CN108900948A - 无线智能音箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线智能音箱，包括单片机、触摸按键模块、电源模块、音频编解码模块、无线通信模块、服务器、移动终端、喇叭和存储器，所述触摸按键模块、电源模块、音频编解码模块、无线通信模块和存储器均与所述单片机连接，所述服务器和移动终端均与所述无线通信模块连接，所述喇叭与所述音频编解码模块连接；电源模块包括电压输入端、电压输出端、第一稳压二极管、第一三极管、第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第二稳压二极管、第三二极管、第三电阻、第四电阻、第三运算放大器和第五电阻。本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

无线智能音箱

技术领域

本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种无线智能音箱。

背景技术

智能音箱是一个音箱升级的产物，是家庭消费者用语音进行上网的一个工具，比如点播歌曲、上网购物，或是了解天气预报，它也可以对智能家居设备进行控制，比如打开窗帘、设置冰箱温度、提前让热水器升温等。智能音箱工作时需要供电电路进行供电，传统智能音箱的供电电路使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统智能音箱的供电电路缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的无线智能音箱。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无线智能音箱，包括单片机、触摸按键模块、电源模块、音频编解码模块、无线通信模块、服务器、移动终端、喇叭和存储器，所述触摸按键模块、电源模块、音频编解码模块、无线通信模块和存储器均与所述单片机连接，所述服务器和移动终端均与所述无线通信模块连接，所述喇叭与所述音频编解码模块连接；

所述电源模块包括电压输入端、电压输出端、第一稳压二极管、第一三极管、第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第二稳压二极管、第三二极管、第三电阻、第四电阻、第三运算放大器和第五电阻，所述电压输入端分别与所述第一稳压二极管的阳极、第一三极管的集电极、第三二极管的阳极和第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一稳压二极管的阴极与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第三二极管的阴极分别与所述第一电阻的一端和第二运算放大器的同相输入端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第一运算放大器的同相输入端分别与所述第二电阻的一端、第三运算放大器的同相输入端、第二运算放大器的反相输入端和第二稳压二极管的阴极连接，所述第二稳压二极管的阳极接地，所述第二电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端、第五电阻的一端和电压输出端连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端和第三运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第五电阻的另一端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第二运算放大器的输出端和第三运算放大器的输出端连接，所述第三二极管的型号为S-103T。

在本发明所述的无线智能音箱中，所述电源模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第六电阻的阻值为36kΩ。

在本发明所述的无线智能音箱中，所述电源模块还包括第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第七电阻的另一端与所述第三运算放大器的同相输入端连接，所述第七电阻的阻值为43kΩ。

在本发明所述的无线智能音箱中，所述电源模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第一电容的另一端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第一电容的电容值为470pF。

在本发明所述的无线智能音箱中，所述第一三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的无线智能音箱中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本发明的无线智能音箱，具有以下有益效果：由于设有单片机、触摸按键模块、电源模块、音频编解码模块、无线通信模块、服务器、移动终端、喇叭和存储器；电源模块包括电压输入端、电压输出端、第一稳压二极管、第一三极管、第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第二稳压二极管、第三二极管、第三电阻、第四电阻、第三运算放大器和第五电阻，该电源模块相对于传统智能音箱的供电电路，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第三二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无线智能音箱一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明无线智能音箱实施例中，该无线智能音箱的结构示意图如图1所示。图1中，该无线智能音箱包括单片机1、触摸按键模块2、电源模块3、音频编解码模块4、无线通信模块5、服务器6、移动终端7、喇叭8和存储器9，其中，触摸按键模块2、电源模块3、音频编解码模块4、无线通信模块5和存储器9均与单片机1连接，服务器6和移动终端7均与无线通信模块5连接，喇叭8与音频编解码模块4连接。

具体而言，移动终端7与无线通信模块5建立无线连接和/或有线连接。音频编解码模块4用于采集模拟音频信号并转换为数字音频信号。单片机1获取经过音频编解码模块4转换后的数字音频信号，并通过无线通信模块5从服务器6中调用音频数据并发送至音频编解码模块4，以将音频数据转换为模拟音频信号并通过喇叭8进行播放。移动终端7可以是智能手机、平板电脑或PDA等。该音频编解码模块4可与拾音头连接，用于模拟音频信号与数字音频信号进行相互转换。

本实施例中，无线通信模块5可以为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。存储器9可以是NAND闪存、NOR闪存或者铁电存储器等。电源模块3向单片机1提供电力供应。

触摸按键模块2包括第一触摸按键、第二触摸按键、第三触摸按键、第四触摸按键和第五触摸按键。短按一次第一触摸按键可切换上一个音频文件，长按一次第一触摸按键增加音量。短按一次第二触摸按键可切换下一个音频文件；长按一次第二触摸按键减低音量。短按一次第三触摸按键时，单片机1从存储器9中调用存储于存储器9中的音频文件进行播放；长按一次第三触摸按键可搜索存储器9中的音频文件并进行播放。播放状态下，第四触摸按键用于切换播放或者暂停功能；按住第四触摸按键时，上电开机进入一键配置模式；已经处于一键配置模式，长按第四触摸按键进入AP配置模式。长按第五触摸按键开始语音识别录音，抬起停止录音，开始识别并播放识别到的音频文件。

本实施例中，可通过无线通信模块5接入互联网或者局域网，移动终端7接收用户发送的指令，并通过服务器6比对用户ID和无线智能音箱ID，以确认用户是否有对指定的音频文件的播放权限，并执行播放操作，从而提高该无线智能音箱的安全性及其接入网络的可靠性。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块3包括电压输入端Vin、电压输出端Vo、第一稳压二极管D1、第一三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第二稳压二极管D2、第三二极管D3、第三电阻R3、第四电阻R4、第三运算放大器A3和第五电阻R5，其中，电压输入端Vin分别与第一稳压二极管D1的阳极、第一三极管Q1的集电极、第三二极管D3的阳极和第一运算放大器A1的反相输入端连接，第一稳压二极管D1的阴极与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极接地，第三二极管D3的阴极分别与第一电阻R1的一端和第二运算放大器A2的同相输入端连接，第一电阻R1的另一端接地，第一运算放大器A1的同相输入端分别与第二电阻R2的一端、第三运算放大器A3的同相输入端、第二运算放大器A2的反相输入端和第二稳压二极管D2的阴极连接，第二稳压二极管D2的阳极接地，第二电阻R2的另一端分别与第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端和电压输出端Vo连接，第四电阻容的另一端分别与第三电阻R3的一端和第三运算放大器A3的反相输入端连接，第三电阻R3的另一端接地，第五电阻R5的另一端与第三运算放大器A3的输出端连接，第一运算放大器A1的输出端分别与第二运算放大器A2的输出端和第三运算放大器A3的输出端连接。

该电源模块3相对于传统智能音箱的供电电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第三二极管D3为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第三二极管D3的型号为S-103T，当然，在实际应用中，第三二极管D3也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

第四电阻R4和第三电阻R3构成分压器，温度升高时第三电阻R3的阻值下降，适当选取第四电阻R4的阻值，使第三运算放大器A3在设定的温度阈值内动作；当第三运算放大器A3的同相输入端输入低电平时，将封锁第三运算放大器A3的输出端输出的驱动信号，由于第一运算放大器A1、第二运算放大器A2和第三运算放大器A3是并联的，无论过压、欠压、过热任何一种故障发生，第三运算放大器A3都会输出低电平，封锁驱动信号使电源停止工作，保护电路。

本实施例中，第一三极管Q1为NPN型三极管，当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以采用PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块3还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端与第一三极管Q1的发射极连接，第六电阻R6的另一端接地。第六电阻R6为限流电阻，用于对第一三极管Q1的发射极电流进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第六电阻R6的阻值为36kΩ，当然，在实际应用中，第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块3还包括第七电阻R7，第七电阻R7的一端与第一运算放大器A1的同相输入端连接，第七电阻R7的另一端与第三运算放大器A23的同相输入端连接。第七电阻R7为限流电阻，用于进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第七电阻R7的阻值为43kΩ，当然，在实际应用中，第七电阻R7的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第七电阻R7的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块3还包括第一电容C1，第一电容C1的一端与第二运算放大器A2的输出端连接，第一电容C1的另一端与第三运算放大器A3的输出端连接。第一电容C1为耦合电容，用于防止第二运算放大器A2与第三运算放大器A3之间的干扰，以进一步增强防干扰的效果。值得一提的是，本实施例中，第一电容C1的电容值为470pF，当然，在实际应用中，第一电容C1的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第一电容C1的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，单片机1、触摸按键模块2、音频编解码模块4、服务器6、喇叭8和存储器9均采用现有技术中能够实现其功能的任意结构，这里不再獒述。

总之，本实施例中，该电源模块3相对于传统智能音箱的供电电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第三二极管D3为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无线智能音箱，其特征在于，包括单片机、触摸按键模块、电源模块、音频编解码模块、无线通信模块、服务器、移动终端、喇叭和存储器，所述触摸按键模块、电源模块、音频编解码模块、无线通信模块和存储器均与所述单片机连接，所述服务器和移动终端均与所述无线通信模块连接，所述喇叭与所述音频编解码模块连接；

所述电源模块包括电压输入端、电压输出端、第一稳压二极管、第一三极管、第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第二稳压二极管、第三二极管、第三电阻、第四电阻、第三运算放大器和第五电阻，所述电压输入端分别与所述第一稳压二极管的阳极、第一三极管的集电极、第三二极管的阳极和第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一稳压二极管的阴极与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第三二极管的阴极分别与所述第一电阻的一端和第二运算放大器的同相输入端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第一运算放大器的同相输入端分别与所述第二电阻的一端、第三运算放大器的同相输入端、第二运算放大器的反相输入端和第二稳压二极管的阴极连接，所述第二稳压二极管的阳极接地，所述第二电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端、第五电阻的一端和电压输出端连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端和第三运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第五电阻的另一端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第二运算放大器的输出端和第三运算放大器的输出端连接，所述第三二极管的型号为S-103T。

2.根据权利要求1所述的无线智能音箱，其特征在于，所述电源模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第六电阻的阻值为36kΩ。

3.根据权利要求2所述的无线智能音箱，其特征在于，所述电源模块还包括第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第七电阻的另一端与所述第三运算放大器的同相输入端连接，所述第七电阻的阻值为43kΩ。

4.根据权利要求3所述的无线智能音箱，其特征在于，所述电源模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第一电容的另一端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第一电容的电容值为470pF。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的无线智能音箱，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的无线智能音箱，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。