AR-1106声源定位模组：TDOA算法如何精准锁定5米内的说话人方向？

在智能监控、会议录音、机器人交互等场景中，"声音从哪里来"是一个核心需求。AR-1106 声源定位模组基于 TDOA（Time Difference of Arrival）时差定位算法，可在 0~180° 范围内实时追踪说话人方向，定位精度高、响应速度快，5 米远距触发依然稳定。

本文从算法原理、硬件接口、串口协议到典型应用，全面解析这款声源定位模组的技术细节与开发接入方法。

一、TDOA 算法的基本原理

TDOA（到达时间差）算法的核心思路并不复杂：声音到达两个麦克风的时间差，与声源到两个麦克风的距离差成正比。在已知两个麦克风间距和声速的条件下，可以计算出声音来源的方向角。

AR-1106 模组内置双麦克风阵列，通过测量同一声音信号到达两个麦克风的时间戳差值，实时解算出说话人相对于模组的中轴方向（0~180° 半平面定位）。这种算法相比单纯的能量检测抗噪性更强，不易受环境噪声误触发。

二、核心性能参数

AR-1106 的关键规格如下：

• 定位角度：0~180°（半平面，覆盖前方 180° 范围）
• 触发距离：最远 5 米，命令词触发依然稳定
• 串口输出：9600 Kbps，16 进制格式
• 内置降噪：AI 降噪，有效过滤环境噪音和无关对话
• 舵机驱动：内置 SG90 驱动，可直接控制摄像头云台或机器人转向
• 工作温度：-20℃ ~ 70℃

特别值得注意是舵机驱动部分——AR-1106 内置 SG90 驱动电路，可直接输出 PWM 控制信号，驱动摄像头云台或小型机器人转向声源方向，无需外接驱动芯片，降低了系统复杂度。

三、串口协议：如何解析角度数据

AR-1106 通过 UART 输出声源定位结果，波特率固定为 9600 Kbps，数据格式为 HEX（16进制），便于单片机或 PLC 解析。

典型输出示例：

• 说话人在正前方（90°）时，输出 5A
• 说话人在左侧 45° 时，输出对应 HEX 值
• 说话人在右侧 135° 时，输出对应 HEX 值

MCU 端只需每帧读取串口缓冲区，按固定帧格式解析 HEX 数据，即可获得声源角度值，进而控制云台舵机转向目标方向。响应延迟极低，从检测到输出角度通常在毫秒级完成。

四、舵机联动的工程实现

AR-1106 内置的 SG90 驱动是很多开发者选择这款模组的重要原因。开发时有两点需要特别注意：

第一，电源供应要充足。SG90 舵机启动瞬间电流可达 800mA，如果直接由 AR-1106 模组供电，可能出现供电不足导致模组重启。建议使用外部 1A~2A 的 5V 电源独立为舵机供电，AR-1106 仅输出 PWM 控制信号。

第二，PWM 信号线连接到模组的舵机控制端口。模组根据声源定位结果自动输出舵机转角 PWM 信号，云台跟随声源转动，实现"声源在哪里，摄像头就看向哪里"的智能追踪效果。

五、AI 降噪：嘈杂环境依然稳定

声源定位在真实环境中最大的挑战不是算法本身，而是噪声干扰。会议室里有人敲键盘、工厂车间里有机械运转声——这些噪声如果不加处理，会严重影响定位准确性。

AR-1106 内置 AI 智能降噪模块，基于神经网络算法区分人声与环境噪声。实验测试表明，在 65dB 以上的嘈杂工业环境中，AR-1106 依然能稳定追踪说话人方向，误判率极低。这一点是很多传统能量检测方案无法做到的。

六、典型应用场景

基于上述技术优势，AR-1106 的典型应用包括：

• AI 智能追踪摄像头：声源定位 + 舵机云台，实现"谁说话镜头就跟谁"的智能会议摄像
• 语音交互机器人：机器人判断说话人方向后转身面向用户，交互体验更自然
• 工业异响定位：工厂设备异常声源定位，快速定位故障点
• 智能门禁对讲：来人说话时自动将摄像头对准，提高安防效率
• 互动玩具：声控互动机器人，感知孩子声音方向并做出反应

七、开发接入建议

接入 AR-1106 模组时，建议按以下步骤操作：

1. 串口连接：TX/RX 连接到 MCU 的 UART 接口，波特率设为 9600 Kbps
2. 舵机连接：SG90 舵机信号线连接到模组的 PWM 输出端口，电源独立供电
3. 固件配置：联系供应商定制唤醒词（最多 10 条，建议 4~6 字）
4. 调试验证：用串口助手监听输出，观察不同位置说话时的 HEX 角度值是否正确

需要特别强调的是，AR-1106 的唤醒词需要向供应商定制，单次最多支持 10 条命令词。建议词长 4~6 字，避免重叠音、多音字和口语化表达，以保证识别准确率。

总结

AR-1106 以 TDOA 算法为核心，集声源定位、AI 降噪、舵机驱动三大功能于一体，是智能追踪摄像、会议录音、机器人交互等场景的高性价比方案。内置舵机驱动大幅简化了系统设计，AI 降噪保障了嘈杂环境下的定位稳定性，5 米远距触发覆盖了大多数室内使用场景。

如果你正在开发需要"听声辨位"的智能产品，AR-1106 模组值得关注。