联发科技推出Genio 130智能插座解决方案

 

 

近年来智能家居产品不断推陈出新，已都具备连网功能以及与智能手机、平板实现交流互动之能力，这些产品结合创新的应用与思维，为生活带来了各种便利功能。我们可以在家中布建具备整合功能的中枢装置，并将各类终端设备，如智能音箱、智能灯泡、气体/温湿度传感器、智能开关等与中枢装连接，或是将家电接上智能插座，为居家生活带来便捷操作与智能互动体验。

图一：MediaTek Genio 130 chip

 

基于这样的应用场景，联发科技透过成熟且功能完备的解决方案：Genio 130，一款单芯片整合了 Arm Cortex-M33 MCU、Wi-Fi 6 和蓝牙 5.2 连接子系统、具备低功耗、电源管理单元（PMU）和可选音频 DSP 为基础；为智能家居终端设备实现低功耗、具备连网能力、传感器资讯传递以及语音识别交互之功能。

图二：MediaTek Genio 130 block diagram

 

本篇将进一步介绍以 Genio 130 结合语音识别、WiFi连网与MQTT通讯协定；实现一个基础智能家具终端设备：智能插座的解决方案 :

Genio 130 环境 & SDK 架设

语音识别、WIFI、MQTT 功能与行为导入

实际操作展示

 

 

Genio 130 环境 & SDK 架设

图三：MediaTek Genio 130 EVK （资料内容取自 AcSip）

 

透过搭建 Linux 开发环境（ex. VM + Ubuntu 20.04 LTS）后，导入 Genio 130 SDK，便可开始进行相关功能实作。

 

关于如何架设 Genio 130 开发环境，并进一步建置专案、烧录专案 binary file 到 Genio 130 EVK，详细可以参考大大通博文：MediaTek Genio 130/130A 快速上手(一)

 

 

语音识别、WIFI、MQTT 功能导入

首先是语音识别，我们透过Cyberon DSpotter Modeling tool 分别建立语音模型"唤醒词"与"命令词"，并转换为 raw data 导入专案：

{SDK_ROOT}\middleware\MTK\audio_services\driver\mt7933\mt7933\mt7933-adsp-pcm.c

 

/* Include voice model */

#include "VAD_model_hello_mediatek.h"

#include "VAD_model_hi_genio.h"

 

对应不同的 smart plug，我们分别指定各自的语音识别模型"唤醒词"与"命令词"，实现各自的语音识别操作。

 

Smart plug 1（Light）

唤醒词：Hello Mediatek

命令词：

Turn on the light

Turn off the light

Power on the plug (打开所有 Smart Plug)

Power on the Plug (关闭所有 Smart Plug)

Smart plug 2（Fan）

唤醒词：Hi Genio

命令词：

Turn on the fan

Turn off the fan

Power on the plug (打开所有 Smart Plug)

Power on the Plug (关闭所有 Smart Plug)

 

 

以下是一个语音识别的操作情境

图四：MediaTek Genio 130 语音识别操作范例

 

WiFi 功能在 Genio 130 预设是启用的，我们只需要在开机后设定连接指定的 AP 即可。

 

参考 CLI command：

$ wifi init

$ wifi config set ssid 0 SSID

$ wifi config set sec 0 7 6

$ wifi config set psk 0 PASSWORD

$ wifi config set reload

 

亦可将设定值写入 profile 中：

$ wifi profile set ssid SSID

$ wifi profile set sec 7 6

$ wifi profile set psk PASSWORD

 

最后，我们透过架设 MQTT Server 端在 AWS Cloud 上；与在 Smart pulg 启用 MQTT Client 端功能 ，并透过订阅机制建立，各自的 Smart pulg 状态可被所属的 Smart pulg 获取并实施相应的操作，实现不同的 Smart pulg 间交互控制。各 Smart pulg 也都有设定相应的安全机制（Root CA、Certificate、Private key），使 Smart pulg 的讯息可以安全的被传递。

图五：MQTT Server 端（AWS）与 Clinet端（Genio 130）功能设定范例

 

 

实际操作展示

以下是基于 Genio 130 在 Smart pulg 解决方案的功能展示，当我们将 Smart pulg 接上电源后， Smart pulg 将开机并自动连上已设定好的 WiFi AP （如有储存设定），接着会连接上 AWS Cloud Server 以完成初始化，此时 Smart pulg 指示灯（橘色）将恒亮。

图五：Smart pulg Demo - 1

 

当我们对 Smart pulg 说出唤醒词"Hello Mediatek"后，Smart pulg 1 将会拨放回应提示音，并且状态灯（蓝色）将恒亮，显示此时 Smart pulg 1 触发语音识别并等待命令词；而当我们说出命令词"Turn on the light"后，Smart pulg 1 插座上接上的灯泡将会亮起。

图六：Smart pulg Demo - 2

 

另外，我们也可以透过 Smart pulg 2 对 Smart pulg 1 控制；对 Smart pulg 说出唤醒词"Hi Genio"后，Smart pulg 2 将会拨放回应提示音，并且状态灯（蓝色）将恒亮，此时 Smart pulg 2 将等待命令词；当我们出命令词"Turn on the light"后，Smart pulg 1 所连接的灯泡将会亮起。

图七：Smart pulg Demo - 3

 

而透过任一 Smart pulg 我们可以利用命令词"Turn on the plug"来同时开启/关闭灯泡以及风扇。

图八：Smart pulg Demo - 4

 

►场景应用图

 

►产品实体图

 

►展示板照片

 

►方案方块图

 

►核心技术优势

品佳集团代理的 MediaTek Genio 130（MT7931／MT7933）微处理器产品，为基于 Arm Cortex-M33 架构处理器，时脉可达 300MHz，内建最高 8MB UHS PSRAM，提供高效运算能力。并提供 WiFi 6、BT 5.2 等无线连接技术，并具备双频（2.4GHz 和 5GHz）连接；此外，Genio 130 （MT7933 版本）内建 HiFi4 DSP、3 个 ADC、2 个 DAC 通道，提供语音活动检测和触发词功能，适合开发支援语音助理云服务的 IoT 设备。

 

►方案规格

联发科技（MediaTek）Genio 130 系列（MT7931／MT7933），具备：

• Arm Cortex-M33 处理器，时脉 300MHz

• Embedded 1MB SRAM and 8MB UHS（Ultra High Speed） PSRAM

• WiFi 6与双频 IEEE 802.11 a/b/g/n/ac/ax 2.4G/5G 连接子系统

• 蓝牙 5.2 连接子系统

• Audio Cadence Tensilica HiFi4 DSP@600MHz（注一）

• 硬体加密引擎（AES／DES／3DES／SHA／ECC／TRNG）

• 电源管理单元

• 支援 USB 2.0 OTG（注一）

• 丰富的周边界面如: USB、SDIO、SPI master／slave、I2C、I2S、UART、AUXADC、PWM 以及 最多46组 GIPO

• 提供 FreeRTOS 及 Arduino 开发 SDK 及多个范例专案，缩短开发时程

注一: HiFi4 DSP, USB 2.0 为 MT7933 支援之功能。