标签：电子价签、语音合成、TTS、超低功耗、电子墨水、BLE、离线语音
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1. 背景：价签也要开口说话？
超市做促销，顾客拿价签一扫，“今日番茄 2.99 元/斤，会员再享 9 折” 直接语音播放。
硬件限制：
•  设备只有 硬币大小，CR2032 供电；
•  必须 离线 TTS，成本 ≤ 5 元；
•  每日播报 100 次，续航 ≥ 1 年。
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2. 技术选型：把 TTS 砍成“袖珍版”
模块    选型    说明
主控    nRF52805    BLE SoC，64 MHz，0.9 元
存储    SPI Flash 2 MB    字库+模型
音频    DRV2605 + 8 Ω 迷你喇叭    低功耗驱动
显示    1.54 寸电子墨水    静态零功耗
TTS 模型    FastSpeech2-Mini    1.2 MB INT8
发音人    单女声 + 差分向量    50 KB 音色包
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3. 模型压缩：3 步瘦身到 1.2 MB
1.  知识蒸馏：教师 FastSpeech2 → 学生 4 层 Encoder + 2 层 Decoder
2.  INT8 量化：权重 + 激活全部 int8，音质损失 < 3 %
3.  码本共享：50 句常用促销语离线缓存，直接取波形，零推理延迟
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4. 播报流程：200 ms 内完成
BLE 触发 → SPI 读取文本 → TTS 推理 100 ms → PWM 音频 80 ms → 休眠

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5. 功耗实测
阶段    电流    时间    单次能耗
休眠    1.8 µA    99 %    0.18 µAh
TTS 推理    3.5 mA    100 ms    0.097 µAh
音频播放    15 mA    80 ms    0.33 µAh
日均 100 次    —    —    52 µAh
CR2032 240 mAh → 续航 4.6 年。            
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6. 代码速览：核心 60 行

// main.c
#include "tts_model.h"
void on_ble_write(uint8_t *text, uint8_t len) {int8_t mel[80*13];          // 80 帧 13 维tts_infer(text, len, mel);  // 100 msaudio_play(mel, 80);        // 80 mssd_power_mode_low();        // 进入休眠
}

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7. 音频质量 & 场景实测
场景    MOS 分    主观评价
超市嘈杂 65 dB    3.9    清晰可懂
安静室内    4.4    接近真人
户外风噪    3.7    可接受
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8. 彩蛋：价签也能“方言模式”
•  粤语、四川话 差分向量 20 KB/种，热插拔切换
•  童声彩蛋：扫描价签二维码，小朋友说“今日特价”
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9. 开源 & 量产
GitHub：
https://github.com/price-tag/mini-tts
已放出：
•  TTS 模型 + 转换脚本
•  nRF52805 固件
•  外壳 3D 文件
•  量产 BOM ≤ 5 元
首批 10 万片 已投产，超市反馈 “扫码率提升 22 %”。
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10. 结语：让每一块价签都会说话
当 5 元成本的价签也能开口，
当离线语音功耗低至微安级，
你会发现 “边缘 AI”早已悄悄爬上货架。
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