Аппаратная платформа WisKey WisCore Alexa со встроенными функциями голосового сервиса Amazon Echo

Технические характеристики

• Питание:
  • 9 ~12 В, разъём DC5521
  • 5 В, порты USB-A, Micro-USB, или выводы Ардуино-совместимых контактов
• Максимальная нагрузка по току: 2 А (суммарно для платформы WisKey и подключенной периферии)
• Рабочее напряжение, уровень логики: 3.3 В
• Материнская плата WisAP V1.1
  • Порты Ethernet: 1 x WAN, 1 x LAN
  • Порты USB: полноразмерный USB 2.0 Host, отладочный MicroUSB Debug
  • Интерфейсы: GPIO, 2 x UART, I2C, SPI, I2S/PCM, SD-XC
  • Слот чтения/записи для TF / Micro SD карт
  • Мост USB-UART: CH340
  • Встроенный 3.3-вольтовый регулятор напряжения
  • Кнопка сброса Reset
  • Индикаторы питания и состояния сети
  • Совместимость с Arduino
• Микрокомпьютерная плата WisCore
  • Модель: BL-M7628NA1 V1.0 (RAK633)
  • Процессор: MediaTek MTK7628A 2x2 MIMO
  • Энергопотребление: до 800 мА
  • Частота ядра: 580 МГц
  • Производительность: MIPS24K
  • Память ОЗУ (RAM): 64 МБайт Winbond
  • Память ПЗУ (FLASH): 16 МБайт Winbond
  • Беспроводная связь: WiFi 2.4 ГГц IEEE 802.11 b/g/n
  • Скорость трансляции данных по воздуху: до 300 МБит/с
  • Рабочий режим: роутер, точка доступа AP, клиент STA, репитер WDS
  • Поддержка протоколов PPPOE, STATIC, DHCP, PPTP, L2TP, WPA, SSH
  • Чувствительность приёмника, мин.: -95 дБм
  • Мощность передатчика, макс.: 20 дБм
  • Антенна WiFi: внешняя
  • Антенные порты: 2 х iPEX
  • Интерфейсы: 1 x WAN, 1 x LAN (до 4), GPIO, 2 x UART, I2C, SPI, I2S/PCM, SD-XC, JTAG
  • Поддержка обновления прошивки, сброса к заводским настройкам
  • Операционная система: OpenWRT (основана на Linux)
  • Поддержка языков программирования: Python
• Звуковая плата WisAP Audio V2.0
  
  • Поддержка сервиса цифрового ассистента Alexa Amazon
  • Голосовая интерактивность, пробуждение по ключевому слову "Alexa"
  • Светодиодный индикатор состояния Alexa Status
  • Стерео-микрофонная система "свободные руки" Truly Handsfree на MEMS MP34DT01
  • Кнопка отключения микрофона MuteMic
  • Двухпроцессорная обработка звука на чипах ZL38062 и ZL38067
  • Технология полнодуплексного стерео-аккустического эхо- и шумоподавления AcuEdge
  • Одноканальный предусилитель D-класса 2.65 Вт NCP2820 для внешнего динамика
  • Интерфейсы: I2C, I2S
• Поддержка IOS и Android
• Температура эксплуатации: от -10°С до +50°С
• Размеры: 92.5 х 53.5 х 15.2 мм
• Вес: 64 г

Комплектация

• Плата WisKey WisAP X 1 шт
• Плата WisKey WisCore X 1 шт
• Плата WisKey WisAudio X 1 шт
• Антенна WiFi X 2 шт
• Внешний динамик X 1 шт
• Ethernet-кабель 1м X 1 шт
• Адаптер питания ~ 100-240В AC 0.3А / +12В DC 2А (USA-вилка) X 1 шт

Построенная на основе Linux-подобной операционной системе OpenWRT с открытым исходным кодом, платформа WisKey Alexa EVK заинтересует разработчиков, вдохновлённых идеями интеграции возможностей современных сервисов с голосовыми помощниками в индивидуальные интеллектуальные сетевые приложения. Наиболее широкое применение виртуальные ассистенты получили в новаторских схемах интерактивного управления самыми разнообразными элементами домашней автоматики и взаимодействия с электронными гаджетами в беспроводных решениях "умного дома".

WisKey Alexa EVK предусматривает возможность обновления программного обеспечения, подключения к последовательному и удалённому терминалам, управления настройками беспроводной сети, управление выводами GPIO общего назначения, активации и переназначения UART, передачи данных между последовательным подключением и TCP, управление Arduino через последовательное соединение. В платформе реализована поддержка трёх типов соединения: Serial, Telnet, SSH2. Отладочный порт Micro USB Debug предоставляет доступ к набору UNIX-утилит командной строки Busybox.

Модульная система WisKey Alexa WisCore EVK

Платформа WisKey Alexa (WisCore EVK) состоит из трёх составных частей, соединяемых между собой в единую систему по принципу модульного конструирования. В неё входят:

Материнская плата WisAP несёт на себе все представленные коммуникационные порты, здесь же расположены регуляторы напряжения. Кроме сетевых и USB-портов с разъёмом питания, плата содержит слот карт TF/microSD, проприетарные периферийные выводы для пристыковки модулей WisCore и WisAudio, а также полный набор Арудино-совместимых контактов, с возможностью продолжения расширения аппаратной части приложения. Уровень логических сигналов Арудино-совместимых контаков - 3.3 вольта. Единственная пользовательская кнопка WPS/RESET с 5-секундным удержанием в нажатом положении служит для восстановления роутера WisCore в исходный режим точки доступа.

Поверх материнской устанавливается однопроцессорная плата WisCore, выполняющая функции проводного и беспроводного роутера, способного работать в режиме точки доступа AP (по умолчанию), и в роли клиента STA. Роутер функционирует на ОС OpenWRT и обладает собственным графическим web-интерфейсом с возможностью глубокой настройки сетевых протоколов и системных параметров (только в режиме точки доступа). Режим клиента применяется для сопряжения платформы с облачным сервисом Amazon Alexa через мобильное приложение на IOS или Android (требуется индивидуальный аккаунт Amazon Alexa). В дополнение к мощному высокопроизводительному процессору MTK7628A, плата укомплектована чипами памяти Winbond ОЗУ 64 МБайт, ПЗУ 16 МБайт, и парой разъёмов iPEX U.FL для подключения двух внешних антенн WiFi.

Верхушкой трёхслойного бутерброда является звуковой модуль WisAudio, запрограммированный на распознавание ключевой голосовой команды "Алекса". В модуль интегрированы высокотехнологичные процессоры обработки и звукоулавливающая составляющая из двух электронно-механических микрофонов, уровень чувствительности которых позволяет распознавать произнесённые команды в относительно шумном окружении, даже в радиусе немалого расстояния от устройства. Предусмотрена защита от ложных срабатываний в виде кнопки отключения микрофонов, присутствует 3.5 мм разъём аудиовыхода AUX внутреннего усилителя для воспроизведения звуковых событий и сообщений.

Комплекс WisCore Alexa EVK полностью работоспособен "из коробки". О том как всего за три простых шага выполнить подключение аппаратной платформы к сервисам Amazon и начать пользоваться голосовым помощником, можно узнать из короткой 5-минутной видео-инструкции, ссылка на которую находится в разделе "Полезные ссылки".

Электропитание платформы

Электропитание платформы построено на схеме поэтапной регулировки напряжения. Цепочка преобразований состоит из 9~12-вольтового напряжения на входе DC5521, снижаемого до 5 вольт первым встроенным регулятором (5 вольт совместимо с напряжением USB-портов). Вторым преобразователем напряжение снижается до рабочих 3.3 вольт, поэтому весь комплекс платформы WisKey Alexa EVK может быть запитан как от USB-порта, так и через Ардуино-совместимые входы, при одинаковом условии допустимой максимальной 2-амперной нагрузки на используемые источники напряжения.

Обзор материнской платы WisAP

Материнская плата оснащена пользовательскими портами и интерфейсами, имеющими соответствующие шелкографические обозначения:

• CON1 — отладочный порт Micro USB
• CON2 — хост-порт USB 2.0 для подключения USB-накопителей
• CON3 — разъём питания платформы DC5.5*2.1мм, напряжение на входе 9 ~ 12 вольт, ток 2 ампера
• CON4 — порт RJ45 интерфейса LAN для подключения к локальной сети
• CON5 — порт RJ45 интерфейса WAN для подключения к глобальной сети Интернет
• J2 — слот для карт TF / MicroSD
• SW1 — кнопка восстановления режима точки доступа WiFi (Recovery, GPIO38)
• P1,P2 — штыревые разъёмы звуковой платы WisAudio
• P3-P6 — штыревые разъёмы, совместимые с платформой Ардуино (например, Arduino DUE 3.3В)

Расстояние между контактами штыревых разъёмов P1-P6 составляет 2.54 мм.

Функциональное назначение выводов платы WisAP

Перемычки переключателя S1

Перемычки выставленные в разном положении, позволяют настраивать функции, доступные через отладочный порт Micro-USB.

• Коммуникация USB-UART1 к чипу MT7628, функция последовательной связи. Центральный контакт C_TX замкнут с левым RX1, центральный контакт C_RX замкнут с левым TX1
• Коммуникация USB-UART0 к чипу MT7628, функции отладки и обновления ПО. Центральный контакт C_TX замкнут с правым RX0, центральный контакт C_RX замкнут с правым TX0. Скорость передачи данных 57600 бод.

WiFi-роутер WisCore MT7628

Доступ к беспроводным сетевым настройкам предусматривается тремя вариантами: через мобильное приложение на IOS/Adnroid, напрямую по IP-адресу веб-страницы с графической оболочкой системы OpenWRT, либо с использованием командной стройки в программном терминале через отладочный порт USB. В первом и втором случае устройство (ПК, ноутбук, планшет, смартфон, и т.д.), подключаемое для изменения сетевых настроек, должно быть сопряжено по WiFi или LAN-порт с модульным аппаратным комплексом WisCore Alexa. Первоначальный идентификатор точки доступа должен выглядет как "WisProduct_macaddr" (например, WisCore_F99032 или WisAP_EE000C), для режима AP в последствии может быть переименованы имя и пароль. IP-адрес стартовой веб-страницы для входа в меню OpenWRT, содержащее множественные разделы сетевых и системных настроек, включая данные различных состояний устройства — 192.168.230.1

Подробное описание каждого метода настроек можно найти на странице проекта WisCore Alexa, ссылка на него расположена в разделе "Полезные ссылки".

Функциональное назначение выводов платы WisKey WisCore MT7628 с межконтактным шагом 2.0 мм.

Программное обеспечение

• Прошивка для ядра MT7628/88 комплекса WisKey WisCore Alexa EVK
• Библиотека исходного программного кода WisCore-SDK
• Приложение WisCore.APK для Android 4.0+ в Google Play
• Офлайн версия приложения WisCore.APK v1.0.3

Техническая документация

• Характеристики MT7628, datasheet (англ., PDF)
• Принципиальная схема материнского модуля WisAp
• Принципиальная схема звукового модуля WisAudio

Полезные ссылки

• Страница проекта WisCore Alexa в репозитории GitHub
• Видео-руководство по быстрому запуску приложения в сервисе Amazon