CN110223665A - 一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统及其数据交互方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种极低噪音的车载Wi‑Fi通信的卡拉OK系统及其数据交互方法，包括车联网主机、带有MIC和Wi‑Fi的设备、主、副麦克风和喇叭，车联网主机上设有Wi‑Fi模块、触摸显示屏、合音处理模块、功率放大器，带有MIC和Wi‑Fi的设备通过Wi‑Fi连接车联网主机的Wi‑Fi模块，Wi‑Fi模块连接合音处理模块的UART口，合音处理模块连接触摸显示屏的LVDS接口，合音处理模块的输出端连接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端通过左右声道连接喇叭，主、副麦克风接入合音处理模块的MIC接口，合音处理模块通过主、副麦克风同时拾取人声及环境声。本系统及其数据交互方法可实现车辆行驶或静止状态下的极低噪音的卡拉OK效果，满足随时随地High歌，并能将歌曲上传网络。
Description
技术领域
本发明涉及车载娱乐音响技术领域，尤其涉及一种基于车载无线网络的极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统及其数据交互方法。
背景技术
随着车载娱乐产品的发展迅速，已越来越需要更多的娱乐项目来使得驾乘者享受美好旅途生活。依据传统车辆的卡拉OK音响的实现，在新能源车辆上的实现也越将成熟，但经过多年和多辆车的客户反馈，新能源车辆的卡拉OK音响存在着噪音大、效果不理想、使用体验感低等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统及其数据交互方法，该卡拉OK系统通过Wi-Fi无线通信技术拾取MIC设备上的人声和噪声信息，并通过车载娱乐主机对人声信息进行滤波降噪后与伴音和合音融合编码，形成富有创造意义的合音环绕效果，最后通过喇叭播放，并能够通过网络将个人歌声、说话声及脱口秀等音视频信息上传网络。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统，包括车联网主机、带有MIC和Wi-Fi的设备、主麦克风、副麦克风和喇叭，车联网主机上设有Wi-Fi模块、触摸显示屏、合音处理模块、功率放大器，带有MIC和Wi-Fi的设备通过Wi-Fi无线网络连接车联网主机的Wi-Fi模块，Wi-Fi模块连接合音处理模块的UART口，Wi-Fi模块向合音处理模块发送由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声及环境声，合音处理模块连接触摸显示屏的LVDS接口，合音处理模块的输出端连接功率放大器的输入端，合音处理模块向功率放大器发送PCM音频数据，功率放大器的输出端通过左右声道连接喇叭，主麦克风、副麦克风接入合音处理模块的MIC接口，合音处理模块通过主麦克风、副麦克风同时拾取人声及环境声，合音处理模块将对由主麦克风、副麦克风拾取的人声及环境声和由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声及环境声进行分别编码及除噪后再比较捡取出相同的人声，再将捡取的人声与选定的伴音和合音进行融合编码实现合音。
作为本发明的一种改进， 所述合音处理模块包括SOC模块、DSP处理器、显示驱动模块、DDR3内存和eMMC存储器，Wi-Fi模块通过UART总线连接SOC模块，SOC模块通过IIS总线和SPI总线连接DSP处理器，显示驱动模块的输入端连接SOC模块和DSP处理器，显示驱动模块的输出端连接触摸显示屏，主麦克风、副麦克风连接DSP处理器的MIC接口，DDR3内存连接SOC模块，DSP处理器的输出端连接eMMC存储器，DSP处理器的PCM接口连接功率放大器。
作为本发明的一种改进， 所述车联网主机上设有3G/4G/5G模块，3G/4G/5G模块通过UART串行总线连接合音处理模块，3G/4G/5G模块通过SPI总线连接SOC处理器。
作为本发明的一种改进， 所述车联网主机上设有GPS和北斗模块，GPS和北斗模块通过I2C总线连接合音处理模块，GPS和北斗模块通过SPI总线连接SOC处理器。
作为本发明的一种改进，所述SOC模块采用适用于汽车信息娱乐系统的SoC处理器DRA72X进行设计，DSP处理器采用NXP恩智浦TEF6638HW音频DSP芯片进行设计，具体是采用DRA725处理器进行设计，所述Wi-Fi模块采用BCM43353LIUBG芯片进行设计，功率放大器采用TDF8546芯片进行设计。
作为本发明的一种改进， 所述3G/4G/5G模块采用HUAWEI Balong 5000 5G多模芯片进行设计，GPS和北斗模块采用U26-H82集成通信IC进行设计。
作为本发明的一种改进， 所述带有MIC和Wi-Fi的设备包括WIFI智能话筒、智能手机等设备。
上述卡拉OK系统的数据交互方法，首先，将带有MIC和Wi-Fi的设备和主麦克风、副麦克风同时开启，带有MIC和Wi-Fi的设备和主麦克风、副麦克风同时拾取车内的人声及环境声，其次，SOC模块将由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声及环境声进行SOC解析处理后传送至DSP处理器中进行编码、去除噪声后捡取出人声，同时DSP处理器对由主麦克风、副麦克风拾取的人声及环境声进行编码、去除噪声后捡取出人声；然后再将捡取的两部分人声进行比较后获得相同音源部分的人声，将获得的人声与选定的伴音和合音通过算法融合编码后输出到功率放大器进行放大处理或直接送入eMMC存储器中存储；最后通过喇叭将放大处理后的声音播放出来。
作为本发明的一种改进，上述卡拉OK系统的数据交互方法，具体操作步骤如下：
（1）开启车联网主机和带有MIC和Wi-Fi的设备，通过触摸显示屏将车联网主机上的卡拉OK应用程序打开，并在卡拉OK应用程序显示界面上选择Wi-Fi接收模式，将带有MIC和Wi-Fi的设备与车联网主机进行Wi-Fi通信连接；
（2）在卡拉OK应用程序显示界面上选择歌曲、设置伴音并在提示点歌成功后，驾乘者开始唱歌，由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取人声和环境声，同时通过主麦克风、副麦克风共同拾取人声和环境声；
（3）由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取人声和环境声通过Wi-Fi模块先送入SOC模块进行SOC解析处理，然后再送入DSP处理器进行编码、去除环境噪声和机器产生的白噪声，以捡取纯净的人声，通过主麦克风、副麦克风共同拾取的人声和环境声直接送入DSP处理器中进行编码、去除环境噪声和机器产生的白噪声，以捡取纯净的人声；
（4）将DSP处理器捡取的两部分人声进行比较并滤除不相同的音源部分，以进一步获得相同音源部分的且准确完整的人声；
（5）在DSP处理器中将相同音源部分的人声与由SOC模块传送来的伴音及合音音源采用融合编码进行合成处理，在此期间可设定伴音及合音音源的音量、伴奏音量及升降调，并在界面上显示合音成功后输出到功率放大器进行放大处理或直接送入eMMC存储器中存储；
（6）通过喇叭将放大处理后的声音播放出来，从听感上可以达到无损声音的效果，存储在eMMC存储器中的音源经应用程序进行有序操作，再通过3G/4G/5G模块上传网络。
作为本发明的一种改进， 在eMMC存储器中设置一个我的歌曲列表文件，将DSP处理器合成的音源实时存储至我的歌曲列表文件中。
相对于现有技术，本发明的卡拉OK系统整体结构设计巧妙，结构合理简单，安装简便，易于操作使用，用户体验度高，通过在车联网主机上增加Wi-Fi热点，将带有MIC和Wi-Fi的设备Wi-Fi连接车联网主机，以车联网主机上设置的主麦克风、副麦克风为 “主”点，以带有MIC和Wi-Fi的设备为“从”点，对车内的人声及环境声进行同时同步拾取，并在车联网主机上将由主麦克风、副麦克风拾取的人声和环境声与由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声和环境声进行数据比对，从而将纯净完善的人声准确地捡取出来，并通过DSP处理器进行编码处理后再与SOC模块送出的歌曲伴音和合音音源进行融合编码，最后经功率放大器处理后由喇叭放声，从而实现车辆行驶或静止状态下的极低噪音的卡拉OK效果，满足随时随地High歌，并通过3G/4G/5G模块将实时存储在eMMC存储器中歌曲列表文件的歌曲上传网络，为驾乘人员提供舒适的、愉快的旅途生活，将驾车旅行生活变得更加丰富多彩。
附图说明
图1为本发明优选实施例的卡拉OK系统的结构框图。
图2为本发明优选实施例的卡拉OK系统的实现结构示意图。
图3为本发明优选实施例的卡拉OK系统的数据交互方法的流程图。
图4为本发明优选实施例的卡拉OK系统中卡拉OK应用程序界面操作示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
如图1所示，为本发明优选实施例所提供的一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统，包括车联网主机、带有MIC和Wi-Fi的设备、主麦克风（MIC1）、副麦克风（MIC2）和喇叭，车联网主机上设有Wi-Fi模块、触摸显示屏、合音处理模块、功率放大器，带有MIC和Wi-Fi的设备通过Wi-Fi无线网络连接车联网主机的Wi-Fi模块，Wi-Fi模块连接合音处理模块的UART口， Wi-Fi模块向合音处理模块发送由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声及环境声，合音处理模块连接触摸显示屏的LVDS接口，合音处理模块的输出端连接功率放大器的输入端，合音处理模块向功率放大器发送PCM音频数据，功率放大器的输出端通过左右声道连接喇叭，主麦克风、副麦克风接入合音处理模块的MIC接口，主麦克风、副麦克风之间布置安装距离在4mm到10mm之间，合音处理模块通过主麦克风、副麦克风同时拾取人声及环境声，为了获得更加清晰的人声及环境声，在主麦克风、副麦克风与合音处理模块之间设有滤波电路，该滤波电路是为了防护安装在车辆上其他电子零部件对合音处理模块产生的共模干扰，合音处理模块将对由主麦克风、副麦克风拾取的人声及环境声和由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声及环境声进行分别编码及除噪后再比较捡取出相同的人声，再将捡取的人声与选定的伴音和合音进行融合编码实现合音。
其中，所述合音处理模块包括SOC模块、DSP处理器、显示驱动模块、DDR3内存和eMMC存储器，Wi-Fi模块通过UART总线连接SOC模块，SOC模块通过IIS总线和SPI总线连接DSP处理器，显示驱动模块的输入端连接SOC模块和DSP处理器，显示驱动模块的输出端连接触摸显示屏，主麦克风、副麦克风连接DSP处理器的MIC接口，DDR3内存连接SOC模块，DSP处理器的输出端连接eMMC存储器，DSP处理器的PCM接口连接功率放大器。
另外，所述车联网主机上还设有3G/4G/5G模块、GPS和北斗模块，3G/4G/5G模块通过UART串行总线连接合音处理模块中的SOC模块，GPS和北斗模块通过I2C总线连接合音处理模块，通过GPS和北斗模块实现整车的时间与国际时间同步，并将车辆位置准确的提供到网络，也可设置关闭位置信息。
如图2所示，在本系统中，所述SOC模块采用适用于汽车信息娱乐系统的SoC处理器DRA72X进行设计，DSP处理器采用NXP恩智浦TEF6638HW音频DSP芯片进行设计，具体是采用DRA725处理器进行设计，所述Wi-Fi模块采用BCM43353LIUBG芯片进行设计，功率放大器采用TDF8546芯片进行设计。所述3G/4G/5G模块采用HUAWEI Balong 5000 5G多模芯片进行设计，可实现低功耗、支持Sub-6G全频段以及网络覆盖无忧的性能，GPS和北斗模块采用U26-H82集成通信IC进行设计。所述带有MIC和Wi-Fi的设备包括WIFI智能话筒（麦克风）、智能手机等设备。
上述的卡拉OK系统使用车联网主机结合Wi-Fi技术，为驾乘人员提供了随时随地的无线MIC及极低噪音的卡拉OK 环境场地效果，具有卡拉OK歌曲、相声、脱口秀等娱乐项目，并具备根据个人喜好进行歌曲搜索、调节音量、伴奏音量及升降调等功能，特别是通过人声多通道输入和环境声（噪音）对比，使环境噪音将至最低，透出更加真实的人声，实现高保真的卡拉OK演唱效果，并能随时随地多人在线high歌，随时随地将已唱歌曲存储，并可随时上传到网络，或可随时下载和删除，由此为驾乘人员提供舒适的、快乐的旅途生活，将驾车旅行生活变得更加丰富多彩。
采用上述优选实施例所示出的卡拉OK系统实现卡拉OK功能的数据交互方法是，首先，将带有MIC和Wi-Fi的设备和主麦克风、副麦克风同时开启，带有MIC和Wi-Fi的设备和主麦克风、副麦克风同时拾取车内的人声及环境声，其次，SOC模块将由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声及环境声进行SOC解析处理后传送至DSP处理器中进行编码、去除噪声后捡取出人声，同时DSP处理器对由主麦克风、副麦克风拾取的人声及环境声进行编码、去除噪声后捡取出人声；然后再将捡取的两部分人声进行比较后获得相同音源部分的人声，将获得的人声与选定的伴音和合音通过算法融合编码后输出到功率放大器进行放大处理或直接送入eMMC存储器中存储；最后通过喇叭将放大处理后的声音播放出来。
如图3所示，上述的数据交互方法，具体操作步骤如下：
（1）开启车联网主机和带有MIC和Wi-Fi的设备，通过触摸显示屏将车联网主机上的卡拉OK应用程序打开，并在卡拉OK应用程序显示界面上选择Wi-Fi接收模式，将带有MIC和Wi-Fi的设备与车联网主机进行Wi-Fi通信连接；
（2）在卡拉OK应用程序显示界面上选择歌曲、设置伴音并在提示点歌成功后，驾乘者开始唱歌，由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取人声和环境声，同时通过主麦克风、副麦克风共同拾取人声和环境声；另外，在车辆网主机中可通过网络下载卡拉OK的伴音及合音至卡拉OK应用程序中，经过SOC模块整合处理后配置成独立的声源，再经过卡拉OK应用程序存储到伴音栏，驾乘人员可根据个人喜好通过卡拉OK应用程序界面选择所需的伴音及合音音源，然后进行点歌；
（3）由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取人声和环境声通过Wi-Fi模块先送入SOC模块进行SOC解析处理，然后再送入DSP处理器进行编码、去除环境噪声和机器产生的白噪声，以捡取纯净的人声，通过主麦克风、副麦克风共同拾取的人声和环境声直接送入DSP处理器中进行编码、去除环境噪声和机器产生的白噪声，以捡取纯净的人声；
（4）将DSP处理器捡取的两部分人声进行比较并滤除不相同的音源部分，以进一步获得相同音源部分的且准确完整的人声；
（5）在DSP处理器中将相同音源部分的人声与由SOC模块传送来的伴音及合音音源采用算法融合编码进行合成处理，在此期间可设定伴音及合音音源的音量、伴奏音量及升降调，并在界面上显示合音成功后输出到功率放大器进行放大处理或直接送入eMMC存储器中存储；其中，在eMMC存储器中设置一个我的歌曲列表文件，将DSP处理器合成的音源实时存储至我的歌曲列表文件中。
（6）通过喇叭将放大处理后的声音播放出来，从听感上可以达到无损声音的效果，存储在eMMC存储器中的音源通过3G/4G/5G模块上传网络。
上述优选实施例所示出的卡拉OK系统中运行的卡拉OK应用程序界面如图4所示，该应用程序包括了主显示界面，显示界面上由选歌栏，即为选择已经唱过的原唱和翻唱的歌，脱口秀，相声等等，包含了分类、拼音、明星、歌星、也可以通过输入关键字或词搜索；同时此应用程序也包括了设置台，包托调音、伴音音量、MIC音量、高低音、升降调；也包括听原唱，循环唱，顺序唱；包括了具有我选择的歌单、已唱歌单列表。
通过上述的卡拉OK应用程序界面实现卡拉OK功能的原理包括：
a) 功能设定：点歌，搜歌，加入伴奏，唱歌，控制台控制调音，更换伴奏音乐，评分，重唱，存储，我的歌曲，已唱歌曲。
b) 逻辑设定：车联网主机Wi-Fi热点打开，应用程序打开，打开手机或MIC（带Wi-Fi）设备，展示连接成功后，打开伴音设置，唱歌，存储歌曲，上传歌曲，重播，重唱，再存储。
c) 应用程序功能设定：
打开应用程序，歌曲搜索：包括歌星，分类，热门歌曲，珍藏歌曲，拼音点歌，随车学歌；
伴音设置：包含伴奏音量，升降调，MIC音量，原唱/伴唱；
我的歌曲：包括已唱歌曲列表，已点歌曲列表。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统，其特征在于：包括车联网主机、带有MIC和Wi-Fi的设备、主麦克风、副麦克风和喇叭，车联网主机上设有Wi-Fi模块、触摸显示屏、合音处理模块、功率放大器，带有MIC和Wi-Fi的设备通过Wi-Fi无线网络连接车联网主机的Wi-Fi模块，Wi-Fi模块连接合音处理模块的UART口，Wi-Fi模块向合音处理模块发送由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声及环境声，合音处理模块连接触摸显示屏的LVDS接口，合音处理模块的输出端连接功率放大器的输入端，合音处理模块向功率放大器发送PCM音频数据，功率放大器的输出端通过左右声道连接喇叭，主麦克风、副麦克风接入合音处理模块的MIC接口，合音处理模块通过主麦克风、副麦克风同时拾取人声及环境声，合音处理模块将对由主麦克风、副麦克风拾取的人声及环境声和由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声及环境声进行分别编码及除噪后再比较捡取出相同的人声，再将捡取的人声与选定的伴音和合音进行融合编码实现合音。
2.如权利要求1所述的一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统，其特征在于，所述合音处理模块包括SOC模块、DSP处理器、显示驱动模块、DDR3内存和eMMC存储器，Wi-Fi模块通过UART总线连接SOC模块，SOC模块通过IIS总线和SPI总线连接DSP处理器，显示驱动模块的输入端连接SOC模块和DSP处理器，显示驱动模块的输出端连接触摸显示屏，主麦克风、副麦克风连接DSP处理器的MIC接口，DDR3内存连接SOC模块，DSP处理器的输出端连接eMMC存储器，DSP处理器的PCM接口连接功率放大器。
3.如权利要求2所述的一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统，其特征在于，所述车联网主机上设有3G/4G/5G模块，3G/4G/5G模块通过UART串行总线连接合音处理模块。
4.如权利要求3所述的一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统，其特征在于，所述车联网主机上设有GPS和北斗模块，GPS和北斗模块通过I2C总线连接合音处理模块。
5.如权利要求2所述的一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统，其特征在于，所述SOC模块采用适用于汽车信息娱乐系统的SoC处理器DRA72X进行设计，DSP处理器采用NXP恩智浦TEF6638HW音频DSP芯片进行设计，Wi-Fi模块采用BCM43353LIUBG芯片进行设计，功率放大器采用TDF8546芯片进行设计。
6.如权利要求4所述的一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统，其特征在于，所述3G/4G/5G模块采用HUAWEI Balong 5000 5G多模芯片进行设计，GPS和北斗模块采用U26-H82集成通信IC进行设计。
7.如权利要求6所述的一种极低噪音的车载Wi-Fi通信的卡拉OK系统，其特征在于，所述带有MIC和Wi-Fi的设备包括WIFI智能话筒、智能手机。
8.如权利要求1-7任一项所述的卡拉OK系统的数据交互方法，其特征在于，首先，将带有MIC和Wi-Fi的设备和主麦克风、副麦克风同时开启，带有MIC和Wi-Fi的设备和主麦克风、副麦克风同时拾取车内的人声及环境声，其次，SOC模块将由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取的人声及环境声进行SOC解析处理后传送至DSP处理器中进行编码、去除噪声后捡取出人声，同时DSP处理器对由主麦克风、副麦克风拾取的人声及环境声进行编码、去除噪声后捡取出人声；然后再将捡取的两部分人声进行比较后获得相同音源部分的人声，将获得的人声与选定的伴音和合音通过算法融合编码后输出到功率放大器进行放大处理或直接送入eMMC存储器中存储；最后通过喇叭将放大处理后的声音播放出来。
9.如权利要求8所述的数据交互方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
（1）开启车联网主机和带有MIC和Wi-Fi的设备，通过触摸显示屏将车联网主机上的卡拉OK应用程序打开，并在卡拉OK应用程序显示界面上选择Wi-Fi接收模式，将带有MIC和Wi-Fi的设备与车联网主机进行Wi-Fi通信连接；
（2）在卡拉OK应用程序显示界面上选择歌曲、设置伴音并在提示点歌成功后，驾乘者开始唱歌，由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取人声和环境声，同时通过主麦克风、副麦克风共同拾取人声和环境声；
（3）由带有MIC和Wi-Fi的设备拾取人声和环境声通过Wi-Fi模块先送入SOC模块进行SOC解析处理，然后再送入DSP处理器进行编码、去除环境噪声和机器产生的白噪声，以捡取纯净的人声，通过主麦克风、副麦克风共同拾取的人声和环境声直接送入DSP处理器中进行编码、去除环境噪声和机器产生的白噪声，以捡取纯净的人声；
（4）将DSP处理器捡取的两部分人声进行比较并滤除不相同的音源部分，以进一步获得相同音源部分的且准确完整的人声；
（5）在DSP处理器中将相同音源部分的人声与由SOC模块传送来的伴音及合音音源采用融合编码进行合成处理，在此期间可设定伴音及合音音源的音量、伴奏音量及升降调，并在界面上显示合音成功后输出到功率放大器进行放大处理或直接送入eMMC存储器中存储；
（6）通过喇叭将放大处理后的声音播放出来，存储在eMMC存储器中的音源经过应用程序进行有序操作，再通过3G/4G/5G模块上传网络。
10.如权利要求9所述的数据交互方法，其特征在于，在eMMC存储器中设置一个我的歌曲列表文件，将DSP处理器合成的音源实时存储至我的歌曲列表文件中。
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- 2019-06-21 CN CN201910540088.9A patent/CN110223665A/zh active Pending
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