的词库,新增指令就需要重新进行烧录,没有办法动态地进行扩展。这样的一种情况就意味着厂商在产品定义的阶段就得把指令集的规划给规划好,之后调整的那方面的空间相对来说是比较小的。

第四阶段:AI语音交互有来有往的对话

当语音交互进入到人工智能的时代的时候,设备的耳朵和大脑同时进行着进化。用户不再需要去死记硬背固定的指令,而是用自然的语言、模糊的表达,甚至于多轮的对话来进行互动。汇创鸭Ai具备着一套完善的端云协同的架构。

端侧负责近场唤醒以及基础指令处理,保障快速响应。而云端则是担当语义理解和知识推理这样的职责的,能够使得复杂交互得以实现。这样两者相互配合,设备就可以迅速地去回应简单的指令,还能够深入地去思考复杂的问题。WT3000AX - M系列在线识别对接协议正是为了这类场景而设计的,它可以通过WiFi或者4G模组去接入云端的服务,从而拓展语音交互的能力边界。

在卫浴场景当中,AI交互的想象空间是比较大的。用户能够说洗完澡了帮我把暖风关掉,半小时之后提醒我敷面膜,设备不单单是执行指令,还创建定时任务并且按时播报提醒。这种具备多意图理解、跨操作协同能力的情况,是传统控制逻辑所无法达到的。

音乐的播放乃是在人工智能交互的另外一种应用场景当中。浴室乃是众人独自去进行放松活动的空间,对于音乐、有声书、播客这类事物的需求是自然就存在。支持流媒体点播的语音方案,能够使得设备的功能边界得到拓展,并且还开创了新的用户黏性的来源。

声纹识别技术的运用进一步丰富了交互的维度。系统能够辨认不同家庭成员的声音,自动加载个人偏好设置,父亲习惯24度、孩子偏好18度,语音助手心领神会,无需反复调节。

AI方案的挑战主要体现在三个方面:网络依赖所带来的延迟风险、内容合规带来的审核压力、以及云服务成本带来的利润压缩。在进行落地操作的过程当中,存在着一些需要谨慎去考量的问题。

不同卫浴产品的语音需求图谱

在浴室的空间当中,品类是比较多的。语音方案的选型必须要回归产品的定位,而不能够仅仅只是去追求功能的堆砌。

浴霸乃是一种集合了照明以及取暖功能的家居电器。

在卫浴语音应用这一方面,浴霸是其中最为成熟的品类。它具备取暖、照明、换气以及干燥等功能模块,功能模块多,操作逻辑也是比较复杂的,正好给语音交互提供了用武之地。

在基础的层面,温度的播报、模式的切换提示、定时的提醒这些是作为标配的。WTN6系列在20秒容量方面是足够用来满足这类简单提示音的需求的。高级的方案是支持通过命令式的方式来控制的,像打开暖风设置到28度、开启沐浴模式这一类的指令都可以进行响应。更进一步地说,AI交互能够承接太热了风有点干这类模糊的表达,设备自动调节对应参数。

由于浴霸一般安装在潮湿的环境当中,所以语音模块的选型得要留意它的工作电压的范围以及抗干扰的能力。WT588F系列所支持的电压范围是从2.2V到5.5V,通过合理的设计的ESD防护电路,可以在严苛的环境中保持稳定的运行。

对于入门级的产品而言,WTN6系列是一个不错的选项,它既能够兼顾成本又能够保证可靠性。中高端产品推荐WT588F02KD - 32N,带LED驱动可同时管理显示和语音对于旗舰产品而言,WT3000AX - M系列是较为适宜的,它具备离线控制以及在线升级的双重能力。

智能马桶:私密空间的轻声交互

马桶所使用的场景是相对私密的,用户一般都不期望操作的声音被外面的人给听到。由于存在这样的特殊性,所以语音方案的设计需要更多地去进行考量。

一方面音量可以进行调节,甚至于还支持静音震动提示,这是基本的要求,WT588F系列支持16级或者32级的音量调节,能够满足精细化调参的需求。另一方面指令词的设计应当尽可能地简短且私密,避免出现尴尬的场景。离线的方案在这里反倒成为了一个优势,不联网的特性使得注重隐私的用户会更加地放心。

马桶的语音功能主要围绕着冲洗控制、座圈温度、清洁模式这类核心操作来进行。进阶的功能包含着用水量的播报、除臭状态的提示、以及异常情况的主动报警。

在选取语音方案的时候,应当将离线语音控制作为主要的方面,重点放在私密性和低延迟上面。WT588F02 - 8S - C具备SOP8的小封装,非常适合空间受限的马桶盖产品,WT3000AX - M可以根据产品的定位来选择性地引入AI能力。

浴室镜:信息中枢的语音入口

浴室镜正在从仅仅是一个单纯的反光工具转化成为智能家居的信息入口。天气、日程、温度、提醒这些原本属于手机或音箱的信息,完全可以借助镜子这块黄金位置来呈现。

WT588F02KD - 32N在LED驱动这方面有着作用。16位的数码管驱动和语音播报相结合,镜子可以同时进行看和说。当用户靠近镜子的时候,通过语音来唤醒设备,镜子就会立刻显示出当天的天气以及待办的事项。在进行洗漱这一行为的时候,随口问上一句今天是否存在限行的情况,镜子马上就给出回应。

浴室镜同时也充当着卫浴设备群中的语音中控之角色。把镜子放置在客厅的中心位置,它就变成了家里的智能中枢。

对于智能浴室镜的语音方案进行选型的建议是:浴室镜具备较为良好的联网方面的条件,那么那就直接采用AI交互的方案。WT3000AX - M搭配WiFi模组能够和家庭其他设备无缝地协同起来,WT588F02KD - 32N的显示驱动能力提供了额外的人机交互界面。

在进行淋浴系统的设计时,极简化成为了核心的理念。

花洒以及淋浴屏的语音方面的需求相对比较简单,用户的核心诉求主要是调节水温和切换出水模式。在双手都被水占据着的时候,语音指令要比旋钮操作更加自然。

由于淋浴系统通常安装在潮湿甚至涉水的环境中,语音模块的防水等级和抗干扰能力是选型时的硬性指标。WTN6系列芯片经过优化设计具备良好的抗ESD能力,配合外围的TVS二极管以及防静电电路(通过D4、D5、D6保护通讯引脚,D1、D2、D3保护功率输出引脚),能够在一定程度上应对静电放电风险。

在进行沐浴的时候背景噪音是比较大的,麦克风的降噪算法以及远场拾音的能力得达到一定的水平。WT588F02BP - 14S具备大功率输出,其输出功率为3瓦,如此一来在嘈杂的环境当中也能清晰地听到提示音。

语音方案的选型方面建议:离线方案是比较稳妥的选择,指令集是相对比较简洁的,响应的速度是比较快的,并且是不需要依赖网络的。WTN6系列或者WT588F02-8S - C都可以满足需求,大功率场景的话优先考虑WT588F02BP - 14S。

在智能生态体系之中,智能体与环境之间存在着相互关联的关系。

语音交互的下一个增长之处在于和传感器网络的深度融合。设备不仅能够进行听觉方面的处理,还具备感知环境的能力,这样主动地开展服务才能够真正地成为可能。

传感雷达:进入即响应

毫米波雷达传感器能够去探测人体是否存在,和语音系统的联动就营造出了走近就唤醒的自然的体验。当用户进入到浴室当中时,不需要去进行任何的操作,灯光就会自动地亮起来,语音助手也会轻轻地进行说话,并且还会去播报当天的天气状况或者待办的事情。

WT4100、WT4101、WT4102系列雷达芯片乃是该技术路径的代表产品。低频段雷达方案在检测精度和功耗之间实现了良好的平衡,可以准确地区分人体是否存在以及处于静止状态,避免了传统红外传感器在人不动的时候就出现问题的状况。

雷达传感以及语音芯片的联动逻辑并不是特别复杂:MCU去读取雷达信号,然后去判断有没有人,然后触发相应的语音段的播放。整个的响应链路可以在毫秒级的时间范围之内完成,用户基本上不会感觉到延迟。

温湿度传感:主动调节与语音联动

浴室可是温湿度变化比较剧烈的很多空间之一。在进行洗浴的时候,湿度突然变高,干燥的季节就有可能变得特别干燥寒冷,需要依靠用户自己手动去进行调节,既不智能而且还会影响到体验。

当把温湿度传感器和语音系统打通之后,设备便可以主动地发现问题并且进行播报。当温度过高时,它会提醒你注意空调,而不会让你去冷不冷。

更加进一步地,当湿度一直高于阈值的时候,系统可以自动地去触发换气扇,不需要用户去进行指令下达。这种传感检测、语音确认、自动执行的闭环,把智能化给推向了新的高度。

TOF深度感知:精准判断的使用升级

TOF(Time of Flight)传感器通过测量光线飞行时间来获取深度信息,能够精准地感知人体的位置以及动作。在卫浴场景当中,这项技术能够判断用户是不是正在洗漱、是不是已经离开浴室,然后触发对应的语音提示或者设备状态的调整。

WT4203A - C02是针对智能感知应用而推出的一种TOF(Time of Flight)类型的方案,它可以支持长距离的检测并且具备抗干扰的设计,能够和语音系统协同去实现更为精准的场景判断。

举例来说,当TOF检测到用户在洗漱台前停留超过预设时间,系统可以主动询问是否需要提醒您今天有重要会议?他从桌子后面缓缓地站起身来。当检测到用户已经离开了浴室的时候,设备就会自动地播报说已经关闭了所有的设备,并且进入节能模式。

它具备着水浸探测以及安全防护的语音预警的功能。

水浸传感器乃家庭安全之重要防线,但传统声光报警于无人场景下往往难以及时通知用户。将水浸探测以及语音系统进行连接之后,倘若检测到存在异常情况,设备就可以立刻拨打预先设定好的联系人的电话号码,发送推送通知,同时还能够在本地发出语音方面的警报。

它通过内置的传感器来感知环境状况,一旦察觉到有异常状况就会触发语音进行播报,随后便触发联动去对问题进行处理。对于很多经常需要出差或者家中有老人小孩的用户群体而言,这类功能所具有的价值是相当明显的。

方案选型速查

WTN6系列乃是追求性价比的基础型方案。20到170秒的语音时长,音量达到16级,使用PWM直推喇叭,SOP8的小封装,适合成本比较敏感、功能比较单一的产品。

WT588F02-8S-C乃是能够进行更新换代的标准型的方案。最高音质能够达到70秒,最长能够达到140秒,还支持U盘去更新语音,具备16级的音量控制,特别适合很多需要后期去维护语音内容的走量产品。

WT588F02KD - 32N,此乃显示加语音一体化之方案也。170秒(最大320秒)的语音空间,16位数码管驱动,32级音量,支持WAV/MP3格式,适合浴室镜等需要同步显示的产品。

WT588F02BP - 14S乃是大功率输出的方案。3瓦的直推能力,40段连码,最多能够容纳1000段地址,非常适合很多对音质和音量有着较高要求的浴霸产品。

WT3000AX - M系列乃是离线在线双模的方案。支持离线语音识别以及在线AI交互,具备UART接口,能够对接云端服务,适用于定位在中高端智能化产品的场合。

写在最后

语音交互在卫浴领域里落地,关键在于解决这么一个事儿:怎样让空间里的设备更好地服务人?

从最基础的开机播报一声,到传感网络驱动的主动关怀,技术路径的选择没有绝对的好坏之分,只有合不合适的问题。对于很多追求便捷、想要去体验智能语音提示的用户来说,WTN6系列的这一类产品就是他们不错的选择。对于高端市场当中智能产品而言,WT3000AX - M系列的端云协同架构是必须要有的。

在进行选型的时候,可以从三个方面来进行评估:产品所定下的定位决定着功能能够达到的上限,用户所处的场景决定着交互的边界,成本的核算决定着方案到底能不能够实现。在这一三者之间寻得平衡的所在,这才是真正地得以实现落地的智慧。

在卫浴空间当中智能化才刚刚开始起步,语音交互还有许多没有被充分发掘出来的场景等待去进行探索。当技术越发成熟、成本持续降低的时候,就会有更多新的创新应用出现。这一个看上去似乎比较狭小的空间,正在孕育着不小的可能性。

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