CN204168487U - 一种基于网络的交互式音频广播系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于网络的交互式音频广播系统，包括：一个广播音频播放器、若干个广播音频接收器，位于同一个局域网上；广播音频播放器负责把音频文件分成多个短时长的音频帧，以网络广播的方式发送到各个广播音频接收器；广播音频接收器接收音频帧并且播放，该接收器带有音频输出端口，可以连接耳机或音响系统,带有音量调节按钮，可以由使用者设定适当的音量，也可以通过关闭电源来彻底关闭；本实用新型采用此音频广播系统，结构设计人性化；配合无线网络，可以分散或远距离的广播通知、节目和讲话，而不会产生噪声污染；允许接听者互相之间以及讲话者同接听者交流；应用广泛，实现容易，成本低廉，功能上支持目前的广播方式。

Description

一种基于网络的交互式音频广播系统

技术领域

本实用新型涉及一种音频广播系统，尤其涉及一种基于网络的交互式音频广播系统。

背景技术

现今社会中广场舞扰民问题导致社会冲突，而长途客车和高铁以及火车卧铺车厢、以及客轮等很多交通工具上的音频系统也存在的一个主要问题是，即使乘客不愿意不喜欢听播放的节目，也不得不忍受。大教室或会议室讲课的人和听讲的，都不得不受到音频系统问题的困扰：讲课者受到音响系统的干扰或不得不放大音量，听课者则受到距离讲台位置影响而不能完全听清。

为此设计一种基于网络的交互式音频广播系统是有必要的。

实用新型内容

本实用新型为克服上述的不足之处，目的在于提供一种基于网络的交互式音频广播系统，该音频广播系统是由一个广播音频播放器和若干个广播音频接收器组成，采用此音频广播系统，可以将对周围人的影响降到最低，，支持讲话者同接听者之间以及接听者相互之间的交流，比较人性化，而且应用广泛，实现容易，成本低廉，功能上支持目前的广播方式。

本实用新型是通过以下技术方案达到上述目的：一种基于网络的交互式音频广播系统，包括：广播音频播放器、广播音频接收器；广播音频播放器包括网络模块、音频编解码器、MCU、SDRAM、FLASH存储器、LCD/触摸屏模块、模式设定开关、发光二极管、USB连接器、电源开关、电源稳压电路、电源和耳机及麦克风；电源通过电源开关连接到电源稳压电路，电源稳压电路产生各种电压，分别与网络模块、MCU、SDRAM、音频编解码器、USB连接器、LCD/触摸屏模块连接；MCU分别与网络模块、SDRAM、FLASH存储器、LCD/触摸屏模块、模式设定开关、发光二极管、USB连接器、音频编解码器连接；音频编解码器与耳机及麦克风连接；广播音频接收器包括网络模块、音频编解码器、MCU、电源、电源开关、电源稳压电路、SDRAM、音量控制按钮、发光二极管、UART连接器、模式设定开关和耳机及麦克风；电源通过电源开关连接到电源稳压电路，电源稳压电路产生各种电压，分别与网络模块、MCU、SDRAM、音频编解码器连接；MCU分别与网络模块、SDRAM、UART连接器、音频编解码器、发光二极管、音量控制按钮、模式设定开关连接；音频编解码器与耳机及麦克风连接；广播音频播放器与广播音频接收器基于网络连接。

作为优选，所述的广播音频播放器与广播音频接收器位于同一个局域网上，该局域网可采用标准网络电缆、无线WIFI、光纤、电力线等组网技术而得到的局域网中的任意一种。。

作为优选，所述的音频广播系统包括一个广播音频播放器和若干个广播音频接收器。

作为优选，所述广播音频播放器的MCU包括32位CPU、FLASH存储器、USB主机接口、UART接口、I2S音频编解码器接口、SPI接口、SDRAM存储器接口、FLASH存储器控制器、LCD控制器、触摸屏接口电路及通用IO口；所述广播音频接收器的MCU包括32位CPU、FLASH存储器、UART接口、I2S音频编解码器接口、SPI接口、SDRAM存储器接口、通用IO口。

作为优选，所述广播音频播放器或广播音频接收器的音频编解码器与MCU是基于SPI接口和I2S音频编解码器接口连接。

作为优选，所述广播音频播放器或广播音频接收器的网络模块与MCU是基于SPI接口连接。

作为优选，所述广播音频播放器的模式设定开关为普通2位拨码开关，连接在广播音频播放器所包含MCU的IO口；所述广播音频接收器的模式设定开关为普通1位拨码开关，连接在广播音频接收器所包含MCU的IO口。

作为优选，所述广播音频播放器的FLASH存储器由FLASH存储器芯片组成，连接在MCU内部的FLASH存储器控制接口。

作为优选，所述广播音频接收器的音量控制按钮为音量增加按钮、音量减少按钮,为普通机械按钮，音量增加按钮、音量减少按钮分别连接在MCU的IO口。

作为优选，所述广播音频接收器的发光二极管为红色LED，发光二极管与MCU是基于MCU的IO口连接。

本实用新型的有益效果在于：(1)采用此音频广播系统，可以将对周围人的影响降到最低，比较人性化；(2)可以分散或远距离的广播通知、节目和讲话，而不会产生噪声污染；(3)使用者可以调节到适当的音量，听得更清晰，在广播范围内，收听到的音量不受距离的影响；(4)允许接听者互相之间以及讲话者同接听者交流，而且可以多人同时交流；(5)应用广泛，实现容易，成本低廉，功能上兼容目前的广播方式。

附图说明

图1是本实用新型总体示意图；

图2是本实用新型广播音频播放器结构示意图；

图3是本实用新型广播音频接收器结构示意图；

图4是音频广播模式工作过程示意图；

图5是广播讲话模式工作过程示意图；

图6是广播交互模式工作过程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此：

实施例：如图1所示，一种基于网络的交互式音频广播系统由1个广播音频播放器、252个广播音频接收器组成；基于一个IPV4C级局域网，广播音频播放器负责把音频文件分成多个短时长的音频帧，以网络广播的方式发送到各个广播音频接收器。所有需要接听音频的人或场合都配备一个广播音频接收器，该接收器带有音频输出端口，可以连接耳机或音响系统；带有音量调节按钮，可以由使用者设定适当的音量，也可以通过关闭电源来彻底关闭。

广播音频播放器如图2所示，由网络模块、音频编解码器、耳机及麦克风、MCU、64MB SDRAM、256MB FLASH存储器、LCD/触摸屏模块、模式设定开关、发光二极管、USB连接器、电源开关和电源稳压电路、电源组成。可充电锂离子电池或电源适配器构成电源，通过电源开关连接到电源稳压电路，电源稳压电路产生各种电压并分别与网络模块、MCU、SDRAM、音频编解码器、USB连接器、LCD/触摸屏模块连接；MCU分别与网络模块、64MBSDRAM、256MB FLASH存储器、LCD/触摸屏模块、模式设定开关、红色LED、USB连接器、音频编解码器连接；音频编解码器与耳机及麦克风连接。

MCU包括32位CPU，有128KBFLASH存储器，1个USB主机接口，一个I2S音频编解码器接口及2个SPI接口以及1个SDRAM存储器接口、1个FLASH存储器控制器、1个LCD控制器和一个触摸屏接口电路以及至少8个通用IO口。

64MB SDRAM芯片用于对音频文件进行缓存及FIRMWARE运行。

256MB FLASH存储器由FLASH存储器芯片组成，连接到MCU内部的FLASH访问控制器，它存储着系统FIRMWARE。

网络模块可以是有线以太网芯片为主要器件组成的模块或无线WIFI模块之一。MCU通过SPI接口同网络模块连接，MCU使用网络模块自身的AT命令集(WIFI模块时)或通过访问其内部寄存器(有线以太网芯片时)来对该模块进行控制，实现网络收发数据。

USB连接器通过MCU引脚连接到MCU内部的USB主机控制器，用于连接存放需要广播的音频文件的U盘。

LCD/触摸屏模块通过MCU引脚连接到MCU内部的LCD控制器及触摸屏接口。作为人机接口，使用户可以选择播放文件、调节“广播交互模式”时的耳机音量等。

音频编解码器通过SPI及I2S连接到MCU，另外又连接到耳机和麦克风，用于对音频帧进行解码播放及对麦克风信号进行采集编码。

模式设定开关设定广播音频播放器的工作模式，为普通2位拨码开关，连接在MCU的IO口。当设定为00时，工作在“音频广播”模式；当设定为01时，工作在“广播讲话”模式；设定为1x(11或10)时工作在“广播交互”。

红色LED连接在MCU的IO口。正常情况下以5Hz频率闪烁，表示工作正常；当电池电量达到设定值以下时，以1Hz频率闪烁，提醒用户。

广播音频接收器如图3所示，由网络模块、16MB SDRAM、音频编解码器、耳机及麦克风、MCU、一个音量增加按钮、一个音量减少按钮、一个模式设定开关和一个红色发光二极管、UART连接器、可充电锂离子电池或电源适配器、电源稳压电路、电源开关组成；可充电锂离子电池或电源适配器通过电源开关及电源稳压电路分别与网络模块、MCU、16MB SDRAM、音频编解码器连接；MCU分别与网络模块、16MB SDRAM、UART连接器、音频编解码器、发光二极管、音量控制按钮、模式设定开关连接；音频编解码器与耳机及麦克风连接。

其中广播音频接收器中的MCU包括32位CPU，有128KBFLASH存储器，1个UART接口，一个I2S音频编解码器接口及2个SPI接口以及1个SDRAM存储器接口和8个通用IO口。

16MB SDRAM芯片用于对音频帧进行缓存及加快程序运行速度。

网络模块可以是有线以太网芯片为主要器件组成的模块或无线WIFI模块。

MCU通过SPI接口同网络模块连接，MCU使用网络模块自身的AT命令集(WIFI模块时)或通过访问其内部寄存器(有线以太网芯片时)来对该模块进行控制，实现网络收发数据。

音频编解码器通过SPI及I2S连接到MCU，用于把音频帧播放到同它连接的耳机及把同它连接的麦克风输出信号进行编码。

UART连接器可通过USB-TTL转换器连接到PC机，这样用户可通过PC机及其超级终端设置WIFI网络ID和口令、加密方式以及IP地址。

模式设定开关设定接收器工作的模式，为普通1位拨码开关，连接在MCU的IO口。当设定为低电平接收器工作在“广播接收”模式，设定为高电平时接收器工作在“广播交互”模式。

音量增减按钮包括音量增加按钮及音量减少按钮2个按钮，都为普通机械按钮，分别连接在MCU的2个IO口，增加按钮按下后耳机音量增加，减少按钮按下后耳机音量减少。

红色LED连接在MCU的IO口。正常情况下以5Hz频率闪烁，表示工作正常；当电池电量达到设定值以下时，以1Hz频率闪烁，提醒用户。

户外使用的场合，使用可充电锂离子电池来供电；使用场合为火车、汽车、轮船等交通工具的场合，使用车载或船载电源总线通过5V电源适配器来供电。

电源开关一方面在不需要使用时断开电源从而省电，另一方面可以通过简单地关掉过几秒钟又打开来复位整个装置。

工作模式：广播音频播放器有3种工作模式：音频广播、广播讲话以及广播交互模式；

广播音频接收器有2种工作模式：广播接收、广播交互模式。

本音频广播系统可以工作在3种模式之一，分别为音频广播、广播讲话以及广播交互模式；广播音频播放器负责把音频文件或音频讲话分成多个短时长的音频帧，然后通过网络广播的方式发送该帧到各个广播音频接收器，实现音频广播或广播讲话，分别如图4、图5所示，这二者的区别只是广播的音源不同，一个来自文件，一个来自广播音频播放器的麦克风实时获取的主讲者的语音。当工作在广播交互模式时，该广播音频播放器以网络广播的方式转发任一个广播音频接收器发来的语音帧到整个网络，使所有参与者都能够相互语音交流，如图6所示。在这个模式，所有的音频帧的音源都是通过实时获取主讲者或听讲者通过麦克风发出的实时语音；这些工作模式之间可以互相切换。

这3种模式是通过广播音频播放器和广播音频接收器工作模式的配合实现的，如下表1所示。

表1

如果是进行音频广播，音频接收器工作于广播接收模式；广播音频播放器工作于音频广播模式，然后选定播放的音频即可。

如果是发表广播讲话，音频接收器工作于广播接收模式；广播音频播放器工作于广播讲话模式，然后发表讲话即可。

如果是进行交流，比如课堂讲课互动，让各个音频接收器工作于广播交互模式，让广播音频播放器工作于广播交互模式，然后网络中的各个参加者就可以进行语音交流了。

如果在音频广播的间隙需要讲话，只需把广播音频播放器切换为广播讲话模式，然后发表讲话，讲完后再把广播音频播放器切换为广播讲话模式。

如果广播讲话一段时间后需要同听讲者交流，那么主讲者就通过广播讲话告诉各位听讲者切换到广播交互模式，接着主讲者把广播音频播放器切换到广播交互模式，之后主讲者就同所有听者以及听讲者相互之间就可以互相交流了。

以上的所述乃是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于包括：广播音频播放器、广播音频接收器；广播音频播放器包括网络模块、音频编解码器、MCU、SDRAM、FLASH存储器、LCD/触摸屏模块、模式设定开关、发光二极管、USB连接器、电源开关、电源稳压电路、电源和耳机及麦克风；电源通过电源开关连接到电源稳压电路，电源稳压电路产生各种电压，分别与网络模块、MCU、SDRAM、音频编解码器、USB连接器、LCD/触摸屏模块连接；MCU分别与网络模块、SDRAM、FLASH存储器、LCD/触摸屏模块、模式设定开关、发光二极管、USB连接器、音频编解码器连接；音频编解码器与耳机及麦克风连接；广播音频接收器包括网络模块、音频编解码器、MCU、电源、电源开关、电源稳压电路、SDRAM、音量控制按钮、发光二极管、UART连接器、模式设定开关和耳机及麦克风；电源通过电源开关连接到电源稳压电路，电源稳压电路产生各种电压，分别与网络模块、MCU、SDRAM、音频编解码器连接；MCU分别与网络模块、SDRAM、UART连接器、音频编解码器、发光二极管、音量控制按钮、模式设定开关连接；音频编解码器与耳机及麦克风连接；广播音频播放器与广播音频接收器基于网络连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于：所述的广播音频播放器与广播音频接收器位于同一个局域网上，该局域网可采用标准网络电缆、无线WIFI、光纤、电力线组网技术而得到的局域网中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于：所述的音频广播系统包括一个广播音频播放器和若干个广播音频接收器。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于：所述广播音频播放器的MCU包括32位CPU、FLASH存储器、USB主机控制器接口、UART接口、I2S音频编解码器接口、SPI接口、SDRAM存储器接口、FLASH存储器控制器、LCD控制器、触摸屏接口电路及通用IO口；所述广播音频接收器的MCU包括32位CPU、FLASH存储器、UART接口、I2S音频编解码器接口、SPI接口、SDRAM存储器接口、通用IO口。

5.根据权利要求1所述的一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于：所述广播音频播放器或广播音频接收器的音频编解码器与MCU是基于SPI接口和I2S音频编解码器接口连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于：所述广播音频播放器或广播音频接收器的网络模块与MCU是基于SPI接口连接。

7.根据权利要求1或5所述的一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于：所述广播音频播放器的模式设定开关为普通2位拨码开关，连接在广播音频播放器所包含MCU的IO口；所述广播音频接收器的模式设定开关为普通1位拨码开关，连接在广播音频接收器所包含MCU的IO口。

8.根据权利要求1所述的一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于：所述广播音频播放器的FLASH存储器由FLASH存储器芯片组成，连接在MCU内部的FLASH存储器控制接口。

9.根据权利要求1或6所述的一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于：所述广播音频接收器的音量控制按钮为音量增加按钮、音量减少按钮,为普通机械按钮，音量增加按钮、音量减少按钮分别连接在MCU的IO口。

10.根据权利要求1所述的一种基于网络的交互式音频广播系统，其特征在于：所述广播音频接收器的发光二极管为红色LED，发光二极管与MCU是基于MCU的IO口连接。