技术文章—如何攻克可视门铃中的设计障碍(4)

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尽管复杂的DSP算法有助于实现全双工音频通信，但它们通常无法最大程度地发挥系统音频扬声器的全部功能。由于扬声器音圈中的过多热量和超出其偏移限值会导致快速损坏和音锥，因此音频工程师通常会对放大声压级施加硬性限制，使其远低于扬声器的实际功能。与放大器配合使用的软件算法可以实时监控扬声器的温度和偏移。该反馈可实现更精细的声压级和更高的音频清晰度。

语音命令和语音识别

未来的可视门铃可能会基于语音激活和语音识别技术实现免提控制。这些语音用户界面从一系列麦克风和DSP算法接收命令时，再次增加了另一层复杂性。尽管与接收麦克风的距离相对较大，但这些门铃很可能会使用波束成形算法将所需的音频信号与背景噪声分开。已有可用的麦克风板可用于实现波束形成算法，该算法可从扬声器方向放大语音信号，以从嘈杂环境中获得清晰的语音和音频。

在真正实用的可视门铃产品中，重要的是这些高级功能无需额外的电源，且可对本地麦克风输入信号起作用。我们正在寻找一种设计策略，以使产品更简单、低功耗、小尺寸。

电力预算挑战

实用的可视门铃可以通过以下其中一种方式供电：使用可充电电池，允许其从房屋现有的低压门铃布线中获取电能，或为其配备以太网供电（PoE）接口。这些电源选项各有利弊（表1）。如前所述，电池供电单元所提供的灵活放置方式使安装更加简单，而硬线门铃则具有维护成本低的优势。

表1 向可视门铃供电的方法

节能是电池供电的可视门铃的主要关注点。许多上述算法将需要更多的功耗密集型处理。高度针对性的SoC设计，例如德州仪器（TI）CC3120/CC3220，可通过较少的片外事务（片上RAM和/或闪存）实现更高级别的并行处理（唤醒/睡眠触发器、网络连接），从而降低了总体功耗。此外，专为电池供电而设计的MCU具有多种电源模式，包括关机、休眠、睡眠、待机和活动模式，细心的开发人员可使用它们进一步降低能耗。