在智能家居安防领域,玻璃破碎检测始终是刚性需求场景。如何通过低功耗、低成本的嵌入式方案实现高精度识别,长期困扰着众多开发者。瑞萨电子与Aizip联合推出的基于Tiny AI技术的玻璃敲碎声音事件离线检测方案,恰好给出了切实可行的答案——它直接在RA4系列MCU上运行,无需云端介入即可实时响应。
方案演示视频与测试效果
(请参见原文链接或附件获取方案演示视频,了解实际检测效果)
方案核心介绍
该方案的核心在于瑞萨RA系列MCU(具体型号R7FA4E10D2CNE),搭配Aizip的Tiny AI玻璃敲碎声检测算法库。开发板上的数字麦克风采集高保真音频数据,算法实时分析;一旦识别出玻璃敲碎声,即可根据用户自定义逻辑触发报警——例如点亮LED、串口输出等。得益于e² studio友好的开发环境,整个算法可快速部署到嵌入式设备上,落地门槛极低。

VOICE-RA4E1开发板实物图
资源占用情况
玻璃敲碎声音识别算法对MCU资源的需求非常友好:RAM仅需13KB,Flash占用115KB。这意味着即便是入门级MCU也能轻松承载该算法,实现高效运行。
性能实测数据
在咪头采集声音音量65dB~75dB范围内,识别准确率可达94%以上,且误识别率极低。该数据在实际测试中表现稳定,足以满足家庭安防场景的日常使用需求。
典型应用场景
最直接的应用是玻璃门窗防盗报警器。结合视频监控与声光报警功能,可实时监测门窗状态;一旦发生非法入侵(如砸碎玻璃),系统能在第一时间做出响应。此外,家庭智能监护产品也可集成此功能,用于检测老人或儿童意外打碎玻璃的情况。
方案核心优势
方案的核心优势体现在两点:一是实时监测,不依赖云端计算与网络延迟;二是报警逻辑可灵活定制。算法采用CRNN模型框架——融合了CNN局部特征提取能力与RNN长期依赖关系捕捉能力,通过端到端学习实现对音频数据的高效特征提取。该结构在声音事件检测中表现尤为出色。
演示硬件平台
演示平台采用瑞萨VOICE-RA4E1开发板,主控芯片R7FA4E10D2CNE基于Cortex-M33内核,主频100MHz,配备128KB RAM与512KB Flash。板载I2S接口的数字麦克风方便音频采集,同时带有LED指示灯和J-Link调试接口,输出与调试均十分便捷。实际产品中,可根据资源需求选择不同配置的瑞萨MCU型号。
部署应用技巧
实际部署时,工程提供了两种报警逻辑供选择:
一种是简单模式:一旦检测到玻璃敲碎声,红灯立即闪烁;若在闪烁过程中再次检测到敲碎声,闪烁时间会刷新延长。另一种是控制模式:只有当4秒内检测到两次敲碎声才触发报警——可有效过滤环境中偶尔出现的类似玻璃破碎的单一声音,显著降低误报率。此外,报警闪光、串口打印以及模型输出接口均开放给用户,完全可根据实际需求进行定制编程。
