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會議錄音設備W2000T錄音芯片方案詳解:高保真降噪與低功耗如何兼得?

WT-深圳唯創知音電子有限公司 ? 2025-04-22 10:18 ? 次閱讀


產品市場

隨著遠程辦公和混合會議模式的普及,智能會議設備市場需求持續增長。據統計,2024年全球智能會議系統市場規模已突破百億美元,其中高清晰度錄音、云端存儲與實時傳輸功能成為核心需求。會議場景中,用戶不僅需要精準捕捉發言內容,還需應對復雜環境噪聲干擾,同時要求錄音數據可通過本地存儲(如TF卡)快速備份,并通過網絡實時上傳至服務器進行協作分析。

WT2000T芯片方案憑借其高音質、低功耗、長時錄音及靈活的存儲擴展能力,成為會議錄音設備的優選方案。該方案尤其適用于企業會議室、教育錄播系統、司法庭審記錄等場景,滿足用戶對高效、可靠、易管理錄音設備的需求。



產品應用框圖

基于外部MCU與WT2000T的UART協議交互架構,系統框圖重構如下:

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1)音頻采集與處理鏈

輸入級:支持雙麥克風差分輸入,通過WT2000T內置PGA(可編程增益放大器)調節靈敏度,適應3-10米拾音范圍。

處理單元:WT2000T獨立完成ADC采樣(16bit/44.1kHz)、環境噪聲消除、MP3實時編碼(CBR128kbps),編碼后數據流直接寫入TF卡。

2)控制與通信

指令交互:外部MCU通過UART發送標準指令控制WT2000T,包括錄音啟停、文件查詢、數據塊讀取等操作。

數據傳輸:WT2000T響應MCU請求時,將TF卡中的音頻文件以512字節/包的形式通過UART回傳,數據流格式為[包頭][長度][命令碼][數據][CRC16]。

網絡層:MCU接收數據包后,通過SPI接口連接網絡模塊(如ESP32-C3),封裝為TCP/IP協議包上傳至服務器,支持Base64編碼或二進制直傳。

3)電源與狀態管理

供電設計:WT2000T與MCU采用獨立LDO供電(3.3V/500mA),避免數字噪聲干擾音頻電路。

狀態同步:MCU通過解析WT2000T的狀態碼(如0x01:空閑、0x02:錄音中),驅動LED指示燈顯示設備工作狀態。

4)數據流詳解

該架構實現硬件級解耦:WT2000T專注高精度音頻處理,MCU負責協議轉換與網絡通信,二者通過標準化UART指令協同,降低系統耦合度與開發復雜度。



芯片介紹

WT2000T是唯創知音針對音頻處理推出的高性能SoC芯片,現有WT2000T-32N QFN32(體積小4*4MM)的封裝芯片。帶有地址播放、插播、單曲循環、所有曲目循環、隨機播放等功能。32級音量可調、最大可以支持外掛128Mbit的Flash。

3.1產品特點

1)核心性能:

高性能32位處理器、最高頻率可達160MHz。實時處理多路音頻流。

集成MP3/WAV編碼器,支持8-48kHz采樣率,比特率8-320kbps,錄音音質達CD級。

音頻輸出方式默認為雙DAC輸出,不可修改,硬件支持16bitDAC輸出。

2)存儲擴展:

支持SPI-FLASH、TF卡、U盤三種存儲介質,最大支持32GB容量,錄音時長可達數百小時。

3)接口豐富:

標準UART通信接口,默認波特率115200,支持通過串口命令設置波特率,便于與外部MCU通信。

4)低功耗優化:

內置動態功耗調節機制,工作電流≤50mA,休眠模式下功耗低至uA級。


3.2芯片引腳描述

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功能介紹

1)指令化錄音控制

精準操控:MCU通過UART指令直接控制錄音啟停,支持調節采樣率、增益等級。

狀態反饋:WT2000T實時返回硬件狀態(如存儲異常、低電量)。

2)文件存儲與讀取

無文件系統存儲:錄音文件按日期_時間.wav格式直接寫入TF卡,規避FAT表風險。

指令驅動操作:MCU通過指令查詢文件列表、分塊讀取數據(512字節/包),支持斷點續傳與安全擦除。

3)裸數據上傳

協議精簡:MCU將音頻數據封裝為自定義TCP幀(同步頭+時間戳+數據+CRC),直傳服務器。

自適應分片:根據網絡質量動態切換數據塊大小(512字節),確保傳輸穩定性。

4)低功耗與可靠性

三級休眠:工作模式(50mA)→待機(30μA)→深度休眠(2μA),按鍵/RTC定時喚醒。

核心優勢:純UART指令驅動,實現硬件級高可靠控制,適配低成本MCU開發,無軟件依賴。



指令介紹

5.1協議命令格式

標準UART異步串口接口,屬于3.3VTTL電平接口。通訊數據格式是:起始位:1位;數據位:8位;奇偶位:無;停止位:1位。使用電腦串口調試助手,需要正確設置串口的參數,設置如圖:

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注意:“長度”是指長度+命令碼+參數+校驗和的長度,“累加和校驗”是指長度+命令碼+參數的累加和的低字節。

5.2協議指令

RTC時鐘

1)讀取當前的系統時鐘時間;

2)設置當前的系統時鐘時間。

設備剩余容量及電源電壓

1)查詢當前設備剩余容量,僅FAT可使用該功能;

2)查詢語音芯片當前的電源電壓,誤差±0.06V。

錄音通道

可設置錄音通道為line-in、MIC,默認為MIC。

錄音品質

碼率(BR)/采樣率(SR)對應關系

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錄音控制

1)設置錄音時長并啟動錄音功能(單位:s),達到錄音時長后自動停止錄音,錄音文件存儲在根目錄下。

錄音文件名采用時間戳命名,例如:文件名為24A23200,其中“24”表示年份為2024,“A”表示月份為10,“23”表示日期為23,“20”表示時間段為20:00~21:00,“0”表示該時間段內文件序號為1。

2)若當前處于錄音狀態,停止當前錄音,并生成完成的錄音文件。

文件管理

1)查詢當前外設連接狀態;

2)查詢TF卡內音樂文件總數;

3)查詢所有文件文件名;

4)讀取錄音文件:

通過文件名讀取文件數據,首先發送F4指令獲取文件大?。?字節),再發送F3指令自動上傳512bytes數據,上傳數據包含在7E00F3......XXEF中,其中......為上傳的一包數據,XX為累加和校驗,是指0x00+0xF3+上傳數據的累加和的低字節;上傳數據期間需要每隔一段時間發送7E03F3F6EF,以保持上傳數據的完整性,直至文件讀取完畢。

5)刪除指定文件:

可以指定根目錄下的文件索引及文件名來刪除指定的音頻文件。

網絡傳輸

波特率設置(921600,N,8,1),音頻錄制格式為MP3,外部單片機讀取音頻文件并上傳服務器。



方案展示

6.1硬件架構設計

系統由外部單片機(MCU)與WT2000T芯片協同工作,硬件架構如下:

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主控鏈路:

WT2000T負責音頻采集、編碼、存儲至TF卡,僅通過UART協議與外部MCU通信。

外部MCU(如STM32F4系列)作為系統控制核心,通過UART發送指令讀取錄音文件,并通過Wi-Fi/以太網模塊上傳至服務器。

接口定義:

WT2000T與MCU之間采用UART(波特率921600bps,8N1格式),僅需連接TX、RX、GND三線。

MCU與網絡模塊(如ESP8266)通過SPI或UART通信,實現HTTP/MQTT協議封裝。

6.2控制與上傳流程

1)文件文件名獲取:

獲取根目錄下的所有文件的文件名。

2)文件內容讀?。?/span>

可以指定根目錄下的文件名來讀取指定的音頻文件。

3)數據上傳服務器:

MCU接收數據塊后,通過網絡模塊封裝為HTTPPOST請求,按分片上傳至服務器。

6.3典型應用案例

司法錄音筆方案:

硬件配置:WT2000T+STM32F405+4G模組(移遠EC200T),TF卡加密分區存儲。

工作流程:

庭審結束后,法警通過按鍵觸發MCU讀取指定錄音文件。

MCU逐包獲取數據并加密(AES-256),通過4G網絡上傳至法院私有云。

上傳完成后,MCU發送指令刪除本地文件,確保數據唯一性。

6.4方案優勢總結

通過UART協議實現外部MCU對WT2000T的精細化控制,系統具備以下特性:

高可靠性:純硬件協議交互,避免API接口的軟件層兼容性問題。

靈活組網:MCU可適配多種網絡環境(Wi-Fi/4G/有線),滿足不同場景部署需求。

強安全性:敏感操作(如文件刪除)需MCU二次校驗,防止誤觸發。

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