CN106792357A - 一种蓝牙音箱电路及机器人交互系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝牙音箱电路，包括用于对各单元供电的电源单元、用于连接外部通讯的接口单元、用于控制内部各单元通讯的主控单元、用于接收发送音频信号的蓝牙单元以及喇叭单元；所述接口单元一端用于与外部接口相连接，所述接口单元另一端与主控单元相连接，所述主控单元还与蓝牙单元相连接，所述蓝牙单元与喇叭单元相连接。本发明提供的蓝牙音箱实现了蓝牙音箱与外部普通数据通讯、蓝牙连接音频传输功能。应用在机器人上增加了更多乐趣，提高了用户的体验感。

Description

一种蓝牙音箱电路及机器人交互系统

技术领域

本发明涉及音箱领域，尤其涉及一种蓝牙音箱电路及机器人交互系统。

背景技术

积木机器人采用主控制器、舵机、连接件、装饰件等器件搭建各种不同的形象，通过手机APP与主控制器蓝牙连接，传输各种指令控制舵机执行各种动作；但此种蓝牙连接只能传输普通指令数据，不能传输音频数据，使得机器人功能不够丰富，只能实现拼接搭建功能，不能给用户带来更好的体验感。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种蓝牙音箱电路及机器人交互系统系统，其既能通过手机APP控制机器人执行动作，又能与机器人进行音频信号交互。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种蓝牙音箱电路，包括：用于对各单元供电的电源单元、用于连接外部通讯的接口单元、用于控制内部各单元通讯的主控单元、用于接收发送音频信号的蓝牙单元以及播放音频信号的喇叭单元；

所述接口单元一端与外部接口相连接，所述接口单元另一端与主控单元相连接，所述主控单元还与蓝牙单元相连接，所述蓝牙单元与喇叭单元相连接。

优选的，所述接口单元包括第一接口和第二接口。

优选的，所述蓝牙音箱电路还包括开关单元，用作选择连接导通接口单元中的一个接口；所述开关单元一端与接口单元连接，另一端与主控单元连接。

优选的，所述蓝牙音箱电路还包括麦克风单元，所述麦克风单元与蓝牙单元相连接。

优选的，所述蓝牙音箱电路还包括状态指示单元，用作指示音箱的工作状态；所述状态指示单元与主控单元相连接。

优选的，所述开关单元包括开关模块，所述开关模块包括第一数据接口、第二数据接口、第一输出接口、第二输出接口以及第一使能接口、第二使能接口，所述第一数据接口、第二数据接口分别连接至所述第一接口和第二接口，所述第一输出接口、第二输出接口连接至所述主控单元，所述第一使能接口、第二使能接口也连接至所述主控单元，所述主控单元根据所述第一数据接口和第二数据接口的电平状态控制选择导通第一数据接口和第一输出接口，或者导通第二数据接口和第二输出接口。

优选的，所述主控单元包括主控模块，所述主控模块包括第三数据接口、第四数据接口、第三输出接口、第三使能接口、第四使能接口、第一蓝牙使能接口、第一蓝牙复位接口、第一蓝牙接收接口、第一蓝牙发送接口以及状态指示接口；所述第三数据接口、第四数据接口分别连接至所述第一接口和第二接口，所述第三输出接口连接至所述第一输出接口、第二输出接口，所述第三使能接口、第四使能接口连接至所述第一使能接口、第二使能接口，所述第一蓝牙使能接口、第一蓝牙复位接口、第一蓝牙接收接口、第一蓝牙发送接口连接至所述蓝牙单元，所述状态指示接口连接至所述状态指示单元。

优选的，所述蓝牙单元包括蓝牙模块；所述蓝牙模块包括第二蓝牙使能接口、第二蓝牙复位接口、第二蓝牙接收接口、第二蓝牙发送接口、第一音频接口、第二音频接口以及第一录音接口、第二录音接口、开关接口；所述第二蓝牙使能接口、第二蓝牙复位接口、第二蓝牙接收接口、第二蓝牙发送接口分别连接至所述第一蓝牙使能接口、第一蓝牙复位接口、第一蓝牙接收接口、第一蓝牙发送接口，所述第一音频接口、第二音频接口连接至所述喇叭单元，所述第一录音接口、第二录音接口、开关接口连接至所述麦克风单元。

优选的，所述电源单元包括电源模块，电源模块包括第五使能接口、第一输入接口、第四输出接口；输入电源电压经限流电阻连接至与第五使能接口，输入电源电压还经滤波电容连接至第一输入接口，经电源模块内部电压转换从第四输出接口输出电压。

一种机器人交互系统，包括上述的蓝牙音箱、移动终端以及机器人，所述蓝牙音箱与机器人相连接，所述移动终端通过APP与机器人、蓝牙音箱蓝牙连接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过以上各单元电路配置连接，实现了蓝牙音箱与外部普通数据通讯、蓝牙连接音频传输功能，为应用在机器人上增加了更多功能和乐趣。

附图说明

图1为本发明实施例一中蓝牙音箱电路的结构示意图；

图2为图1中的电源单元电路原理图；

图3为图1中的接口单元电路原理图；

图4为图1中的开关单元电路原理图；

图5为图1中的主控单元电路原理图；

图6为图1中的蓝牙单元电路原理图；

图7为图1中的喇叭单元电路原理图；

图8为图1中的麦克风单元电路原理图；

图9为图1中的状态指示单元电路原理图；

图10为本发明实施例二中机器人交互系统的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

参考图1，图1为本发明实施例中的蓝牙音箱电路单元结构示意图。在图1中，一种蓝牙音箱电路，包括：用于对各单元供电的电源单元800、用于连接外部通讯的接口单元100、用于选择导通接口单元中一个接口的开关单元200、用于控制内部各单元通讯的主控单元300、用于接收发送音频信号的蓝牙单元400、喇叭单元500、麦克风单元600以及状态指示单元700。

接口单元100一端与外部接口相连接实现与外部通讯传输，接口单元100另一端与开关单元200一端相连接，还与主控单元300一端相连接，开关单元200另一端与主控单元300相连接，实现主控单元确认接口连接导通并控制开关单元导通连接接口进行双向通讯传输；主控单元300与蓝牙单元400相连接，主控单元300还与状态指示单元700相连接，实现主控单元对蓝牙地址的配置和双向通讯传输以及控制蓝牙状态指示；蓝牙单元400与喇叭单元500相连接，蓝牙单元500还与麦克风单元600相连接，实现蓝牙单元的音频信号的播放以及录入。

具体的，各单元电路原理图参考图2-图9。

如图2所示，图2为电源单元电路原理图，实现将8.4V电源电压转换为3.3V电源电压给开关单元、主控单元、蓝牙单元以及状态指示单元直接供电。电源单元包括电源模块，电源模块包括第五使能接口、第一输入接口、第四输出接口，电源模块在本实施例优选为芯片U2，其中EN引脚为第五使能接口，VIN引脚为第一输入接口，BST引脚为第四输出接口，输入电源电压经电阻R2与芯片EN引脚相连接，输入电源电压还经电容C4、电容C5与芯片U2的VIN引脚相连，输出电压经U2的SW引脚输出。输入电源电压经电阻R2使芯片U2高电平有效，输入电压经电容C4、电容C5滤波输入到芯片U2的VIN引脚，从SW引脚输出经电容C6、电容C7、电容C8、电容C9滤波输出3.3V直流电压。

如图3所示，图3为接口单元电源原理图。接口单元包括2个接口J1和J2，根据需要接口可以选择1个或多个，当然对应的接口电路以及对应的开关单元以及主控单元电路都会对应改变。一个接口只能单进单出，这里优选的为2个，起级联扩展作用，一个连接外部，一个可以接入下一级设备，当上一级接通配置好，配置设备ID号就会导通下一级设备号，配置完成后就可以完全导通，直接广播控制。这样就可以知道每个设备号的对应位置。通过设置2个接口用户可随意搭配所有设备，不会受固定ID限制，提高可交互性。接口J1和接口J2各引出一条导线分别经电阻R15、电阻R16与开关单元和主控单元相连接。

如图4所示，图4为开关单元电路原理图。开关单元包括开关模块，开关模块包括第一数据接口、第二数据接口、第一输出接口、第二输出接口以及第一使能接口、第二使能接口，在本实施例中开关模块优选的为芯片U1，其中第7引脚、第4引脚为分别为第一数据接口、第二数据接口，第8引脚、第3引脚分别为第一输出接口、第二输出接口，第1引脚、第6引脚分别为第一使能接口、第二使能接口。第4引脚与接口J2相连接，第7引脚与接口J1相连接，第1引脚、第3引脚、第6引脚、第8引脚与主控单元连接。主控单元根据第4引脚和第7引脚的电平状态控制选择导通第4引脚和第3引脚，或者导通第7引脚和第8引脚。例如，当第7引脚COM1(即接口J1)为高电平时，主控单元通过第1引脚控制导通第7引脚和第8引脚。

如图5所示，图5为主控单元电源原理图。主控单元包括主控模块，主控模块包括第三数据接口、第四数据接口、第三输出接口、第三使能接口、第四使能接口、第一蓝牙使能接口、第一蓝牙复位接口、第一蓝牙接收接口、第一蓝牙发送接口以及状态指示接口；在本实施例中主控模块优选的为芯片U3，其中第11引脚、第13引脚分别为第三数据接口、第四数据接口，第17引脚为第三输出接口，第12引脚、第14引脚分别为第三使能接口、第四使能接口，第6引脚、第7引脚、第8引脚、第9引脚分别为第一蓝牙使能接口、第一蓝牙复位接口、第一蓝牙接收接口、第一蓝牙发送接口，第10引脚为状态指示接口。第11引脚、第13引脚与接口单元相连接，通过判断第11引脚或第13引脚的电平来控制开关单元与接口单元中的接口J1或J2导通连接，控制方式为通过在第12引脚或第14引脚输出高电平使开关单元导通接口J1或J2；主控单元数据传输通过第17引脚与开关单元第3引脚、第8引脚相连，内部选择与第4引脚或第7引脚连接，从而实现与接口J1或J2连接，进行数据双向传输；第6引脚、第7引脚、第8引脚、第9引脚与蓝牙单元连接，第6引脚对蓝牙单元进行蓝牙地址配置，第8引脚、第9引脚与蓝牙单元实现数据发送接收双向传输；第10引脚输出高电平驱动状态指示单元点亮进行状态指示。

如图6所示，图6蓝牙单元电源原理图。蓝牙单元包括蓝牙模块，蓝牙模块包括第二蓝牙使能接口、第二蓝牙复位接口、第二蓝牙接收接口、第二蓝牙发送接口、第一音频接口、第二音频接口以及第一录音接口、第二录音接口、开关接口，在本实施例中，蓝牙模块优选的为芯片U4，其中第45引脚、第12引脚、第18引脚、第19引脚分别为第二蓝牙使能接口、第二蓝牙复位接口、第二蓝牙接收接口、第二蓝牙发送接口，第5引脚、第6引脚分别为第一音频接口、第二音频接口，第7引脚、第8引脚、第9引脚分别为第一录音接口、第二录音接口、开关接口。第45引脚、第12引脚、第18引脚、第19引脚分别与主控芯片第6引脚、第7引脚、第8引脚、第9引脚相连接；第5引脚、第6引脚与喇叭单元相连接，进行音频信号的传输与播放；第7引脚、第8引脚、第9引脚与麦克风单元相连接，进行音频信号的录入。

如图7所示，图7为喇叭单元电源原理图。喇叭单元包括喇叭J5，音频信号经蓝牙单元芯片U4的第5引脚、第6引脚输出经磁珠FB7、磁珠FB8输入到喇叭J5中进行声音的转换。

如图8所示，图8为麦克风单元电源原理图。麦克风单元包括麦克风J4，声源经麦克风J4将声音转换为音频信号经电容C16、电容C20输入到蓝牙单元中。麦克风单元需蓝牙单元进行开关控制才可进行录音输入的交互，具体为芯片U4第9引脚输出高电平即可实现。

如图9所示，图9为状态指示单元电路原理图。状态指示单元包括LED灯D4，由芯片U3第10引脚进行控制，当第10引脚输出低电平，状态指示灯点亮。

通过以上各单元电路配置连接，实现了蓝牙音箱与外部普通数据通讯、蓝牙连接音频传输功能。应用在机器人上增加了更多乐趣，提高了用户的体验感。

实施二：

如图10，一种机器人交互系统，包括含上述实施例一中的蓝牙音箱10的机器人20、移动终端30，蓝牙音箱10与机器人20通过导线相连接，移动终端30通过蓝牙与机器人20和蓝牙音箱10无线连接。

蓝牙音箱10安装在机器人20内部，成为机器人20的音频输入输出设备。音箱中的麦克风可以录入用户语音传输到机器人主控制器中进行处理，机器人主控制器也可输出音频信号经音箱发出声音。

移动终端APP作为机器人的上层控制端，移动终端通过蓝牙与机器人无线连接，此蓝牙只能传输普通数据，比如一些操作指令数据等，而不能传输音频数据。移动终端还通过蓝牙与音箱无线连接，此蓝牙能传输音频数据。

操作过程如下：打开移动终端APP，通过蓝牙连接到机器人主控制器，如果主控制器连接有蓝牙音箱，控制器通过与蓝牙音箱连接的导线接收到电平信号确认已连接蓝牙音箱，主控制器通过蓝牙连接通知移动终端APP,并告知移动终端APP蓝牙音箱名称，移动终端APP就跳入手机设置界面连接到蓝牙音箱，从而实现移动终端与蓝牙音箱之间的音频数据传输。蓝牙音箱中的麦克风录入声音转换为音频信号传送到蓝牙单元通过蓝牙连接可以上传到移动终端APP上，实现录音通话等各项功能。

通过移动终端APP与机器人、蓝牙音箱之间的蓝牙连接，以及机器人与蓝牙音箱之间的导线连接，构建了三者之间的交互系统，从而实现指令数据蓝牙传输操作以及音频数据蓝牙传输，增强了积木机器人的乐趣性，提高了用户体验。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓝牙音箱电路，其特征在于，包括：用于对各单元供电的电源单元、用于连接外部通讯的接口单元、用于控制内部各单元通讯的主控单元、用于接收发送音频信号的蓝牙单元以及播放音频信号的喇叭单元；

所述接口单元一端用于与外部接口连接，所述接口单元另一端与主控单元相连接，所述主控单元还与蓝牙单元相连接，所述蓝牙单元与喇叭单元相连接。

2.根据权利要求1所述的蓝牙音箱电路，其特征在于，所述接口单元包括第一接口和第二接口。

3.根据权利要求2所述的蓝牙音箱电路，其特征在于，所述蓝牙音箱电路还包括开关单元，用作选择连接导通接口单元中的一个接口；所述开关单元一端与接口单元连接，另一端与主控单元连接。

4.根据权利要求1所述的蓝牙音箱电路，其特征在于，所述蓝牙音箱电路还包括麦克风单元，所述麦克风单元与蓝牙单元相连接。

5.根据权利要求1所述的蓝牙音箱电路，其特征在于，所述蓝牙音箱电路还包括状态指示单元，用作指示音箱的工作状态；所述状态指示单元与主控单元相连接。

6.根据权利要求3所述的蓝牙音箱电路，其特征在于，所述开关单元包括开关模块，所述开关模块包括第一数据接口、第二数据接口、第一输出接口、第二输出接口以及第一使能接口、第二使能接口，所述第一数据接口、第二数据接口分别连接至所述第一接口和第二接口，所述第一输出接口、第二输出接口连接至所述主控单元，所述第一使能接口、第二使能接口也连接至所述主控单元，所述主控单元根据所述第一数据接口和第二数据接口的电平状态控制选择导通第一数据接口和第一输出接口，或者导通第二数据接口和第二输出接口。

7.根据权利要求6所述的蓝牙音箱电路，其特征在于，所述主控单元包括主控模块，所述主控模块包括第三数据接口、第四数据接口、第三输出接口、第三使能接口、第四使能接口、第一蓝牙使能接口、第一蓝牙复位接口、第一蓝牙接收接口、第一蓝牙发送接口以及状态指示接口；所述第三数据接口、第四数据接口分别连接至所述第一接口和第二接口，所述第三输出接口连接至所述第一输出接口、第二输出接口，所述第三使能接口、第四使能接口连接至所述第一使能接口、第二使能接口，所述第一蓝牙使能接口、第一蓝牙复位接口、第一蓝牙接收接口、第一蓝牙发送接口连接至所述蓝牙单元，所述状态指示接口连接至所述状态指示单元。

8.根据权利要求7所述的蓝牙音箱电路，其特征在于，所述蓝牙单元包括蓝牙模块；所述蓝牙模块包括第二蓝牙使能接口、第二蓝牙复位接口、第二蓝牙接收接口、第二蓝牙发送接口、第一音频接口、第二音频接口以及第一录音接口、第二录音接口、开关接口；所述第二蓝牙使能接口、第二蓝牙复位接口、第二蓝牙接收接口、第二蓝牙发送接口分别连接至所述第一蓝牙使能接口、第一蓝牙复位接口、第一蓝牙接收接口、第一蓝牙发送接口，所述第一音频接口、第二音频接口连接至所述喇叭单元，所述第一录音接口、第二录音接口、开关接口连接至所述麦克风单元。

9.根据权利要求1所述的蓝牙音箱电路，其特征在于，所述电源单元包括电源模块，电源模块包括第五使能接口、第一输入接口、第四输出接口；输入电源电压经限流电阻连接至与第五使能接口，输入电源电压还经滤波电容连接至第一输入接口，经电源模块内部电压转换从第四输出接口输出电压。

10.一种机器人交互系统，其特征在于，包括含如权利要求1-9之一所述蓝牙音箱的机器人以及移动终端，所述移动终端通过APP与机器人、蓝牙音箱蓝牙连接。