CN111526506A - 用于无线通信的充电盒、方法及音频播放套件 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种用于无线通信的充电盒、与音频播放装置进行无线通信的方法及用于无线通信的音频播放套件。该充电盒包括：有线通信连接件，其配置为：经由与包含非实时操作系统的智能设备的音频接口之间的有线连接，从所述智能设备直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据；无线通信单元，其配置为向所述音频播放装置传输第二音频数据；处理器，其配置为执行实时操作系统以实现如下操作：根据要传输的所述第二音频数据的格式对接收到的所述第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到所述无线通信单元。本公开实施例的充电盒作为智能设备与音频播放装置之间的传输中继可实现音频数据的高速传输与实时处理，能够有效降低时延。

Description

用于无线通信的充电盒、方法及音频播放套件

技术领域

本公开涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种用于无线通信的充电盒、与音频播放装置进行无线通信的方法及用于无线通信的音频播放套件。

背景技术

随着社会进步和人民生活水平的提高，耳机已成为人们必不可少的生活用品。传统有线耳机通过导线连接智能设备（比如智能手机，笔记本电脑，平板电脑等），这会限制佩戴者的行动，尤其在运动场合十分不便。同时，耳机线的缠绕和拉扯，以及听诊器效应都影响用户体验。普通蓝牙耳机取消了耳机和智能设备之间的连线，但左右耳之间仍然存在连线。

左右耳机之间没有任何连线的真正的无线耳机应运而生。下文中，将“真正的无线耳机”简称为“无线耳机”，本文中的“无线耳机”则表示左右耳机之间没有任何连线的真正的无线耳机，以与市面上宣称无线但在左右耳机之间依然存在连线的“宣称的无线耳机”区别开。

通过无线耳机对智能设备中的音频进行播放时，首先需要智能设备对音频进行处理，并通过蓝牙将处理后的音频数据以无线通信方式传送至无线耳机。然而，由于智能设备的系统一般为非实时操作系统，经常会被其它任务较长时间打断，这时候为了使音频处理不中断，需要为各音频处理配置较大的缓存，导致时延较大，因而使得无线耳机较难实现低延时播放，影响播放效果。尤其在对声音的实时性要求较高的场景下，如在智能设备上玩游戏时，则会出现无线耳机播放的音频滞后于游戏动作、游戏视频的现象，这严重降低了用户体验。

发明内容

提供了本公开以解决背景技术中存在的上述缺陷。需要一种用于无线通信的充电盒、与音频播放装置进行无线通信的方法及用于无线通信的音频播放套件，其通过在充电盒内设置实时操作系统，从智能设备直接接收音频数据并利用该实时操作系统对音频数据进行适合音频播放装置接收的编码，并将编码后的音频数据转发到音频播放装置，避免了智能设备中非实时操作系统对音频数据的编码和转发处理，能够有效降低时延，可实现音频数据的高速传输与实时处理。

本公开的第一方面提供了一种用于无线通信的充电盒，用于对无线耳机充电，所述充电盒包括：有线通信连接件，其配置为：经由与包含非实时操作系统的智能设备的音频接口之间的有线连接，从所述智能设备直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据；无线通信单元，其配置为向所述音频播放装置传输第二音频数据；处理器，其配置为执行实时操作系统以实现如下操作：根据要传输的所述第二音频数据的格式对接收到的所述第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到所述无线通信单元。

本公开的第二方面提供了一种与音频播放装置进行无线通信的方法，所述方法经由用于对无线耳机充电的充电盒来实现，所述充电盒包括有线通信连接件、处理器以及无线通信单元，所述方法包括：由所述有线通信连接件经由与包含非实时操作系统的智能设备的音频接口之间的有线连接，从所述智能设备直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据；由所述处理器执行实时操作系统以实现如下操作：根据要传输的第二音频数据的格式对接收到的所述第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到所述无线通信单元；由所述无线通信单元以无线通信方式向所述音频播放装置传输第二音频数据。

本公开的第三方面提供了一种用于无线通信的音频播放套件，包括上述任一实施例所述的充电盒和音频播放装置。

利用根据本公开各个方案和各个实施例的用于无线通信的充电盒、与音频播放装置进行无线通信的方法及用于无线通信的音频播放套件，通过与智能设备的有线连接，可使充电盒直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据，由其安装的实时操作系统来执行音频编码和音频数据转发的任务，使智能设备跳过音频编码、转发给智能设备上无线通信单元的过程，从而避免了由非实时操作系统处理与传输音频数据所导致的时延问题。由于实时操作系统具有高度的实时性和可靠性，其保证了音频数据处理/传输的实时性、可靠性与稳定性，使得该充电盒尤其适用于低延时、高音频品质要求的场景，有效避免了音频滞后于视频图像的现象，提升了用户体验。在游戏场景下，低延时，保证了用户通过耳机、音箱收听到音频的实时性。另外，本实施例的技术方案不需要对智能设备和音频播放装置的结构做任何改变，只需要在二者之间增加特殊结构的充电盒作为音频数据的传输中继，即可实现音频数据的高速传输与实时处理，实现方式简单、成本低廉且有效。同时，本公开适用于诸如Android手机、Windows电脑之类的在市面上非常流行的非实时操作系统智能设备，具有广泛的实用价值。本公开中的音频播放装置可以是无线耳机、无线音箱，其可以与普通的智能设备（如Android手机，ISO手机等）直接连接，也可以跟其配套的充电盒连接以提供低时延音频，因此本公开具有很大的实用价值。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1所示为根据本公开的实施例的用于无线通信的充电盒的结构框图。

图2所示为根据本公开的另一实施例的用于无线通信的充电盒的结构框图。

图3所示为根据本公开的实施例的包括充电盒和音频播放装置在内的用于无线通信的音频播放套件的第一示例的示意图。

图4所示为根据本公开的实施例的包括充电盒和音频播放装置在内的用于无线通信的音频播放套件的第二示例的示意图。

图5所示为根据本公开的实施例的充电盒与智能设备和音频播放装置之间的通信传输的示意图。

图6所示为根据本公开的实施例的与音频播放装置进行无线通信的方法的流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。

本公开中使用的 “包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。本公开使用的技术术语“单元”旨在表示实现相应功能的模拟电路、数字电路、程序模块中的相应一种，其采用模拟电路、数字电路、程序模块中的何种形式取决于该“单元”的应用场景和所要实现的相应功能。

本公开使用的所有术语（包括技术术语或者科学术语）与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1所示为根据本公开的实施例的用于无线通信的充电盒的结构框图。如图1所示，该充电盒100用于对无线耳机充电，并且可以包括：有线通信连接件101，其配置为：经由与包含非实时操作系统的智能设备的音频接口之间的有线连接，从智能设备直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据；无线通信单元102，其配置为向音频播放装置传输第二音频数据；处理器103，其配置为执行实时操作系统以实现如下操作：根据要传输的第二音频数据的格式对接收到的第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到无线通信单元102；其中，实时操作系统可存储于存储器104上，例如，可作为可执行指令存储在存储器104中的内存上；也可以作为可执行指令存储在存储器104的其他存储部上，在被加载到内存上时由处理器103执行。

这里，智能设备100包括但不限于手机、可穿戴智能装置、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助手等。

非实时操作系统包括通常使用的Android系统、IOS系统、Windows系统、Linux系统等。由于非实时操作系统同时为多个用户任务服务并注重所有任务的平均响应时间，所以当非实时操作系统执行某一项任务时，容易被其他任务较长时间打断，从而不能保证该项任务在特定的时间范围内完成。例如，日常生活中使用的智能手机、笔记本电脑内安装的系统一般为非实时操作系统，当任务加载较多时，并不能保证某一项任务在特定的时间范围内予以响应或处理，容易出现任务缓冲或时延的现象。

处理器103可以执行存储在存储器104中的操作系统或程序以实现各种相应的操作和处理。在一些实施例中，处理器可以实现为FPGA、ASIC、DSP芯片、SOC（片上系统）、MPU等中的任何一种。

处理器103可以通信地耦合到存储器104并且被配置为执行存储在其中的计算机可执行指令。存储器104可以包括只读存储器（ROM）、闪存、随机存取存储器（RAM）、诸如同步DRAM（SDRAM）或Rambus DRAM的动态随机存取存储器（DRAM）、静态存储器（例如，闪存、静态随机存取存储器）等，其上以任何格式存储计算机可执行指令。在一些实施例中，存储器104除了实时操作系统以外，还可以存储一个或多个其他处理程序。计算机程序指令可以被处理器103访问，从ROM或者任何其他合适的存储位置读取，并加载到RAM中供处理器103执行。例如，存储器103可以存储一个或多个软件应用程序。实时操作系统（Real Time OperatingSystem，简称 RTOS）是指计算机能在规定的时间内，及时响应外部事件的请求，同时完成对该事件的处理，并能够控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。实时操作系统的主要特点是：在严格时间范围内，对外部请求做出反应，系统具有高度可靠性和实时性。

对于实时操作系统，其具体可包括ucosii、rtthread、MsgOS、Keil RTX、RTX、freeRTOS、Rhino等，但并不限于此。

音频接口包括音频线路，智能设备通过音频接口的音频线路可与外接设备进行音频信号的传输。音频播放装置指能够播放音频信号的装置，例如，耳机、音箱等。第一音频数据可以为原始音频数据，例如未经压缩编码的音频数据，可包括数字格式的原始音频数据或模拟格式的原始音频数；第二音频数据可以为与无线通信单元102的无线通信方式相匹配的格式的音频数据。

无线通信单元102指能够采用无线方式进行通信的单元，其中，无线方式包括但不限于蓝牙通信方式、WIFI通信方式、BLE通信方式、LE音频、ANT通信方式、RF4CE通信方式、Zigbee通信方式、NFC通信方式等。在一些实施例中，无线通信单元102可以实现为通信接口。

本领域的技术人员可以理解，音频文件一般以压缩（编码）的方式保存。常用的音频压缩格式包括mp3、mpeg4、mpeg、wav、midi、wma、amr等，其与无线通信传输的音频格式往往不同。以蓝牙通信传输的格式为例，其一般包括以下几种音频格式：Apt-X、SBC、AAC、LDAC。因此，按照传统的方式利用无线耳机（或其他无线音频播放装置）对智能设备中的音频进行播放时，首先需要智能设备中的非实时操作系统对音频文件进行音频解码，将压缩格式的音频数据转换为原始音频数据（比如PCM格式音频），然后对解码后的音频数据进行编码处理以将原始音频数据转换为与无线通信方式相匹配的格式，再将编码后的音频数据发送到智能设备上的无线通信单元，最后由该无线通信单元发送到无线耳机上对应的无线通信单元。

也就是说，利用传统的方式由智能设备通过无线通信的方式将音频数据传送至无线耳机时，需要在智能设备上完成音频解码、音频编码、转发至智能设备上的无线通信单元等步骤。然而，由于这些步骤均由智能设备上的非实时操作系统来执行，每一步都可能会被其他任务较长时间打断，为了确保音频传输的连续不被中断，在每一步骤需要较长时间的暂存音频数据，这样，当某一处理，比如音频编码、音频转发至智能设备上的无线通信单元，被其它任务较长时间打断时，其后续的处理可以从暂存的音频数据中获取。但各个处理步骤，各自需要的较长时间的暂存音频数据（比如数十毫秒），导致整个处理时间多花费的时间从数十毫秒至上百毫秒都有可能，从而产生较大的时延。这种时延不受耳机端控制，另一方面，由于市场已大量存在各种智能设备（例如，各种类型和配置的智能手机），其时延更是不受控制的。而且新上市智能手机，也未必会以其它方面代价来优化时延性能。

本公开实施例提供了一种用于无线通信的充电盒100，其通过从智能设备直接获得用于向音频播放装置传输的第一音频数据，并通过其上安装的实时操作系统凌驾（override）并替代智能设备本地的非实时操作系统对第一音频数据的编码和转发处理，作为智能设备与音频播放装置之间的音频数据的传输中继/转发装置，有效地解决了上述时延问题。

本公开实施例的用于无线通信的充电盒100包括有线通信连接件101、无线通信单元102和处理器103。充电盒100通过有线通信连接件101与包含非实时操作系统的智能设备的有线连接，可从智能设备直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据，由充电盒100中的处理器103执行实时操作系统来对接收到的第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到无线通信单元102，由该无线通信单元102向音频播放装置传输第二音频数据。本实施中的充电盒100通过与智能设备的有线连接，可直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据，由其安装的实时操作系统来执行音频编码和音频数据转发的任务，使智能设备跳过音频编码、转发给智能设备上无线通信单元的过程，从而避免了由非实时操作系统处理与传输音频数据所导致的时延问题。由于实时操作系统具有高度的实时性和可靠性，其保证了音频数据处理/传输的实时性、可靠性与稳定性，使得该充电盒100尤其适用于低延时、高音频品质要求的场景，有效避免了音频滞后于视频图像的现象，提升了用户体验。在游戏场景下，低延时，保证了用户通过耳机、音箱收听到音频的实时性。另外，本实施例的技术方案不需要对智能设备和音频播放装置的结构做任何改变，只需要在二者之间增加特殊构造的充电盒100作为音频数据的传输中继，即可实现音频数据的高速传输与实时处理，实现方式简单、成本低廉且有效。同时，本公开适用于诸如Android手机、Windows电脑之类的在市面上非常流行的非实时操作系统智能设备，具有广泛的实用价值。

在一些实施例中，有线通信连接件101可被配置为A/D模数接口，以与智能设备的D/A数模接口建立有线连接。此种情况下，A/D模数接口与D/A数模接口之间可通过常用的带有3.5 mm音频插头的音频线连接。这样，智能设备内的音频数据经过解码后，可由D/A数模接口将该解码后的数字音频信号转换为模拟音频信号，该模拟音频信号经音频线传输到充电盒100端时，由A/D模数接口再将模拟音频信号转换为数字音频信号以进行进一步的处理。

在一些实施例中，有线通信连接件101可被配置为typeC接口，以与智能设备的typeC接口建立有线连接。此种情况下，充电盒100端的typeC接口与智能设备的typeC接口之间可通过两端分别插入typeC接口的typeC线连接。这样，智能设备内的音频数据经过解码后，可由typeC接口和typeC线将该数字音频信号传输到充电盒100，由充电盒端的typeC接口接收该数字音频信号以进行进一步的处理。

由于市面上的智能设备（例如智能手机、笔记本电脑）一般都配备有可以传输音频数据的D/A数模接口和/或typeC接口，无论将充电盒100的有线通信连接件101配置为A/D模数接口还是typeC接口，都可与现有的智能设备很好地进行匹配，而无需对智能设备做结构上的改变，具有很强的实用性和通用性。当然，也可以在充电盒100上设置至少两个有线通信连接件101，分别配置为A/D模数接口和typeC接口，从而能够与各种音频接口的智能设备兼容。

在一些实施例中，在有线通信连接件101被配置为typeC接口的情况下，当在充电盒100的typeC接口插入typeC线与智能设备的typeC接口建立有线连接时，该有线连接除了可以传输音频数据以外，还可用于对智能设备进行充电、或者使用来自智能设备的电力对充电盒100进行充电。

进一步地，在一些实施例中，如图2所示，充电盒100还包括输入单元105，其配置为：在插入typeC线与智能设备的typeC接口相连的情况下，由用户输入对有线连接用于对智能设备进行充电、使用来自智能设备的电力对充电盒100进行充电、或者传输音频数据的选择。有线通信连接件101进一步被配置为：根据用户的选择执行操作。

具体地，输入单元105可实现为以按键、触摸屏或旋钮等形式进行选择的输入。例如，当输入单元105实现为以按键的形式进行输入时，可将输入单元105配置为三个按键，分别与对智能设备进行充电、使用来自智能设备的电力对充电盒100进行充电以及传输音频数据这三个选项相对应，则当用户按下其中一个按键时，代表选择了该按键所对应的选项，有线通信连接件101可根据该选项执行相应的操作。再如，当输入单元105实现为以旋钮的形式进行输入时，可将输入单元105配置为一个旋钮，旋钮的不同位置分别与对智能设备进行充电、使用来自智能设备的电力对充电盒100进行充电以及传输音频数据这三个选项相对应，则当用户将旋钮旋转至某一选项（如，使用来自智能设备的电力对充电盒100进行充电）所对应的位置时，有线通信连接件101可根据用户所做的选择使用来自智能设备的电力对充电盒100进行充电。

本公开实施例的充电盒100将有线通信连接件101配置为不仅可以通过与智能设备的有线连接传输音频数据，还可利用该有线连接实现对智能设备进行充电和使用来自智能设备的电力对充电盒100进行充电，并且通过输入单元105的设置使得用户可以输入不同的选项以根据不同的需求做出相应的选择，有效避免了不同选项间运行的冲突，极大地便利了用户的工作与生活，进一步提升了用户体验。

在一些实施例中，如图2所示，存储器104上还可存储音频附加处理程序，该音频附加处理程序由处理器103执行时可实现如下操作：判定所接收的第一音频数据与第二音频数据的格式是否相符，在不相符的情况下，启用实时操作系统对第一音频数据的编码。在一些实施例中，音频附加处理程序可以与实时操作系统一起实现为计算机可存储介质上存储的可执行指令，该可执行指令由处理器执行时，实现相应功能。

本公开实施例通过对接收的第一音频数据与第二音频数据的格式是否相符进行判定来确定是否启用实时操作系统对第一音频数据的编码。当第一音频数据与第二音频数据的格式相符时，说明接收到的音频数据已经被转换成与无线通信单元102的无线通信方式相匹配的格式，则无需对第一音频数据进行编码处理，可通过实时操作系统直接将该音频数据传输到充电盒100的无线通信单元102，由其传送至音频播放装置的无线通信单元即可。当第一音频数据与第二音频数据的格式不相符时，说明接收到的音频数据没有经过智能设备的处理，则可通过实时操作系统先对第一音频数据进行编码处理，得到与无线通信单元102的无线通信方式相匹配的第二音频数据，再将该第二音频数据传输到充电盒100的无线通信单元102，由其传送至音频播放装置的无线通信单元。本公开实施例提供的充电盒100在对接收的音频数据进行处理之前先通过音频附加处理程序的判定来确定是否需要启用实时操作系统对音频数据进行编码，避免了对系统资源和功耗的浪费。

在一些实施例中，音频播放装置可成对或成组设置，具体可包括成对的耳机套件、成组的耳机组件、成对的音箱套件和成组的音箱组件中的至少一种。例如，图3所示为本公开的实施例的包括充电盒100和成对的耳机套件200在内的音频播放套件的第一示例的示意图；再如，图4所示为本公开的实施例的包括充电盒100和成组的音箱组件在内的音频播放套件的第二示例的示意图。

本公开实施例中的音频播放装置可以是无线耳机、无线音箱，其可以与普通的智能设备（如Android手机，ISO手机等）直接连接，也可以跟其配套的充电盒连接以提供低时延音频，因此本公开具有很大的实用价值。

在一些实施例中，无线通信单元102被进一步配置为：与一个音频播放装置之间建立第一无线通信连接，并经由第一无线通信连接，向一个音频播放装置传输第二音频数据；与其他音频播放装置之间，通过其他音频播放装置对第一无线通信连接进行侦听的侦听无线通信连接，向其他音频播放装置传输第二音频数据，其中，该侦听无线通信连接可由其他音频播放装置利用第一无线通信的相关通信参数来实现，该相关通信参数由其他音频播放装置经由与上述一个音频播放装置的第二无线通信连接来得到。

下面将以智能设备为智能手机，以音频播放套件包括图3中所示的充电盒100和成对的耳机套件200为例，说明充电盒与智能设备和音频播放装置之间的通信传输过程。

结合图1、图3和图5所示，在智能手机400内安装的系统为非实时操作系统的情况下，当充电盒100通过有线通信连接件101与智能设备400的音频接口之间建立有线连接时，充电盒100从智能手机400直接接收用于向耳机套件200传输的第一音频数据。由充电盒100内的实时操作系统根据要传输的第二音频数据的格式对接收到的第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到充电盒100的无线通信单元102。无线通信单元102可与耳机套件200中的第一耳机201建立第一无线通信连接，并经由该第一无线通信连接，向第一耳机201传输第二音频数据。第一耳机201可通过无线传输的方式（即第二无线通信连接）将第一无线通信连接的相关通信参数传输给第二耳机202，以便第二耳机202对第一无线通信连接进行侦听，以建立第二耳机202与充电盒100之间的侦听无线通信连接。第二耳机202可通过侦听无线通信连接接收充电盒100传输的第二音频数据。这样，在用户佩戴耳机时，无需第一耳机201向第二耳机202转发全部的音频数据，第二耳机202无需与充电盒100重新建立新的无线通信连接，只需对第一无线通信连接进行侦听即可获得与第二音频数据同步性较好的音频数据，进一步降低了时延，使用户获得了更好的使用体验。

需要说明的是，上述相关通信参数是侦听第一无线连接所需的通信参数，随第一无线连接的属性不同而不同；以第一无线连接为蓝牙连接为例，其相关通信参数可以包括充电盒100的蓝牙地址、蓝牙picnet时钟、跳频相关信息、连接加密信息等中的至少一种或多种。

在一些实施例中，第一耳机201可以配置为：在正确接收到来自充电盒100的第二音频数据的当前无线帧的情况下，向第二耳机202发送指示帧，该指示帧表示发送者（即第一耳机201）正确接收到了第二音频数据的当前无线帧。第二耳机202在接收到指示帧的情况下，知晓第一耳机201已经正确接收到了第二音频数据的当前无线帧，在其自身也正确侦听得到了第二音频数据的当前无线帧的情况下，可以向充电盒100回复ACK。在第一耳机201和第二耳机202中的至少一个没有接收到来自充电盒100的第二音频数据的当前无线帧的情况下，则第二耳机202向充电盒100回复NACK。在充电盒100接收到ACK的情况下，就可以发送下一无线帧，否则需要重发当前的无线帧。重发在一段时间内执行，或者重发直到达到预定次数。

指示帧可以采用各种形式。在一些实施例中，指示帧可以是ACK帧。在一些实施例中，指示帧也可以是纠错码帧。在纠错码帧的发送者（例如第一耳机201）正确接收到第二音频数据的当前无线帧的情况下，纠错码帧包含通过对所接收到的第二音频数据的当前无线帧进行编码得到的纠错码。如果第二耳机202没有正确接收到来自充电盒100的第二音频数据的无线帧（例如发生了比特错误），但接收到了来自第一耳机201的纠错码帧，其可以尝试用接收到的纠错码帧纠正错误比特，纠错成功则可以向充电盒100回复ACK。如此，可以显著减少两个耳机之间的数据传输量，减少两个耳机之间的延时，增强数据传输的稳定性，提高音频数据的准确性并减少重传。

当然，无线通信单元102与多个音频播放装置之间也可以采用其他方式进行第二音频数据的传输，本公开对此不做限定。第一耳机201和第二耳机202的地位也可以调换，本公开对此不做限定。

本公开实施例还提供了一种与音频播放装置进行无线通信的方法，该方法经由用于对无线耳机充电的充电盒来实现。该充电盒可包括有线通信连接件、处理器以及无线通信单元。如图6所示，该方法可包括如下步骤：

步骤610：由有线通信连接件经由与包含非实时操作系统的智能设备的音频接口之间的有线连接，从智能设备直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据；

步骤620：由处理器执行实时操作系统以实现如下操作：根据要传输的第二音频数据的格式对接收到的第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到无线通信单元；以及

步骤630：由无线通信单元以无线通信方式向音频播放装置传输第二音频数据。

上述线通信连接件、处理器和无线通信单元可采用根据本公开各个实施例的线通信连接件、处理器和无线通信单元，由其执行的各步骤也与其各自的结构及特点相对应。例如，具体说明可参考充电盒结构部分的实施例，在此不再赘述。

本公开提供的方法通过有线通信连接件与包含非实时操作系统的智能设备的有线连接，可从智能设备直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据，然后由充电盒中的处理器执行实时操作系统来对接收到的第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到无线通信单元，由该无线通信单元向音频播放装置传输第二音频数据。本实施中的方法通过在充电盒与智能设备之间建立有线连接，可使充电盒直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据，由充电盒安装的实时操作系统来执行音频编码和音频数据转发的任务，使智能设备跳过音频编码、转发给智能设备上无线通信单元的过程，从而避免了由非实时操作系统处理与传输音频数据所导致的时延问题。实时操作系统高度的实时性和可靠性保证了音频数据处理/传输的实时性、可靠性与稳定性，使得该方法尤其适用于低延时、高音频品质要求的场景，能够有效避免音频滞后于视频图像的现象，提升用户体验。在游戏场景下，低延时，保证了用户通过耳机、音箱收听到音频的实时性。另外，本实施例的技术方案不需要对智能设备和音频播放装置的结构做任何改变，只需要在智能设备与充电盒之间，以及充电盒与音频播放装置分别建立通信连接，使得充电盒作为音频数据的传输中继即可实现音频数据的高速传输与实时处理，实现方式简单且有效。同时，本公开适用于诸如Android手机、Windows电脑之类的在市面上非常流行的非实时操作系统智能设备，具有广泛的实用价值。

在一些实施例中，实时操作系统可包括ucosii、rtthread、MsgOS、Keil RTX、RTX、free RTOS、Rhino中的至少一种。

在一些实施例中，无线通信方式可采用蓝牙通信方式、WIFI通信方式、BLE通信方式、LE音频、ANT通信方式、RF4CE通信方式、Zigbee通信方式、NFC通信方式中的至少一种。

在一些实施例中，有线通信连接件与智能设备的音频接口之间的有线连接包括：有线通信连接件被配置为typeC接口或者A/D模数接口，以与智能设备的音频接口建立有线连接。

当有线通信连接件被配置为A/D模数接口的情况下，A/D模数接口与智能设备的D/A数模接口之间可通过常用的带有3.5 mm音频插头的音频线连接。这样，智能设备内的音频数据经过解码后，可由D/A数模接口将该解码后的数字音频信号转换为模拟音频信号，该模拟音频信号经音频线传输到充电盒端时，由A/D模数接口再将模拟音频信号转换为数字音频信号以进行进一步的处理。

当有线通信连接件被配置为typeC接口的情况下，充电盒端的typeC接口与智能设备的typeC接口之间可通过两端分别插入typeC接口的typeC线连接。这样，智能设备内的音频数据经过解码后，可由typeC接口和typeC线将该数字音频信号传输到充电盒，由充电盒端的typeC接口接收该数字音频信号以进行进一步的处理。

由于市面上的智能设备（例如智能手机、笔记本电脑）一般都配备有可以传输音频数据的D/A数模接口和/或typeC接口，无论将充电盒的有线通信连接件配置为A/D模数接口还是typeC接口，都可与现有的智能设备很好地进行匹配，而无需对智能设备做结构上的改变，具有很强的实用性和通用性。

在一些实施例中，在有线通信连接件被配置为typeC接口的情况下，当在充电盒的typeC接口插入typeC线与智能设备的typeC接口建立有线连接时，该有线连接除了可以传输音频数据以外，还可用于对智能设备进行充电、或者使用来自智能设备的电力对充电盒进行充电。

进一步地，在一些实施例中，该方法还包括：在插入typeC线与智能设备的typeC接口相连的情况下，由用户输入对有线连接用于对智能设备进行充电、使用来自智能设备的电力对充电盒进行充电、或者传输音频数据的选择；有线通信连接件根据用户所选择的选项执行相应操作。

具体地，用户输入对有线连接用于对智能设备进行充电、使用来自智能设备的电力对充电盒进行充电以及传输音频数据的选择可通过按键、触摸屏或旋钮等形式实现。

利用本公开实施例的方法，使得充电盒的有线通信连接件不仅可以通过与智能设备的有线连接传输音频数据，还可利用该有线连接实现对智能设备进行充电和使用来自智能设备的电力对充电盒进行充电，并且使得用户可以输入不同的选项以根据不同的需求做出相应的选择，有效避免了不同选项间运行的冲突，极大地便利了用户的工作与生活，进一步提升了用户体验。

在一些实施例中，该方法还包括：判定所接收的第一音频数据与第二音频数据的格式是否相符，在不相符的情况下，启用实时操作系统对第一音频数据的编码，此操作可由处理器执行存储于存储器上的音频附加处理程序来实现。

本公开实施例通过对接收的第一音频数据与第二音频数据的格式是否相符进行判定来确定是否启用实时操作系统对第一音频数据的编码。当第一音频数据与第二音频数据的格式相符时，说明接收到的音频数据已经被转换成与无线通信单元的无线通信方式相匹配的格式，则无需对第一音频数据进行编码处理，可通过实时操作系统直接将该音频数据传输到充电盒的无线通信单元，由其传送至音频播放装置的无线通信单元即可。当第一音频数据与第二音频数据的格式不相符时，说明接收到的音频数据没有经过智能设备的处理，则可通过实时操作系统先对第一音频数据进行编码处理，得到与无线通信单元的无线通信方式相匹配的第二音频数据，再将该第二音频数据传输到充电盒的无线通信单元，由其传送至音频播放装置的无线通信单元。本公开实施例提供的方法在对接收的音频数据进行处理之前先通过对第一音频数据与第二音频数据的格式是否相符的判定来确定是否需要启用实时操作系统对音频数据进行编码，避免了对系统资源和功耗的浪费。

在一些实施例中，音频播放装置可成对或成组设置，具体可包括成对的耳机套件、成组的耳机组件、成对的音箱套件和成组的音箱组件中的至少一种。在这种情况下，以无线通信方式向音频播放装置传输第二音频数据可包括：与一个音频播放装置之间建立第一无线通信连接，并经由第一无线通信连接，向一个音频播放装置传输第二音频数据；与其他音频播放装置之间，通过其他音频播放装置对第一无线通信连接进行侦听的侦听无线通信连接，向其他音频播放装置传输第二音频数据，其中，该侦听无线通信连接可由其他音频播放装置利用第一无线通信的相关通信参数来实现，该相关通信参数由其他音频播放装置经由与上述一个音频播放装置的第二无线通信连接来得到。

当然，无线通信单元与多个音频播放装置之间也可以采用其他方式进行第二音频数据的传输，本公开对此不做限定。

对于目前常用的智能设备（比如Android手机等），一般通过蓝牙模块与本公开中无线耳机、无线音箱进行连接。通过蓝牙传输限制了音频信号的品质，在本公开中，智能设备与充电盒有线连接，充电盒与耳机或音箱间可以通过WIFI等连接，WIFI传输能力远大于蓝牙，因此同时本公开方案也能大幅提升音频信号品质。

本公开实施例还提供了一种用于无线通信的音频播放套件，包括如上任一实施例所述的充电盒和音频播放装置。

在一些实施例中，音频播放装置可成对或成组设置，具体可包括成对的耳机套件、成组的耳机组件、成对的音箱套件和成组的音箱组件中的至少一种。

例如，图3所示为本公开的实施例的包括充电盒100和成对的耳机套件200在内的音频播放套件的第一示例的示意图。

再如，图4所示为本公开的实施例的包括充电盒100和成组的音箱组件403a、403b、402、405、404a和404b在内的音频播放套件的第二示例的示意图。图4以5.1声道的音箱组件作为示例。具体说来，可以预先设定：音箱402为设置在智能设备400前方中央的中置音箱，用于播放中央声道的音频信号；音箱403a和403b为设置在智能设备400左右前侧的左右前置音箱，分别用于播放前置左右声道的音频信号；音箱404a和404b为设置在用户401周边（例如后方左右两侧）的左右环绕音箱，分别用于播放左右环绕声道的音频信号；以及音箱405可以是设置在左前置音箱403a的左侧的重低音音箱，用于播放所谓的0.1重低音声道。

5.1声道仅仅作为示例，在一些实施例中，立体声音频信号可以是四声道环绕、4.1声道、5.1声道、7.1声道中的任何一种，各个音箱则可以预先设定为播放任何一种声道模式中的其中一路音频信号。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合（例如，各种实施例交叉的方案）、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本公开的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例（或其一个或更多方案）可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种用于无线通信的充电盒，所述充电盒用于对无线耳机充电，其特征在于，所述充电盒包括：

有线通信连接件，其配置为：经由与包含非实时操作系统的智能设备的音频接口之间的有线连接，从所述智能设备直接接收用于向音频播放装置传输的第一音频数据；

无线通信单元，其配置为向所述音频播放装置传输第二音频数据；

处理器，其配置为执行实时操作系统以实现如下操作：根据要传输的所述第二音频数据的格式对接收到的所述第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到所述无线通信单元。

2. 根据权利要求1所述的充电盒，其特征在于，所述实时操作系统包括ucosii、rtthread、MsgOS、Keil RTX、RTX、free RTOS、Rhino中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的充电盒，其特征在于，所述有线通信连接件被配置为typeC接口或者A/D模数接口，以建立有线连接。

4.根据权利要求1-3中任何一项所述的充电盒，其特征在于，还包括输入单元，其配置为：在插入typeC线与所述智能设备的typeC接口相连的情况下，由用户输入对所述有线连接用于对所述智能设备进行充电、使用来自所述智能设备的电力对所述充电盒进行充电、或者传输音频数据的选择；

所述有线通信连接件进一步被配置为：根据用户的选择执行操作。

5.根据权利要求4所述的充电盒，其特征在于，所述音频播放装置成对或成组设置，包括成对的耳机套件、成组的耳机组件、成对的音箱套件和成组的音箱组件中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的充电盒，其特征在于，所述无线通信单元被进一步配置为：与一个音频播放装置之间建立第一无线通信连接，并经由所述第一无线通信连接，向所述一个音频播放装置传输所述第二音频数据；与其他音频播放装置之间，通过所述其他音频播放装置对所述第一无线通信连接进行侦听的侦听无线通信连接，向所述其他音频播放装置传输所述第二音频数据，其中，所述侦听无线通信连接由所述其他音频播放装置利用所述第一无线通信连接的相关通信参数来实现，所述相关通信参数由所述其他音频播放装置经由与所述一个音频播放装置的第二无线通信连接来得到。

7.根据权利要求1所述的充电盒，其特征在于，所述无线通信单元采用蓝牙通信方式、WIFI通信方式、BLE通信方式、LE音频、ANT通信方式、RF4CE通信方式、Zigbee通信方式、NFC通信方式中的至少一种通信方式。

8.根据权利要求1所述的充电盒，其特征在于，所述处理器被进一步配置为实现如下操作：判定所接收的所述第一音频数据与所述第二音频数据的格式是否相符，在不相符的情况下，启用所述实时操作系统对所述第一音频数据的编码。

9.一种与音频播放装置进行无线通信的方法，所述方法经由用于对无线耳机充电的充电盒来实现，其特征在于，所述充电盒包括有线通信连接件、处理器以及无线通信单元，所述方法包括：

由所述有线通信连接件经由与包含非实时操作系统的智能设备的音频接口之间的有线连接，从所述智能设备直接接收用于向所述音频播放装置传输的第一音频数据；

由处理器执行实时操作系统以实现如下操作：根据要传输的第二音频数据的格式对接收到的所述第一音频数据进行编码，并将编码得到的第二音频数据传输到所述无线通信单元；

由所述无线通信单元以无线通信方式向所述音频播放装置传输第二音频数据。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述实时操作系统包括ucosii、rtthread、MsgOS、Keil RTX、RTX、free RTOS、Rhino中的至少一种。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述有线通信连接件与所述智能设备的音频接口之间的有线连接包括：

所述有线通信连接件与所述智能设备的typeC接口或者D/A数模接口建立的有线连接。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在插入所述智能设备的typeC接口的情况下，由用户输入对所述有线连接用于对所述智能设备进行充电、使用来自所述智能设备的电力对所述充电盒进行充电、或者传输音频数据的选择；

由所述有线通信连接件根据用户所选择的选项执行相应操作。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述音频播放装置成对或成组设置，包括成对的耳机套件、成组的耳机组件、成对的音箱套件和成组的音箱组件中的至少一种，所述以无线通信方式向所述音频播放装置传输第二音频数据包括：

与一个音频播放装置之间建立第一无线通信连接，并经由所述第一无线通信连接，向所述一个音频播放装置传输所述第二音频数据；

与其他音频播放装置之间，通过所述其他音频播放装置对所述第一无线通信连接进行侦听的侦听无线通信连接，向所述其他音频播放装置传输所述第二音频数据，其中，所述侦听无线通信连接由所述其他音频播放装置利用所述第一无线通信连接的相关通信参数来实现，所述相关通信参数由所述其他音频播放装置经由与所述一个音频播放装置的第二无线通信连接来得到。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述无线通信方式采用蓝牙通信方式、WIFI通信方式、BLE通信方式、LE音频、ANT通信方式、RF4CE通信方式、Zigbee通信方式、NFC通信方式中的至少一种。

15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

由处理器实现如下操作：判定所接收的所述第一音频数据与所述第二音频数据的格式是否相符，在不相符的情况下，启用所述实时操作系统对所述第一音频数据的编码。

16.一种用于无线通信的音频播放套件，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的充电盒和音频播放装置。

17.根据权利要求16所述的音频播放套件，其特征在于，所述音频播放装置成对或成组设置，包括成对的耳机套件、成组的耳机组件、成对的音箱套件和成组的音箱组件中的至少一种。

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