CN118250597A - 一种基于无线路由功能的耳机及音频数据播放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于无线路由功能的耳机及音频数据播放方法。包括耳机本体、路由模块、存储模块及音频播放模块，耳机本体内设置有路由模块，所述路由模块通过无线网络与至少一个移动终端建立通信连接，接收所述移动终端发送的音频数据；所述移动终端能够向所述路由模块推流音频数据；本发明基于无线路由功能的耳机及其音频数据播放方法集成了多源音频接入、混音、离线播放、时钟同步、用户交互控制等多种先进特性，极大地提升了音频设备的多功能性、灵活性和用户体验，尤其适合需要同时处理多路音频流或在复杂网络环境下使用的场景。
Description
技术领域
本发明涉及耳机通信领域，具体涉及基于无线路由功能的耳机及音频数据播放方法。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展和智能设备的普及，消费者对个人音频设备的需求日益多元化，不仅追求高保真音质，更期待耳机产品具备更强的互联性、便捷性和个性化功能。传统无线耳机主要通过蓝牙等短距离无线技术与单个移动终端配对，实现音频数据的单向传输。然而，面对现代生活中多设备并行使用、多任务协作以及对音频内容实时共享的需求，这类单一连接方式的耳机在功能上显得局限。因此，研发一种能够整合多源音频输入、实现灵活切换和智能管理的新型无线耳机成为行业发展的趋势。
随着Wi-Fi、Wi-Fi Direct、BLE Mesh等无线技术的成熟与广泛应用，设备间的无线互联能力显著增强。这些技术支持设备间快速建立网络连接，实现高速率、低延迟的数据传输，为耳机同时接收多个移动终端的音频流提供了基础。此外，移动终端操作系统对多设备连接和音频流推送的支持也在不断提升，使得跨设备音频共享成为可能。
公开号CN113453111A提供了一种基于WiFi-6的多用户无线耳机系统，通过WiFi-6连接设备，实现音频播放，但是其无法解决多设备同时连接和WiFi造成的传输延迟和数据同步问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供基于无线路由功能的耳机及音频数据播放方法。
一种基于无线路由功能的耳机，包括耳机本体、路由模块、存储模块及音频播放模块，其特征在于：
所述耳机本体内设置有路由模块，所述路由模块通过无线网络与至少一个移动终端建立通信连接，接收所述移动终端发送的音频数据；所述移动终端能够向所述路由模块推流音频数据；
所述耳机本体内还设置有存储模块，用于在数据传输过程中临时或永久存储接收到的音频数据；所述耳机本体内设置音频播放模块，所述音频播放模块能够直接接收所述路由模块转发的音频数据进行实时播放，或者接收所述存储模块提供的已存储音频数据进行播放；
其中，所述耳机允许用户选择性地播放来自不同移动终端的音频数据，或者选择性地从存储模块中调取已存储的音频数据进行播放。
进一步的，所述路由模块支持多通道并发通信，能够同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流；
所述耳机系统还包括同步时钟系统，所述同步时钟系统为所述路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，以确保各模块间数据处理与传输的同步性。
进一步的，所述路由模块分别与多个移动终端分别连接，构建星型网络的局域网；路由模块作为网关，移动终端作为局域网内的分布式节点。
或者，所述路由模块与一个主移动终端连接，其他从移动终端通过主移动终端建立的热点与主移动终端连接；路由模块作为旁路由通过主移动终端建立的热点与主移动终端连接，其他从移动终端作为局域网内的分布式节点。
进一步的，所述耳机本体配置有用户交互界面，通过所述用户交互界面，用户能够选择播放的移动终端来源、切换播放音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取操作。
进一步的，所述耳机还包括音频混合模块，所述音频混合模块与所述路由模块和音频播放模块连接，用于对来自不同移动终端的音频数据进行混音处理，生成复合音频信号供所述音频播放模块播放。
进一步的，所述路由模块为软路由模块，软路由模块通过运行在耳机内置处理器上的路由软件实现无线网络功能，软路由模块通过运行开源或专有路由软件栈，实现路由协议解析、数据包转发、网络地址转换、防火墙规则设定、QoS管理的功能。
一种基于无线路由功能的耳机音频数据播放方法，使用所述的基于无线路由功能的耳机，包括如下步骤：
步骤一：建立无线连接与路由功能启用
耳机初始化：耳机本体开机后，内置的路由模块开始启动，运行预置的路由软件栈；
网络配置：路由模块自动配置网络接口参数，包括设置IP地址、子网掩码、默认网关，同时开启无线网络功能；
无线网络广播：路由模块以耳机为热点，广播无线网络名称和安全信息，等待移动终端连接；
步骤二：移动终端连接与音频数据推送
移动终端搜索与连接：移动设备搜索耳机广播的无线网络，并连接；
身份认证与密钥协商：移动终端与耳机路由模块之间进行身份认证，交换加密密钥，确保无线链路的安全性；
网络连接建立：认证成功后，移动终端与耳机建立起无线网络连接，形成星型网络结构的局域网。路由模块作为网关，为移动终端提供局域网内通信服务；
时钟同步：路由模块与连接的所有移动终端进行时间同步；
步骤三：音频数据接收与处理
音频流协议选择：移动终端使用支持的音频流传输协议RTSP、RTP/RTCP、HLS或MQTT向耳机路由模块推送音频数据；发送的音频数据包内设置有各自移动终端的时间戳，且各个移动终端的时间是同步的；
数据包解析与转发：路由模块接收到音频数据包后，根据路由协议进行解析，执行数据包转发、网络地址转换，确保数据正确送达耳机内部的存储模块或音频播放模块；
存储模块内存储来自多个移动终端的音频数据，并将其发送至音频播放模块，音频播放模块在播放音频时根据音频数据包的时间戳将来自各个移动终端的音频数据时间同步后再进行播放。
步骤四：多源音频并发处理与同步
多通道并发通信：路由模块具备多通道并发通信能力，能同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流，保持各数据流的独立性并进行优先级管理；
同步时钟系统：耳机系统集成同步时钟系统，为路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，确保各模块间数据处理与传输的精准同步；
步骤五：用户交互与播放控制
通过耳机本体配置的交互界面选择播放的移动终端来源、切换音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取；
对于多源音频，音频混合模块接收路由模块转发的多路音频数据，进行混合处理生成复合音频信号；音频播放模块接收并解码该信号，驱动耳机发声单元进行实时播放。
或者，一种基于无线路由功能的耳机音频数据播放方法，使用所述的基于无线路由功能的耳机，包括如下步骤：
步骤一：建立无线连接与路由功能启用
初始化：耳机本体开机后，内置的路由模块开始启动，运行预置的路由软件栈；同时主移动终端开启热点，供其他设备连接；
网络配置：主移动终端自动配置网络接口参数，包括设置IP地址、子网掩码、默认网关，同时开启无线网络功能；
无线网络广播：主移动终端广播无线网络名称和安全信息，等待耳机和从移动终端连接；
步骤二：移动终端连接与音频数据推送
移动终端搜索与连接：耳机和其他从移动终端搜索主移动终端广播的无线网络，并连接；
身份认证与密钥协商：耳机和其他从移动终端与主移动终端之间进行身份认证，交换加密密钥，确保无线链路的安全性；
网络连接建立：认证成功后，耳机和其他从移动终端与主移动终端建立起无线网络连接，形成耳机作为旁路由结构的局域网；主移动终端作为网关，为移动终端提供局域网内通信服务；
时钟同步：路由模块与连接的所有移动终端进行时间同步；
步骤三：音频数据接收与处理
音频流协议选择：移动终端使用支持的音频流传输协议RTSP、RTP/RTCP、HLS或MQTT向耳机路由模块推送音频数据；发送的音频数据包内设置有各自移动终端的时间戳，且各个移动终端的时间是同步的；
数据包解析与转发：路由模块接收到音频数据包后，根据路由协议进行解析，执行数据包转发、网络地址转换，确保数据正确送达耳机内部的存储模块或音频播放模块；
存储模块内存储来自多个移动终端的音频数据，并将其发送至音频播放模块，音频播放模块在播放音频时根据音频数据包的时间戳将来自各个移动终端的音频数据时间同步后再进行播放。
步骤四：多源音频并发处理与同步
多通道并发通信：路由模块具备多通道并发通信能力，能同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流，保持各数据流的独立性并进行优先级管理；
同步时钟系统：耳机系统集成同步时钟系统，为路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，确保各模块间数据处理与传输的精准同步；
步骤五：用户交互与播放控制
通过耳机本体配置的交互界面选择播放的移动终端来源、切换音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取；
对于多源音频，音频混合模块接收路由模块转发的多路音频数据，进行混合处理生成复合音频信号；音频播放模块接收并解码该信号，驱动耳机发声单元进行实时播放。
进一步的，路由模块与连接的所有移动终端进行时间同步具体为：以耳机的路由模块作为主时钟，其他移动终端作为从时钟；主时钟发送包含其本地时间戳的同步报文；
从时钟接收到同步报文时，记录接收时间戳，并立即回复一个确认报文，其中包含该报文的发送时间戳；
主时钟收到确认报文后，记录接收时间戳，并根据交换的四个时间戳：主时钟发送、从时钟接收、从时钟发送、主时钟接收，计算往返延迟；主时钟将延迟信息包含在后续的同步报文中发送给从时钟；从时钟根据收到的同步报文和延迟信息，计算并调整其本地时钟，以接近主时钟的时间；
路由模块每间隔10-20秒进行一次时间同步。
本发明的有益效果为：
多源音频接入与切换，耳机能够同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流，允许用户在多个设备(如手机、平板、电脑等)之间自由切换音频源，无需物理插拔，提高了音频接入的便利性与灵活性。
耳机内部设有存储模块，可临时或永久存储接收到的音频数据，支持用户选择性地从存储模块中播放已下载的音频，实现离线听音或在数据传输不稳定时无缝切换到已缓存内容，确保不间断的音频体验。
配备音频混合模块，能够将来自不同移动终端的音频数据进行混音处理，生成复合音频信号。这使得用户可以在同一副耳机中同时收听多个设备的音频输出，如同时监听音乐和导航语音、游戏音效与聊天音频等，满足特定场景下的多任务需求。
引入同步时钟系统，为耳机内部的路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，确保各模块间数据处理与传输的精准同步。这有助于解决因网络延迟引起的音频不同步问题，尤其是对于多源并发音频的播放，能确保声音的同步输出，提升用户体验。
提供两种不同的网络架构模式：星型网络(耳机作为中心路由)和旁路由模式(耳机通过主移动终端的热点连接)。这种设计使耳机能灵活适应不同环境和用户需求，如在没有外部Wi-Fi覆盖的情况下仍能创建自组网络，或在已有Wi-Fi环境下作为网络扩展设备使用。
利用精密时间协议进行时钟同步，确保移动终端与耳机的时钟偏差在可接受范围内。主时钟(耳机路由模块)周期性发送同步报文，从时钟(移动终端)通过往返报文交换计算并调整自身时钟，有效消除网络延迟对音频同步的影响。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
附图1为本发明星型网络的架构示意图；
附图2为本发明星型网络的连接结构示意图；
附图3为本发明旁路由模式的架构示意图；
附图4为本发明旁路由模式的连接结构示意图。
附图5为本发明音频播放方法的流程图。
具体实施方式
实施例1：
参见图1-2，本发明提供一种基于无线路由功能的耳机，包括耳机本体、路由模块、存储模块及音频播放模块，其特征在于：
所述耳机本体内设置有路由模块，所述路由模块通过无线网络与至少一个移动终端建立通信连接，接收所述移动终端发送的音频数据；所述移动终端能够向所述路由模块推流音频数据；
所述耳机本体内还设置有存储模块，用于在数据传输过程中临时或永久存储接收到的音频数据；所述耳机本体内设置音频播放模块，所述音频播放模块能够直接接收所述路由模块转发的音频数据进行实时播放，或者接收所述存储模块提供的已存储音频数据进行播放；
其中，所述耳机允许用户选择性地播放来自不同移动终端的音频数据，或者选择性地从存储模块中调取已存储的音频数据进行播放。
进一步的，所述路由模块支持多通道并发通信，能够同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流；
所述耳机系统还包括同步时钟系统，所述同步时钟系统为所述路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，以确保各模块间数据处理与传输的同步性。
进一步的，所述路由模块分别与多个移动终端分别连接，构建星型网络的局域网；路由模块作为网关，移动终端作为局域网内的分布式节点。
进一步的，所述耳机本体配置有用户交互界面，通过所述用户交互界面，用户能够选择播放的移动终端来源、切换播放音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取操作。
进一步的，所述耳机还包括音频混合模块，所述音频混合模块与所述路由模块和音频播放模块连接，用于对来自不同移动终端的音频数据进行混音处理，生成复合音频信号供所述音频播放模块播放。
进一步的，所述路由模块为软路由模块，软路由模块通过运行在耳机内置处理器上的路由软件实现无线网络功能，软路由模块通过运行开源或专有路由软件栈，实现路由协议解析、数据包转发、网络地址转换、防火墙规则设定、QoS管理的功能。
实施例2：
参见图3-4，本发明提供一种基于无线路由功能的耳机，包括耳机本体、路由模块、存储模块及音频播放模块，其特征在于：
所述耳机本体内设置有路由模块，所述路由模块通过无线网络与至少一个移动终端建立通信连接，接收所述移动终端发送的音频数据；所述移动终端能够向所述路由模块推流音频数据；
所述耳机本体内还设置有存储模块，用于在数据传输过程中临时或永久存储接收到的音频数据；所述耳机本体内设置音频播放模块，所述音频播放模块能够直接接收所述路由模块转发的音频数据进行实时播放，或者接收所述存储模块提供的已存储音频数据进行播放；
其中，所述耳机允许用户选择性地播放来自不同移动终端的音频数据，或者选择性地从存储模块中调取已存储的音频数据进行播放。
进一步的，所述路由模块支持多通道并发通信，能够同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流；
所述耳机系统还包括同步时钟系统，所述同步时钟系统为所述路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，以确保各模块间数据处理与传输的同步性。
所述路由模块与一个主移动终端连接，其他从移动终端通过主移动终端建立的热点与主移动终端连接；路由模块作为旁路由通过主移动终端建立的热点与主移动终端连接，其他从移动终端作为局域网内的分布式节点。
进一步的，所述耳机本体配置有用户交互界面，通过所述用户交互界面，用户能够选择播放的移动终端来源、切换播放音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取操作。
进一步的，所述耳机还包括音频混合模块，所述音频混合模块与所述路由模块和音频播放模块连接，用于对来自不同移动终端的音频数据进行混音处理，生成复合音频信号供所述音频播放模块播放。
实施例3：
参见图5，一种基于无线路由功能的耳机音频数据播放方法，使用所述的基于无线路由功能的耳机，包括如下步骤：
步骤一：建立无线连接与路由功能启用
耳机初始化：耳机本体开机后，内置的路由模块开始启动，运行预置的路由软件栈；
网络配置：路由模块自动配置网络接口参数，包括设置IP地址、子网掩码、默认网关，同时开启无线网络功能；
无线网络广播：路由模块以耳机为热点，广播无线网络名称和安全信息，等待移动终端连接；
步骤二：移动终端连接与音频数据推送
移动终端搜索与连接：移动设备搜索耳机广播的无线网络，并连接；
身份认证与密钥协商：移动终端与耳机路由模块之间进行身份认证，交换加密密钥，确保无线链路的安全性；
网络连接建立：认证成功后，移动终端与耳机建立起无线网络连接，形成星型网络结构的局域网。路由模块作为网关，为移动终端提供局域网内通信服务；
时钟同步：路由模块与连接的所有移动终端进行时间同步；
步骤三：音频数据接收与处理
音频流协议选择：移动终端使用支持的音频流传输协议RTSP、RTP/RTCP、HLS或MQTT向耳机路由模块推送音频数据；发送的音频数据包内设置有各自移动终端的时间戳，且各个移动终端的时间是同步的；
数据包解析与转发：路由模块接收到音频数据包后，根据路由协议进行解析，执行数据包转发、网络地址转换，确保数据正确送达耳机内部的存储模块或音频播放模块；
存储模块内存储来自多个移动终端的音频数据，并将其发送至音频播放模块，音频播放模块在播放音频时根据音频数据包的时间戳将来自各个移动终端的音频数据时间同步后再进行播放。
步骤四：多源音频并发处理与同步
多通道并发通信：路由模块具备多通道并发通信能力，能同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流，保持各数据流的独立性并进行优先级管理；
同步时钟系统：耳机系统集成同步时钟系统，为路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，确保各模块间数据处理与传输的精准同步；
步骤五：用户交互与播放控制
通过耳机本体配置的交互界面选择播放的移动终端来源、切换音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取；
对于多源音频，音频混合模块接收路由模块转发的多路音频数据，进行混合处理生成复合音频信号；音频播放模块接收并解码该信号，驱动耳机发声单元进行实时播放。
实施例4：
参见图5，一种基于无线路由功能的耳机音频数据播放方法，使用所述的基于无线路由功能的耳机，包括如下步骤：
步骤一：建立无线连接与路由功能启用
初始化：耳机本体开机后，内置的路由模块开始启动，运行预置的路由软件栈；同时主移动终端开启热点，供其他设备连接；
网络配置：主移动终端自动配置网络接口参数，包括设置IP地址、子网掩码、默认网关，同时开启无线网络功能；
无线网络广播：主移动终端广播无线网络名称和安全信息，等待耳机和从移动终端连接；
步骤二：移动终端连接与音频数据推送
移动终端搜索与连接：耳机和其他从移动终端搜索主移动终端广播的无线网络，并连接；
身份认证与密钥协商：耳机和其他从移动终端与主移动终端之间进行身份认证，交换加密密钥，确保无线链路的安全性；
网络连接建立：认证成功后，耳机和其他从移动终端与主移动终端建立起无线网络连接，形成耳机作为旁路由结构的局域网；主移动终端作为网关，为移动终端提供局域网内通信服务；
时钟同步：路由模块与连接的所有移动终端进行时间同步；
步骤三：音频数据接收与处理
音频流协议选择：移动终端使用支持的音频流传输协议RTSP、RTP/RTCP、HLS或MQTT向耳机路由模块推送音频数据；发送的音频数据包内设置有各自移动终端的时间戳，且各个移动终端的时间是同步的；
数据包解析与转发：路由模块接收到音频数据包后，根据路由协议进行解析，执行数据包转发、网络地址转换，确保数据正确送达耳机内部的存储模块或音频播放模块；
存储模块内存储来自多个移动终端的音频数据，并将其发送至音频播放模块，音频播放模块在播放音频时根据音频数据包的时间戳将来自各个移动终端的音频数据时间同步后再进行播放。
步骤四：多源音频并发处理与同步
多通道并发通信：路由模块具备多通道并发通信能力，能同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流，保持各数据流的独立性并进行优先级管理；
同步时钟系统：耳机系统集成同步时钟系统，为路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，确保各模块间数据处理与传输的精准同步；
步骤五：用户交互与播放控制
通过耳机本体配置的交互界面选择播放的移动终端来源、切换音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取；
对于多源音频，音频混合模块接收路由模块转发的多路音频数据，进行混合处理生成复合音频信号；音频播放模块接收并解码该信号，驱动耳机发声单元进行实时播放。
进一步的，路由模块与连接的所有移动终端进行时间同步具体为：以耳机的路由模块作为主时钟，其他移动终端作为从时钟；主时钟发送包含其本地时间戳的同步报文；
从时钟接收到同步报文时，记录接收时间戳，并立即回复一个确认报文，其中包含该报文的发送时间戳；
主时钟收到确认报文后，记录接收时间戳，并根据交换的四个时间戳：主时钟发送、从时钟接收、从时钟发送、主时钟接收，计算往返延迟；主时钟将延迟信息包含在后续的同步报文中发送给从时钟；从时钟根据收到的同步报文和延迟信息，计算并调整其本地时钟，以接近主时钟的时间；
路由模块每间隔10-20秒进行一次时间同步。
至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。
提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。
在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。
Claims (10)
1.一种基于无线路由功能的耳机，包括耳机本体、路由模块、存储模块及音频播放模块，其特征在于：
所述耳机本体内设置有路由模块，所述路由模块通过无线网络与至少一个移动终端建立通信连接，接收所述移动终端发送的音频数据；所述移动终端能够向所述路由模块推流音频数据；
所述耳机本体内还设置有存储模块，用于在数据传输过程中临时或永久存储接收到的音频数据；所述耳机本体内设置音频播放模块，所述音频播放模块能够直接接收所述路由模块转发的音频数据进行实时播放，或者接收所述存储模块提供的已存储音频数据进行播放；
其中，所述耳机允许用户选择性地播放来自不同移动终端的音频数据，或者选择性地从存储模块中调取已存储的音频数据进行播放。
2.根据权利要求1所述的基于无线路由功能的耳机，其特征在于：所述路由模块支持多通道并发通信，能够同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流；
所述耳机系统还包括同步时钟系统，所述同步时钟系统为所述路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，以确保各模块间数据处理与传输的同步性。
3.根据权利要求1所述的基于无线路由功能的耳机，其特征在于：所述路由模块分别与多个移动终端分别连接，构建星型网络的局域网；路由模块作为网关，移动终端作为局域网内的分布式节点。
4.根据权利要求1所述的基于无线路由功能的耳机，其特征在于：所述路由模块与一个主移动终端连接，其他从移动终端通过主移动终端建立的热点与主移动终端连接；路由模块作为旁路由通过主移动终端建立的热点与主移动终端连接，其他从移动终端作为局域网内的分布式节点。
5.根据权利要求3或4所述的基于无线路由功能的耳机，其特征在于：所述耳机本体配置有用户交互界面，通过所述用户交互界面，用户能够选择播放的移动终端来源、切换播放音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取操作。
6.根据权利要求3或4所述的基于无线路由功能的耳机，其特征在于：所述耳机还包括音频混合模块，所述音频混合模块与所述路由模块和音频播放模块连接，用于对来自不同移动终端的音频数据进行混音处理，生成复合音频信号供所述音频播放模块播放。
7.根据权利要求3所述的基于无线路由功能的耳机，其特征在于：所述路由模块为软路由模块，软路由模块通过运行在耳机内置处理器上的路由软件实现无线网络功能，软路由模块通过运行开源或专有路由软件栈，实现路由协议解析、数据包转发、网络地址转换、防火墙规则设定、QoS管理的功能。
8.一种基于无线路由功能的耳机音频数据播放方法，使用权利要求3所述的基于无线路由功能的耳机，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：建立无线连接与路由功能启用
耳机初始化：耳机本体开机后，内置的路由模块开始启动，运行预置的路由软件栈；
网络配置：路由模块自动配置网络接口参数，包括设置IP地址、子网掩码、默认网关，同时开启无线网络功能；
无线网络广播：路由模块以耳机为热点，广播无线网络名称和安全信息，等待移动终端连接；
步骤二：移动终端连接与音频数据推送
移动终端搜索与连接：移动设备搜索耳机广播的无线网络，并连接；
身份认证与密钥协商：移动终端与耳机路由模块之间进行身份认证，交换加密密钥，确保无线链路的安全性；
网络连接建立：认证成功后，移动终端与耳机建立起无线网络连接，形成星型网络结构的局域网；路由模块作为网关，为移动终端提供局域网内通信服务；
时钟同步：路由模块与连接的所有移动终端进行时间同步；
步骤三：音频数据接收与处理
音频流协议选择：移动终端使用支持的音频流传输协议RTSP、RTP/RTCP、HLS或MQTT向耳机路由模块推送音频数据；发送的音频数据包内设置有各自移动终端的时间戳，且各个移动终端的时间是同步的；
数据包解析与转发：路由模块接收到音频数据包后，根据路由协议进行解析，执行数据包转发、网络地址转换，确保数据正确送达耳机内部的存储模块或音频播放模块；
存储模块内存储来自多个移动终端的音频数据，并将其发送至音频播放模块，音频播放模块在播放音频时根据音频数据包的时间戳将来自各个移动终端的音频数据时间同步后再进行播放；
步骤四：多源音频并发处理与同步
多通道并发通信：路由模块具备多通道并发通信能力，能同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流，保持各数据流的独立性并进行优先级管理；
同步时钟系统：耳机系统集成同步时钟系统，为路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，确保各模块间数据处理与传输的精准同步；
步骤五：用户交互与播放控制
通过耳机本体配置的交互界面选择播放的移动终端来源、切换音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取；
对于多源音频，音频混合模块接收路由模块转发的多路音频数据，进行混合处理生成复合音频信号；音频播放模块接收并解码该信号，驱动耳机发声单元进行实时播放。
9.一种基于无线路由功能的耳机音频数据播放方法，使用权利要求4所述的基于无线路由功能的耳机，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：建立无线连接与路由功能启用
初始化：耳机本体开机后，内置的路由模块开始启动，运行预置的路由软件栈；同时主移动终端开启热点，供其他设备连接；
网络配置：主移动终端自动配置网络接口参数，包括设置IP地址、子网掩码、默认网关，同时开启无线网络功能；
无线网络广播：主移动终端广播无线网络名称和安全信息，等待耳机和从移动终端连接；
步骤二：移动终端连接与音频数据推送
移动终端搜索与连接：耳机和其他从移动终端搜索主移动终端广播的无线网络，并连接；
身份认证与密钥协商：耳机和其他从移动终端与主移动终端之间进行身份认证，交换加密密钥，确保无线链路的安全性；
网络连接建立：认证成功后，耳机和其他从移动终端与主移动终端建立起无线网络连接，形成耳机作为旁路由结构的局域网；主移动终端作为网关，为移动终端提供局域网内通信服务；
时钟同步：路由模块与连接的所有移动终端进行时间同步；
步骤三：音频数据接收与处理
音频流协议选择：移动终端使用支持的音频流传输协议RTSP、RTP/RTCP、HLS或MQTT向耳机路由模块推送音频数据；发送的音频数据包内设置有各自移动终端的时间戳，且各个移动终端的时间是同步的；
数据包解析与转发：路由模块接收到音频数据包后，根据路由协议进行解析，执行数据包转发、网络地址转换，确保数据正确送达耳机内部的存储模块或音频播放模块；
存储模块内存储来自多个移动终端的音频数据，并将其发送至音频播放模块，音频播放模块在播放音频时根据音频数据包的时间戳将来自各个移动终端的音频数据时间同步后再进行播放；
步骤四：多源音频并发处理与同步
多通道并发通信：路由模块具备多通道并发通信能力，能同时接收并处理来自至少两个不同移动终端的音频数据流，保持各数据流的独立性并进行优先级管理；
同步时钟系统：耳机系统集成同步时钟系统，为路由模块、存储模块和音频播放模块提供统一的时间基准，确保各模块间数据处理与传输的精准同步；
步骤五：用户交互与播放控制
通过耳机本体配置的交互界面选择播放的移动终端来源、切换音频源以及控制存储模块中音频数据的存储与读取；
对于多源音频，音频混合模块接收路由模块转发的多路音频数据，进行混合处理生成复合音频信号；音频播放模块接收并解码该信号，驱动耳机发声单元进行实时播放。
10.根据权利要求8或9所述的基于无线路由功能的耳机音频数据播放方法，其特征在于：
路由模块与连接的所有移动终端进行时间同步具体为：以耳机的路由模块作为主时钟，其他移动终端作为从时钟；主时钟发送包含其本地时间戳的同步报文；
从时钟接收到同步报文时，记录接收时间戳，并立即回复一个确认报文，其中包含该报文的发送时间戳；
主时钟收到确认报文后，记录接收时间戳，并根据交换的四个时间戳：主时钟发送、从时钟接收、从时钟发送、主时钟接收，计算往返延迟；主时钟将延迟信息包含在后续的同步报文中发送给从时钟；从时钟根据收到的同步报文和延迟信息，计算并调整其本地时钟，以接近主时钟的时间；
路由模块每间隔10-20秒进行一次时间同步。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410482459.3A CN118250597A (zh) | 2024-04-22 | 2024-04-22 | 一种基于无线路由功能的耳机及音频数据播放方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410482459.3A CN118250597A (zh) | 2024-04-22 | 2024-04-22 | 一种基于无线路由功能的耳机及音频数据播放方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118250597A true CN118250597A (zh) | 2024-06-25 |
Family
ID=91558482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410482459.3A Pending CN118250597A (zh) | 2024-04-22 | 2024-04-22 | 一种基于无线路由功能的耳机及音频数据播放方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118250597A (zh) |
-
2024
- 2024-04-22 CN CN202410482459.3A patent/CN118250597A/zh active Pending
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