電動(dòng)牙刷智能化升級進(jìn)入人機(jī)交互深水區(qū)

國內(nèi)電動(dòng)牙刷的市場已經(jīng)完成了從功能方面的普及到品質(zhì)層面的分化這樣一種轉(zhuǎn)變。中高端智能款式的市場占據(jù)的比率在持續(xù)地?cái)U(kuò)大。消費(fèi)者對于產(chǎn)品的核心需求，從最基礎(chǔ)的振動(dòng)清潔轉(zhuǎn)變成為了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)化來管理口腔健康。旗艦級別的產(chǎn)品得具備下面這些東西：實(shí)時(shí)的彩屏去顯示狀態(tài)、高品質(zhì)的音頻提示來進(jìn)行引導(dǎo)、和手機(jī)APP沒有縫隙的BLE數(shù)據(jù)同步，還有多檔刷牙模式的精細(xì)化的PWM控制。

但是，想要達(dá)成很多個(gè)功能，所面臨的核心矛盾便是：顯示功能、音頻功能以及BLE 功能這三個(gè)方面一同進(jìn)行集成的時(shí)候的工程復(fù)雜度。

傳統(tǒng)方案的三大結(jié)構(gòu)性痛點(diǎn)

痛點(diǎn)一：顯示、音頻、BLE三模塊割裂，主控負(fù)擔(dān)沉重

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)將彩屏驅(qū)動(dòng)、音頻播放IC以及BLE模塊分別懸掛在主控MCU的外面，如此一來，主控就必須同時(shí)去維護(hù)三套驅(qū)動(dòng)程序，多條總線一塊兒運(yùn)行，硬件資源的消耗比較多，三個(gè)獨(dú)立芯片的BOM成本以及PCB布線的面積始終處于較高的水平。

痛點(diǎn)二：動(dòng)畫與模式切換界面資源管理能力薄弱，UI體驗(yàn)粗糙

傳統(tǒng)的方案乃是采用軟件渲染的方式去驅(qū)動(dòng)TFT屏。如此一來幀緩沖的數(shù)據(jù)量比較大，幀率就會(huì)受到限制。動(dòng)圖的播放會(huì)嚴(yán)重地占用CPU。在更換UI資源的時(shí)候得重新進(jìn)行固件的編譯，工廠刷寫的成本比較高。產(chǎn)品上線之后很難去迭代更新界面，而且一般還需要外置獨(dú)立的Flash芯片來存儲圖片以及音頻資源，這就使得BOM以及PCB的面積得到了增加。

痛點(diǎn)三：音頻提示方案簡陋，刷牙引導(dǎo)體驗(yàn)差

有許多中低端的方案采用蜂鳴器來代替音頻輸出，其頻率比較單一，用戶沒有辦法去區(qū)分模式切換、分區(qū)提醒、刷牙完成等不同的事件，而且音量不能夠按照使用場景來進(jìn)行調(diào)節(jié)，這嚴(yán)重地影響了產(chǎn)品的品質(zhì)感。

WT2606B16芯片產(chǎn)品介紹

（一）WT2606B16芯片概覽

WT2606B16乃是一個(gè)SoC芯片。它是為智能帶屏設(shè)備去進(jìn)行設(shè)計(jì)的。它的集成度很高，功能那是相當(dāng)多。它具備顯示驅(qū)動(dòng)、音頻播放、BLE藍(lán)牙、多路PWM輸出這類功能。它還內(nèi)置有16MB（也就是128Mbit）大容量的Flash存儲。它借助標(biāo)準(zhǔn)UART串口協(xié)議和主控MCU來進(jìn)行通信。它接入硬件的方式那叫一個(gè)極簡，能夠給產(chǎn)品增添高品質(zhì)的人機(jī)交互能力。

在電動(dòng)牙刷的方案之中，WT2606B16擔(dān)當(dāng)著智能人機(jī)交互的核心角色。它獨(dú)自去完成屏幕顯示、音頻播報(bào)、BLE數(shù)據(jù)透傳以及PWM馬達(dá)模式控制這類所有的HMI任務(wù)。而主控MCU只需要專心于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和充電管理便可以了。

芯片核心能力與電動(dòng)牙刷功能映射：

（二）雙芯片協(xié)作架構(gòu)，接入門檻極低

WT2606B16與主控MCU借助統(tǒng)一的UART串口幀協(xié)議來進(jìn)行通訊。其幀結(jié)構(gòu)是固定的，并且規(guī)則也是比較清晰的。任何具備UART接口的MCU都可以迅速地連接進(jìn)去，不需要去移植復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)，如此便極大地降低了開發(fā)的門檻。

（三）支持顯示屏型號一覽

WT2606B16芯片核心功能與優(yōu)勢詳解

（一）TFT/AMOLED彩屏多模式顯示——每種刷牙模式專屬視覺體驗(yàn)

WT2606B16具備內(nèi)置的屏幕驅(qū)動(dòng)以及資源管理引擎。它支持好多種顯示內(nèi)容類型。主控MCU只需要發(fā)出簡單的串口指令，就可以完成復(fù)雜界面的切換。最為突出的是，它針對每種刷牙模式定制了獨(dú)立又專屬的顯示界面，通過這樣來達(dá)成真正的差異化視覺引導(dǎo)。

三檔刷牙模式專屬界面設(shè)計(jì)：

完整顯示能力一覽：

·動(dòng)態(tài)圖片與GIF動(dòng)圖播放：支持循環(huán)播放或單次播放預(yù)存動(dòng)圖，開機(jī)自動(dòng)恢復(fù)上次畫面，免初始化步驟

·動(dòng)圖單次播放：專為一次性動(dòng)效設(shè)計(jì)——分區(qū)切換動(dòng)畫播完后自動(dòng)黑屏返回主界面；刷牙完成慶祝動(dòng)畫播完后可定格在最終畫面，呈現(xiàn)完整的完成感

·自由文字顯示：支持在屏幕任意坐標(biāo)輸出信息，展示刷牙已用時(shí)長、今日刷牙次數(shù)、刷頭剩余壽命等數(shù)據(jù)

·二維碼實(shí)時(shí)生成：開機(jī)引導(dǎo)界面展示APP下載二維碼，或動(dòng)態(tài)生成刷頭批次溯源碼，支持最長199字符URL

與傳統(tǒng)方案對比：

（二）16MB內(nèi)部存儲——無外置Flash的極簡硬件方案

WT2606B16存在著一個(gè)較為突出的硬件層面上的不一樣的地方。其內(nèi)部具有16MB（也就是128Mbit）容量較大的Flash存儲。如此一來就不需要像傳統(tǒng)的方案那樣得去外掛那種獨(dú)立的Flash芯片。

·資源文件容量：內(nèi)部存儲支持最大14MB的UI資源包（圖片+音頻+動(dòng)圖），足以存儲多套刷牙模式專屬動(dòng)畫、完整語音庫、品牌Logo動(dòng)效

·BOM成本下降：省去外置SPI Flash芯片（通常為W25Q系列），直接降低物料成本

·PCB面積節(jié)省：去掉外置Flash及其周邊去耦電容，HMI區(qū)域PCB面積進(jìn)一步縮減

·開發(fā)簡化：資源文件通過唯創(chuàng)知音配套打包工具直接生成`.wtui`格式后寫入芯片，無需額外Flash驅(qū)動(dòng)開發(fā)

（三）高品質(zhì)音頻系統(tǒng)——專業(yè)語音分區(qū)引導(dǎo)

WT2606B16具備集成的音頻播放引擎。它采用文件索引的方式去播放事先錄制好的語音以及提示音。并且不需要主控MCU參與到任何音頻解碼的工作當(dāng)中去。

·多段專屬語音庫：支持為開機(jī)歡迎、刷牙開始、四區(qū)域30秒切換提醒、2分鐘完成、充電接入/完成、刷頭更換提醒等場景分別錄制獨(dú)立語音文件，切換精準(zhǔn)、辨識度高

·32級音量精細(xì)調(diào)節(jié)：0~31級可編程音量，支持日常模式、夜間靜音模式、兒童大音量模式差異化配置

·隨時(shí)暫?？刂疲?/strong>主控可在任意時(shí)刻中斷正在播放的音頻，配合刷牙暫停功能實(shí)現(xiàn)流暢人機(jī)響應(yīng)

·顯示與音頻聯(lián)動(dòng)：圖片/動(dòng)圖與音頻可同步觸發(fā)播放，實(shí)現(xiàn)視聽一體的模式切換提示效果

與蜂鳴器方案對比：

（四）PWM多路輸出——馬達(dá)控制與燈效一體化

WT2606B16具備3路獨(dú)立的PWM輸出通道，其頻率固定為10KHz。它能夠支持靜態(tài)占空比的精確設(shè)定，同時(shí)還能夠支持動(dòng)態(tài)的呼吸燈效果。并且不需要主控MCU去占用任何的定時(shí)器資源。

三檔刷牙模式控制：

充電狀態(tài)LED呼吸燈：

·充電進(jìn)行中：LED呼吸燈緩慢漸變，視覺直觀

·充電完成：LED常亮，清晰告知用戶

·待機(jī)低功耗：極低亮度慢呼吸，保持狀態(tài)可見的同時(shí)降低功耗

呼吸燈的效果乃是由WT2606B16內(nèi)部自動(dòng)生成的漸變波形來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。主控不需要開展任何定時(shí)方面的干預(yù)工作，在經(jīng)過一次指令配置之后便持續(xù)地自主運(yùn)行著。

（五）BLE藍(lán)牙透傳——APP互聯(lián)零協(xié)議棧開發(fā)量

WT2606B16可以支持BLE和UART之間的雙向的數(shù)據(jù)透傳。主控MCU不需要具備任何藍(lán)牙協(xié)議棧方面的知識。主控MCU直接通過已有的UART通道和手機(jī)APP來進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。

典型數(shù)據(jù)交互場景：

（六）OTA空中升級——UI資源與固件雙通道迭代

WT2606B16將內(nèi)部存儲劃分成程序區(qū)以及資源區(qū)這兩個(gè)相互獨(dú)立的分區(qū)。它可以支持兩類OTA升級操作。

·程序固件升級：用于功能迭代、BLE協(xié)議更新、PWM策略優(yōu)化等邏輯變更，通過APP經(jīng)BLE通道推送，無需用戶手動(dòng)操作

·UI動(dòng)圖資源升級：更換刷牙引導(dǎo)動(dòng)畫、推送節(jié)日主題皮膚、替換品牌Logo動(dòng)效，與程序邏輯完全解耦；支持按索引局部替換單個(gè)動(dòng)畫，無需全量刷寫

兩套進(jìn)行升級的通道相互之間不存在影響的情況。在進(jìn)行升級操作的時(shí)候倘若出現(xiàn)了斷電的狀況，設(shè)備也不會(huì)產(chǎn)生異常的情形。在重新接上電源之后，依舊還可以繼續(xù)開展升級的流程。這樣的情況是非常安全的，同時(shí)也是十分可靠的。

WT2606B16芯片電動(dòng)牙刷應(yīng)用方案詳解

（一）系統(tǒng)硬件架構(gòu)

基于WT2606B16的智能電動(dòng)牙刷的方案采用了主控MCU以及WT2606B16協(xié)處理器這樣的雙芯片的架構(gòu)，這兩個(gè)芯片有著明確的分工情況。

┌───────────────────────────────────┐

│ 主控MCU（馬達(dá)+充電控制） │

│ 充電管理/馬達(dá)驅(qū)動(dòng)/按鍵檢測 │

└─────────────── UART ──────────────┘

│

┌────────────────────▼──────────────┐

│ WT2606B16 │

│ 內(nèi)置16MB Flash存儲 │

├───────────────────────────────────┤

│ TFT/AMOLED彩屏 揚(yáng)聲器 BLE天線 │

│ 模式專屬動(dòng)畫 語音提示 APP數(shù)據(jù) │

│ PWM1→馬達(dá)模式信號 │

│ PWM2/3→LED充電指示燈 │

└───────────────────────────────────┘

主控MCU承擔(dān)著馬達(dá)驅(qū)動(dòng)以及充電安全管理的職責(zé)。主控MCU借助UART向WT2606B16發(fā)送比如顯示、音頻、BLE等方面的人機(jī)交互指令。WT2606B16單獨(dú)去完成全部的HMI任務(wù)。主控MCU和WT2606B16彼此之間不存在相互干擾的情況。系統(tǒng)的架構(gòu)是清晰且明白的。

（二）完整刷牙體驗(yàn)流程

（三）刷頭壽命管理與掃碼溯源

WT2606B16可以在屏幕之上實(shí)時(shí)地生成并且顯示二維碼，它還和主控端的刷頭使用次數(shù)統(tǒng)計(jì)相結(jié)合，這樣子就可以達(dá)成一些功能 。

·刷頭累計(jì)使用超過90天后，屏幕自動(dòng)展示刷頭更換提醒頁面

·用戶掃描屏幕上的二維碼，直接跳轉(zhuǎn)至官方刷頭購買頁面或溯源信息

·無需額外增加NFC或二維碼貼紙，屏幕本身承載所有信息展示

（一）模式切換的多維度聯(lián)動(dòng)機(jī)制

當(dāng)需要去切換WT2606B16的刷牙模式的時(shí)候，使用一條串口指令便可以去觸發(fā)多維度的人機(jī)交互方面的聯(lián)動(dòng)情況。

·視覺層：屏幕畫面切換至對應(yīng)模式專屬動(dòng)圖（色調(diào)、動(dòng)畫風(fēng)格全部變換），視覺沖擊直接感知模式差異

·聽覺層：同步播放對應(yīng)模式的切換提示音或語音播報(bào)（"已切換至美白模式"）

·觸覺層：PWM占空比同步更新，馬達(dá)振動(dòng)強(qiáng)度即刻變化，用戶手持感知明確

三層聯(lián)動(dòng)的相關(guān)處理是由WT2606B16內(nèi)部自行來進(jìn)行處理的。主控MCU僅僅是發(fā)送一條模式切換的指令而已，不用去分別對屏幕、音頻、PWM這三路輸出進(jìn)行控制。這樣子就極大地簡化了主控端的邏輯。

（二）內(nèi)部存儲的資源管理機(jī)制

WT2606B16采用唯創(chuàng)知音所獨(dú)有的`.wtui`資源包格式去對內(nèi)部存儲進(jìn)行管理。

·圖片（PNG/JPG）、GIF動(dòng)圖、音頻文件通過官方打包工具統(tǒng)一封裝為`.wtui`資源包

·資源文件按索引編號（1~100）管理，主控通過文件索引號調(diào)用對應(yīng)資源，無需了解存儲細(xì)節(jié)

·支持局部替換：只需更新資源包中的特定索引文件，其余資源保持不變，OTA流量最小化

·內(nèi)置14MB有效存儲空間，可存儲多套完整的品牌主題皮膚

（三）OTA雙分區(qū)的安全保障

WT2606B16采用雙分區(qū)寫入的策略來進(jìn)行操作。在升級的時(shí)候，原本的固件或者資源是保持不變的。新的內(nèi)容會(huì)寫入到備用的分區(qū)當(dāng)中。只有當(dāng)全部都寫入完畢并且校驗(yàn)通過之后才會(huì)進(jìn)行原子性的切換啟動(dòng)分區(qū)。中途要是斷電，也不會(huì)影響設(shè)備正常使用的。重新上電之后就會(huì)以原來的版本來啟動(dòng)。還可以隨時(shí)重新發(fā)起升級。程序固件和UI資源分區(qū)是完全隔離的。在更新UI主題皮膚的時(shí)候，不涉及程序邏輯區(qū)域，所以風(fēng)險(xiǎn)是很低的。

（四）屏幕背光與系統(tǒng)功耗管理

WT2606B16可以提供獨(dú)立的背光控制，并且它同顯示內(nèi)容是相互分開的。

·刷牙進(jìn)行中：背光常開，確保計(jì)時(shí)和模式信息實(shí)時(shí)可見

·刷牙結(jié)束后無操作：自動(dòng)關(guān)閉背光，僅保留LED呼吸燈狀態(tài)指示

·充電待機(jī)：背光維持低亮度，降低整機(jī)待機(jī)功耗

·深度休眠：芯片整體待機(jī)功耗低至5μA，保障長周期續(xù)航

WT2606B16在電動(dòng)牙刷方案中的"一芯六能"

（一）WT2606B16在電動(dòng)牙刷方案中的"一芯六能"

（二）方案集成優(yōu)勢

（三）擴(kuò)展應(yīng)用方向

WT2606B16可以應(yīng)用于所有很多具備屏幕、擁有音頻功能并且支持BLE三合一人機(jī)交互的智能消費(fèi)電子品類之中。

·智能沖牙器：壓力檔位動(dòng)畫顯示+ 語音引導(dǎo) + APP牙周健康數(shù)據(jù)同步

·智能潔面儀：護(hù)膚方案圖文顯示+ 模式語音提示 + 皮膚檢測數(shù)據(jù)BLE上報(bào)

·兒童智能玩具：多媒體內(nèi)容播放+ 表情動(dòng)畫交互 + 家長APP遠(yuǎn)程監(jiān)控