CN113825105B - 一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统及方法，通过控制软件直观的UI操作连接蓝牙音箱主机，并通过蓝牙广播进行无限制的蓝牙音箱从机组网，并进行数据与控制指令的发送；采用高码率低失真的Opus对音频数据进行编解码，减少蓝牙音箱主机和蓝牙音箱从机的同步延时，大大提升用户体验，具有很强的实用价值和市场推广价值。

Description

一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统及方法
技术领域
本发明涉及蓝牙技术领域，特别是涉及一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统及方法。
背景技术
随着科技的发展以及人们生活品质的提高，蓝牙产品得到了广泛的使用，特别是蓝牙音箱。蓝牙音箱摆脱了传统耳机和音频源设备之间的物理电线，极大地便利了大家的生活，已经成为智能家居的必备品。
但是，在实际应用过程中，单个蓝牙音箱限于体积以及结构等问题，喇叭功率普遍较小，大部分音箱只有一个喇叭，这就限制了智能音箱的音质等音乐表现。TWS技术虽可以组对，但也只能组成一对一的音箱系统，无法实现更多蓝牙音箱设备的组网，用户体验不能得到满足。
因此，亟需一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统及方法，能够解决现有蓝牙音箱无法一对多组网的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统及方法，以解决上述现有蓝牙音箱无法一对多组网的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，包括智能手机，所述智能手机安装有控制软件，所述智能手机与蓝牙音箱主机通过蓝牙连接，所述蓝牙音箱主机与多个蓝牙音箱从机通过蓝牙连接。
本发明还提供一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制方法，包括以下步骤：
(1)智能手机与蓝牙音箱主机建立蓝牙数据连接；
(2)蓝牙音箱主机通过蓝牙广播搜索附近的蓝牙音箱从机，并将搜索到的附近的蓝牙音箱从机的信息上传至智能手机；
(3)智能手机的控制软件通过UI显示附近的蓝牙音箱从机的信息，在控制软件中选择待组网的蓝牙音箱从机，并由智能手机将待组网的蓝牙音箱从机信息发送至蓝牙音箱主机；
(4)蓝牙音箱主机收到待组网的蓝牙音箱从机信息后将其写入蓝牙广播包，并进行广播；
(5)蓝牙音箱从机收到蓝牙广播并进行解析，判断广播中是否含有本机信息，若有则进入从机模式；
(6)蓝牙音箱主机将智能手机上播放的音频流数据发送至蓝牙音箱从机；
(7)蓝牙音箱从机接收到音频流数据后经解码进行播放。
优选地，步骤(1)具体为：
用户在智能手机上安装指定的控制软件，控制软件通过智能手机的蓝牙模块与蓝牙音箱主机的音频蓝牙建立蓝牙连接，即A2DP和AVRCP的Profile连接。
优选地，步骤(2)具体为：
蓝牙音箱主机打开蓝牙广播接收模式，接收附近的蓝牙音箱从机发送的蓝牙广播，附近的蓝牙音箱从机在未组网之前都会定时发送自身信息的广播，广播包括本机的蓝牙名称、MAC地址；蓝牙音箱主机解析到蓝牙广播含有蓝牙名称、MAC地址信息，则将该信息上传至智能手机的控制软件。
优选地，步骤(3)具体为：
智能手机的控制软件在收到蓝牙音箱主机上传的附近的蓝牙音箱从机的信息数据时，通过UI直观显示出来；当用户选择某个或某几个附近的蓝牙音箱从机进行组网操作时，智能手机的控制软件把相应的蓝牙名称、MAC地址发给送蓝牙音箱主机。
优选地，步骤(4)具体为：
蓝牙音箱主机在收到用户选择的待组网的蓝牙音箱从机信息时，将相应的蓝牙名称、MAC地址数据保存备份，同时将MAC地址信息写入蓝牙广播数据包，并发送蓝牙广播。
优选地，步骤(5)具体为：
待组网的蓝牙音箱从机接收蓝牙广播并解析，当解析出含有自身信息时，停止发送未组网的广播，并语音提示设备进入从机模式，启动蓝牙扩展广播的接收，用于音频流数据、控制指令的接收。
优选地，步骤(6)具体为：
蓝牙音箱主机播放时，先向蓝牙音箱从机发送蓝牙广播启动播放控制指令，然后开始发送音频流数据；此音频流数据分段经Opus编码后的音频流数据，音频流数据参数为采样率16kpbs、单声道、16bit。
优选地，步骤(7)具体为：
蓝牙音箱从机接收蓝牙广播并解析音频流数据和控制指令，根据指令类型执行相应的操作，音频流数据经Opus解码后组音频流数据包再播放。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明提供的一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统及方法，通过控制软件直观的UI操作连接蓝牙音箱主机，无需对蓝牙音箱操作，组网方式更为简、方便、快捷，从而提升用户的使用体验；并通过蓝牙广播进行无限制的蓝牙音箱从机组网，并进行数据与控制指令的发送；利用蓝牙广播技术实现一拖多的蓝牙音箱组网，提高了终端设备组网的智能化程度，具有通讯协议成本低，开放性强，组网容量大等优点；采用高码率低失真的Opus对音频数据进行编解码，主从音箱同步延时大幅减小，同步性好，可以稳定的保持在10ms以内；主从蓝牙音箱均播放同一音频数据，还可分别播放该音频数据中的一个声道，实现立体音响效果，音质效果显著，具有很强的实用价值和市场推广价值。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统结构示意图；
图中：1：智能手机、2：蓝牙音箱主机、3：蓝牙音箱从机。
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。
本发明的目的是提供一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统及方法，以解决现有蓝牙音箱无法一对多组网的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
本实施例提供一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，如图1所示，包括智能手机1，智能手机1安装有控制软件，智能手机1与蓝牙音箱主机2通过蓝牙连接，蓝牙音箱主机2与多个蓝牙音箱从机3通过蓝牙连接。
本发明还提供一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制方法，包括以下步骤：
(1)智能手机与蓝牙音箱主机建立蓝牙数据连接；
(2)蓝牙音箱主机通过蓝牙广播搜索附近的蓝牙音箱从机，并将搜索到的附近的蓝牙音箱从机的信息上传至智能手机；
(3)智能手机的控制软件通过UI显示附近的蓝牙音箱从机的信息，在控制软件中选择待组网的蓝牙音箱从机，并由智能手机将待组网的蓝牙音箱从机信息发送至蓝牙音箱主机；
(4)蓝牙音箱主机收到待组网的蓝牙音箱从机信息后将其写入蓝牙广播包，并进行广播；
(5)蓝牙音箱从机收到蓝牙广播并进行解析，判断广播中是否含有本机信息，若有则进入从机模式；
(6)蓝牙音箱主机将智能手机上播放的音频流数据发送至蓝牙音箱从机；
(7)蓝牙音箱从机接收到音频流数据后经解码进行播放。
具体地，步骤(1)具体为：
用户在智能手机上安装指定的控制软件，控制软件通过智能手机的蓝牙模块与蓝牙音箱主机的音频蓝牙建立蓝牙连接，即A2DP和AVRCP的Profile连接。
在传统蓝牙连接成功的基础上，打开智能手机的控制软件，根据预置的UUID及名称自动过滤UUID和蓝牙名称并建立BLE或SPP数据通道连接，为了保证数据传输的稳定性，Android手机使用SPP连接，IOS手机使用BLE连接，成功建立连接后，即可实现控制软件与蓝牙音箱主机的数据交互。
进一步地，步骤(2)具体为：
蓝牙音箱主机打开蓝牙广播接收模式，接收附近的蓝牙音箱从机发送的蓝牙广播，附近的蓝牙音箱从机在未组网之前都会定时发送自身信息的广播，广播包括本机的蓝牙名称、MAC地址；蓝牙音箱主机解析到蓝牙广播含有蓝牙名称、MAC地址信息，则将该信息上传至智能手机的控制软件。
进一步地，步骤(3)具体为：
智能手机的控制软件在收到蓝牙音箱主机上传的附近的蓝牙音箱从机的信息数据时，通过UI直观显示出来；当用户选择某个或某几个附近的蓝牙音箱从机进行组网操作时，智能手机的控制软件把相应的蓝牙名称、MAC地址发给送蓝牙音箱主机。
进一步地，步骤(4)具体为：
蓝牙音箱主机在收到用户选择的待组网的蓝牙音箱从机信息时，将相应的蓝牙名称、MAC地址数据保存备份，同时将MAC地址信息写入蓝牙广播数据包，并发送蓝牙广播。
进一步地，步骤(5)具体为：
待组网的蓝牙音箱从机接收蓝牙广播并解析，当解析出含有自身信息时，停止发送未组网的广播，并语音提示设备进入从机模式，启动蓝牙扩展广播的接收，用于音频流数据、控制指令的接收。
进一步地，步骤(6)具体为：
蓝牙音箱主机播放时，先向蓝牙音箱从机发送蓝牙广播启动播放控制指令，然后开始发送音频流数据；此音频流数据分段经Opus编码后的音频流数据，音频流数据参数为采样率16kpbs、单声道、16bit。
蓝牙音箱主机将数据分为两种：
Header格式：
Figure BDA0003279564550000061
根据上述定义，
控制指令数据，Header数据，即开头两个字节为：0x10,0x00；
音频流数据，Header数据，即开头两个字节为：0x10,0x80；
数据格式：
控制指令数据：Header+定义的指令(如播放、暂停等)；
音频流数据：Header+Opus编码后的音频数据。
进一步地，步骤(7)具体为：
蓝牙音箱从机接收蓝牙广播并解析音频流数据和控制指令，根据指令类型执行相应的操作，音频流数据经Opus解码后组音频流数据包再播放。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，其特征在于：包括智能手机，所述智能手机安装有控制软件，所述智能手机与蓝牙音箱主机通过蓝牙连接，所述蓝牙音箱主机与多个蓝牙音箱从机通过蓝牙连接；
所述基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统的控制方法包括以下步骤：
(1)智能手机与蓝牙音箱主机建立蓝牙数据连接；
(2)蓝牙音箱主机通过蓝牙广播搜索附近的蓝牙音箱从机，并将搜索到的附近的蓝牙音箱从机的信息上传至智能手机；
(3)智能手机的控制软件通过UI显示附近的蓝牙音箱从机的信息，在控制软件中选择待组网的蓝牙音箱从机，并由智能手机将待组网的蓝牙音箱从机信息发送至蓝牙音箱主机；
(4)蓝牙音箱主机收到待组网的蓝牙音箱从机信息后将其写入蓝牙广播包，并进行广播；
(5)蓝牙音箱从机收到蓝牙广播并进行解析，判断广播中是否含有本机信息，若有则进入从机模式；
(6)蓝牙音箱主机将智能手机上播放的音频流数据发送至蓝牙音箱从机；
(7)蓝牙音箱从机接收到音频流数据后经解码进行播放。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，其特征在于：步骤(1)具体为：
用户在智能手机上安装指定的控制软件，控制软件通过智能手机的蓝牙模块与蓝牙音箱主机的音频蓝牙建立蓝牙连接，即A2DP和AVRCP的Profile连接。
3.根据权利要求1所述的基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，其特征在于：步骤(2)具体为：
蓝牙音箱主机打开蓝牙广播接收模式，接收附近的蓝牙音箱从机发送的蓝牙广播，附近的蓝牙音箱从机在未组网之前都会定时发送自身信息的广播，广播包括本机的蓝牙名称、MAC地址；蓝牙音箱主机解析到蓝牙广播含有蓝牙名称、MAC地址信息，则将该信息上传至智能手机的控制软件。
4.根据权利要求1所述的基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，其特征在于：步骤(3)具体为：
智能手机的控制软件在收到蓝牙音箱主机上传的附近的蓝牙音箱从机的信息数据时，通过UI直观显示出来；当用户选择某个或某几个附近的蓝牙音箱从机进行组网操作时，智能手机的控制软件把相应的蓝牙名称、MAC地址发给送蓝牙音箱主机。
5.根据权利要求1所述的基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，其特征在于：步骤(4)具体为：
蓝牙音箱主机在收到用户选择的待组网的蓝牙音箱从机信息时，将相应的蓝牙名称、MAC地址数据保存备份，同时将MAC地址信息写入蓝牙广播数据包，并发送蓝牙广播。
6.根据权利要求1所述的基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，其特征在于：步骤(5)具体为：
待组网的蓝牙音箱从机接收蓝牙广播并解析，当解析出含有自身信息时，停止发送未组网的广播，并语音提示设备进入从机模式，启动蓝牙扩展广播的接收，用于音频流数据、控制指令的接收。
7.根据权利要求1所述的基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，其特征在于：步骤(6)具体为：
蓝牙音箱主机播放时，先向蓝牙音箱从机发送蓝牙广播启动播放控制指令，然后开始发送音频流数据；此音频流数据分段经Opus编码后的音频流数据，音频流数据参数为采样率16kpbs、单声道、16bit。
8.根据权利要求1所述的基于蓝牙广播的一拖多组网音箱控制系统，其特征在于：步骤(7)具体为：
蓝牙音箱从机接收蓝牙广播并解析音频流数据和控制指令，根据指令类型执行相应的操作，音频流数据经Opus解码后组音频流数据包再播放。
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