CN102800344A - 一种音频无线播放系统和音频无线适配装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种音频无线播放系统和音频无线适配装置，该系统包括：音频数据源设备，其中，音频数据源设备进一步包括：无线信号产生模块和无线发射模块，PIA卡，其中，PIA卡进一步包括：无线接收模块、计算模块和存储模块，PIA音频接口转换器，用于将音频信号传送给音频播放设备，其中，PIA音频接口转换器的一端用于插入PIA卡，另一端连接音频播放设备，以及音频播放设备，用于音频信号的播放。本发明消除了物理连线的制约，与当前的数据源设备及音频播放设备完全兼容，并且可以轻松实现对新的音频协议或标准的支持，并且成本较低。

Description

一种音频无线播放系统和音频无线适配装置

技术领域

本发明涉及音视频编解码和无线通信传输领域，具体涉及一种音频无线播放系统和音频无线适配装置。

背景技术

随着物质条件的改善，家庭影音娱乐系统逐渐普及。其中家庭音响设备主要面临以下三个问题：1、音响设备与数据源设备之间的物理连接的端口多样、连线复杂；2、多种音频领域相关标准及技术应用差异化明显，互不兼容；3、当前的高保真音响设备灵活性很差，用户进行技术更新时，从而造成很大的资源浪费。以上提到的几个问题不仅存于音频播放场景中，也存在于家居用恒温控制等其他应用场合中。

目前比较典型的解决方案都基于无线传输，主要分为以下三种：

1、在计算机与扬声器之间实现流式传输的无线发送器和无线接收器对。该方案中，无线发送器插入到计算机的USB口中，而所有的无线接收器均插入到相应的立体声播放器中，并且通过合适的无线协议来实现传输。计算机上的任何音频文件都可以被流式的传输到接有相应无线接收器的扬声器上。但这种方案当前仅支持运行可以运行Windows等完整操作系统并具有USB接口的计算机，并不支持MP3、移动硬盘等数据源设备。

2、实现从“笨的”音频数据存储设备向扬声器传输音频的无线发送器与无线接收器对。该方案中，无线发送器是通过模拟的音频输出端口与数据源进行相连的，如立体声耳机接口，这适用于MP3播放器、电脑、平板设备及其他音频播放器设备。但其对于iPad或iPhone这样的应用而言具有一定的局限性，主要体现在a.）通过在iPhone等设备上插入额外的发送器，而且需要iPhone等设备供电，用户体验很差，用户更希望一种不引入额外接入设备而直接实现音频流式传输的解决方案。b.）如果源文件为7.1环绕声音效文件，当前的插口适配器并不能对其完成解析并送至多个环绕声音效的播放器上。c.）对于Pandora这样的基于云的音频服务而言，用户更希望将iPhone等设备作为控制中心，仅仅完成账户输入及播放内容的选定，一旦流媒体传输开始，iPhone就没有必要一直充当一个中间管理者的角色，以避免这样的控制过程不断消耗iPhone的能量。d.）iPhone的耳机插口是一个模拟接口，即使无线接口发送器具有自己的数字编码及压缩功能，仍然引入了不必要的模拟-数字-模拟转换，无形中降低了传输的音频质量，而完全数字化的传输方案就可以避免这种不必要的转换。

3、针对某种专门的网络传输技术而定制的扬声器或音频播放器。例如，苹果公司一直鼓励第三方的设备制造商生产支持其提出的AirPlay无线技术的智能音频播放器，以实现与其iOS设备的兼容。该解决方案主要存在以下几种缺陷：a.）只有市面上最新的专门集成AirPlay协议的扬声器才可以与iOS设备兼容，而原有的音频播放设备则不可以。b.）AirPlay是这类智能音频播放器中唯一实现的硬件功能，导致其面向其他的应用场景或者音频源设备的扩展性和灵活性不强。c.）这类专门实现的音频播放设备相对于传统的设备而言比较昂贵。

综上，现有的技术方案都有局限性，均不能满足多样的音频源设备与扬声器的组合。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，

本发明的一个目的在于提出一种通用性好、便于升级的音频无线播放系统。

根据本发明的音频无线播放系统，包括：音频数据源设备，其中，所述音频数据源设备进一步包括：无线信号产生模块，用于将音频数据源转化为无线信号；和无线发射模块，用于发射所述无线信号，PIA卡，其中，所述PIA卡进一步包括：无线接收模块，用于接收所述无线信号；计算模块，用于将所述无线信号转换为音频信号；和存储模块，所述存储模块用于对操作系统、用户隐私数据、应用数据及音频数据的存储及缓存，PIA音频接口转换器，用于将所述音频信号传送给音频播放设备，其中，所述PIA音频接口转换器的一端用于插入所述PIA卡，另一端连接音频播放设备，以及所述音频播放设备，用于所述音频信号的播放。

本发明提出的音频无线播放系统，消除了物理连线的制约，与当前的数据源设备及音频播放设备完全兼容，并且可以轻松实现对新的音频协议或标准的支持，并且成本较低。

本发明的另一个目的在于提出一种通用性好、灵活小巧的音频无线适配装置。

根据本发明的音频无线适配装置，包括：PIA卡，其中，所述PIA卡进一步包括：无线接收模块，用于接收承载音频数据信息的无线信号；计算模块，用于将所述无线信号转换为音频信号；和存储模块，所述存储模块用于对操作系统、用户隐私数据、应用数据及音频数据的存储及缓存，PIA音频接口转换器，用于将所述音频信号传送给音频播放设备，其中，所述PIA音频接口转换器的一端用于插入所述PIA卡，另一端连接所述音频播放设备。

本发明提出的音频无线适配装置，消除了物理连线的制约，与当前的数据源设备及音频播放设备完全兼容，并且可以轻松实现对新的音频协议或标准的支持，并且成本较低。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的音频无线播放系统的结构框图；

图2是本发明的音频无线播放系统的应用场景示意图；和

图3是本发明的音频无线适配装置的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1是本发明的音频无线播放系统的结构框图。如图1所示，音频无线播放系统包括音频数据源设备30、PIA卡10、PIA音频接口转换器20和音频播放设备40。其中：

音频数据源设备30用于提供承载音频数据信息无线信号，音频数据源设备30包括：用于将音频数据源转化为无线信号的无线信号产生模块310和用于发射所述无线信号的无线发射模块320。

PIA卡的主要作用是1.）实现与音频数据源设备的无线连接；2.）实现对音频播放设备的驱动；3.）音频协议与标准的转换；4.）通过在PIA卡的处理器上安装第三方应用及必要的配置，提供更丰富的音频娱乐体验，如云平台下的音频流式播放、社交分享等。PIA卡10用于包括：用于接收无线信号的无线接收模块110、用于将无线信号转换为音频信号的计算模块120以及用于数据存储及缓存的存储模块130。具体地，其中，计算模块110用于运行通用嵌入式操作系统，实现音频标准与协议的转换，支持通用的音频编解码标准技术，支持第三方应用的安装与升级；通讯模块120一方面用于实现实现无线适配装置与音频源设备的无线连接，即取代了当前应用场景中的物理连线，另一方面智能手机或桌面电脑等个人计算设备可以通过该通讯模块120访问PIA卡10的用户图形界面，从而实现用户对PIA卡10的功能配置和应用升级；存储模块130的功能与所有计算设备中的存储器功能类似，主要实现对操作系统、用户隐私数据、应用数据及音频数据的存储及实时应用中的数据缓存。

PIA音频接口转换器20用于实现PIA卡10与音频播放设备40之间的物理连接，将所述音频信号传送给音频播放设备40。其中，PIA音频接口转换器20的一端用于插入PIA卡10，另一端连接音频播放设备40。

在本发明的音频无线播放系统的一个实施例中，无线接收模块120为WiFi模块。

在本发明的音频无线播放系统的一个实施例中，音频数据源设备30可为所有具有或增设有无线通信能力的计算平台，iTunes、豆瓣FM、平板电脑、DVD播放机、功放、智能手机或收音机。

在本发明的音频无线播放系统的一个实施例中，音频播放设备可为各种通用音频播放设备(如迷你音箱、音柱式音箱、立体身扬声器、家庭影院等)，可具有mini-USB接口、3.5mm音频接口、立体声RCA接口、同轴音频接口SPDIF（Sony/Philips Digital InterFace）、TRS接口（Tip Ring Sleeve）、XLR接口或TS（Tip Sleeve）接口等接口。

为使本领域技术人员更好地理解本发明的音频无线播放系统，图2示出了本发明的音频无线播放系统的应用场景。图2中，最右边一列展示了若干种常见的音频数据源设备30，最左边一列展示了若干种常见的音频播放设备40，左二列展示了若干种常见的音频接口标准(左一列与左二列并非一一对应的关系)。中间虚线框中的部分则是PIA卡10和PIA音频接口转换器20，其中PIA卡10用于建立与数据源设备的连接，因其通用性及便携性考虑，PIA卡10只能支持少量的IO接口，因此其对外接口为SDIO或USB等通用接口。PIA接口转换装置20其一端与PIA卡相连，另一端与特定音频播放设备40兼容的音频接口相连。

本发明的音频无线播放系统有效的解决了背景技术中的三个问题：1.）消除了物理连线的制约：用户可以将音频播放设备随意放置在任何一处，数字源设备均可以通过Wi-Fi与音响设备上的PIA实现无线连接。从另一个角度而言，PIA卡可以被理解为Wi-Fi与音频播放器之间的适配器。（PIA卡并不仅仅用在扬声器上充当接收器，对于传统的数据源设备（不具有Wi-Fi通信能力）而言，我们同样可以在对PIA进行必要的配置后将其连接在数据源设备上充当数据发送者）。2.）本发明提出的方案可以轻松实现对新的音频协议或标准的支持，如iOS设备上的AirPlay无线传输技术，Amazon或Pandora等基于云平台的流媒体应用、新的多通道环绕声音效文件格式等，用户只需要在PIA上直接安装相应的应用并与扬声器建立理解后就可以实现。3.）与当前的数据源设备及音频播放设备完全兼容。随着无线通信技术的发展，通信带宽不断增加，无线连接取代传统的线缆连接方式成为发展的必然趋势。而当新的无线通信协议、音频应用或数据格式出现时，用户仅需要通过升级PIA设备中的相应部分就可以实现，而没有必要更换当前的音频播放设备。此外，由于本发明的核心器件PIA卡中引入了一个低成本的通用处理器，这个处理器的引入使得我们可以方便的实现所有音频源设备与各种各样的音频播放设备之间的连接。除了可以兼容各种新的协议与标准外，发明中所提出的适配器中的处理器还可以运行任意的新型应用，如可以直接从云服务端下载或播放流式音频文件。不同于此前采用专门无线通信协议的音频发送器-接收器对解决方案，本发明基于一种商业化应用的组成模块PIA，可以使得基于PIA卡实现的无线音频适配器的成本更低。

图3是本发明的音频无线适配装置的结构框图。如图3所示，音频无线适配装置，包括PIA卡10和PIA音频接口转换器20。其中：

PIA卡进一步包括：无线接收模块，用于接收承载音频数据信息的无线信号；计算模块，用于将所述无线信号转换为音频信号；和存储模块，所述存储模块用于对操作系统、用户隐私数据、应用数据及音频数据的存储及缓存。

PIA音频接口转换器，用于将所述音频信号传送给音频播放设备，其中，所述PIA音频接口转换器的一端用于插入所述PIA卡，另一端连接所述音频播放设备。

在本发明的音频无线播放系统的一个实施例中，所述无线接收模块为WiFi模块。

在本发明的音频无线播放系统的一个实施例中，所述无线信号源自增设有无线发射模块的iTunes、豆瓣FM、平板电脑、DVD播放机、功放、智能手机或收音机。

在本发明的音频无线播放系统的一个实施例中，所述音频播放设备具有mini-USB接口、3.5mm音频接口、立体声RCA接口、同轴音频接口SPDIF、TRS接口、XLR接口或TS接口。

本发明提出的音频无线适配装置，消除了物理连线的制约，与当前的数据源设备及音频播放设备完全兼容，并且可以轻松实现对新的音频协议或标准的支持，并且成本较低。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种音频无线播放系统，其特征在于，包括：

音频数据源设备，其中，所述音频数据源设备进一步包括：

无线信号产生模块，用于将音频数据源转化为无线信号；和

无线发射模块，用于发射所述无线信号，

PIA卡，其中，所述PIA卡进一步包括：

无线接收模块，用于接收所述无线信号；

计算模块，用于将所述无线信号转换为音频信号；和

存储模块，所述存储模块用于对操作系统、用户隐私数据、应用数据及音频数据的存储及缓存，

PIA音频接口转换器，用于将所述音频信号传送给音频播放设备，其中，所述PIA音频接口转换器的一端用于插入所述PIA卡，另一端连接音频播放设备，以及

所述音频播放设备，用于所述音频信号的播放。

2.如权利要求1所述的音频无线播放系统，其特征在于，所述无线接收模块为WiFi模块。

3.如权利要求1或2所述的音频无线播放系统，其特征在于，所述音频数据源设备为iTunes、豆瓣FM、平板电脑、DVD播放机、功放、智能手机或收音机。

4.如权利要求1-3中任一项所述的音频无线播放系统，其特征在于，所述音频播放设备具有mini-USB接口、3.5mm音频接口、立体声RCA接口、同轴音频接口SPDIF、TRS接口、XLR接口或TS接口。

5.一种音频无线适配装置，其特征在于，包括：

PIA卡，其中，所述PIA卡进一步包括：

无线接收模块，用于接收承载音频数据信息的无线信号；

计算模块，用于将所述无线信号转换为音频信号；和

存储模块，所述存储模块用于对操作系统、用户隐私数据、应用数据及音频数据的存储及缓存，

PIA音频接口转换器，用于将所述音频信号传送给音频播放设备，其中，所述PIA音频接口转换器的一端用于插入所述PIA卡，另一端连接所述音频播放设备。

6.如权利要求5所述的音频无线适配装置，其特征在于，所述无线接收模块为WiFi模块。

7.如权利要求5或6所述的音频无线播放系统，其特征在于，所述无线信号源自增设有无线发射模块的iTunes、豆瓣FM、平板电脑、DVD播放机、功放、智能手机或收音机。

8.如权利要求5-7中任一项所述的音频无线播放系统，其特征在于，所述音频播放设备具有mini-USB接口、3.5mm音频接口、立体声RCA接口、同轴音频接口SPDIF、TRS接口、XLR接口或TS接口。

Images