CN205946120U - 无线多功能教学音箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种教学器材，尤其涉及一种无线多功能教学音箱，包括箱体和安装在箱体内的电路板，电路板包括均和Arduino控制器连接的WIFI通信模块、蓝牙通信模块，所述WIFI通信模块和蓝牙通信模块用于通过伸缩天线(3)分别和无线路由器、蓝牙设备相连接。本实用新型具有WIFI和蓝牙两种无线接入方式，可通过Internet网络直接获取音频资源；通过移动终端或PC机的上位机软件的控制，可以实现对多个音箱统一控制，通过WIFI的无线方式根据各个音箱不同的ID分别推动音频文件，并可获取各个音箱的状态信息，还有时钟闹铃提醒、天气显示、触屏控制等多种功能，使教学音箱变得更加智能。

Description

无线多功能教学音箱

技术领域

本实用新型涉及一种教学器材，尤其涉及一种无线多功能教学音箱。

背景技术

随着科技的进步和教学水平的提高，多媒体教学的方式已经十分普遍，由于WIFI技术和蓝牙技术的快速发展，各种基于无线方式的多媒体教学设备也纷纷出现。在大多数需要音频播放的教学环境中，例如舞蹈教学，音箱成为了教学的主要工具。而传统音箱在时代的进步下出现了很多弊端：

1，获取音频资源有限：传统音箱一般通过USB接口，蓝牙接口等方式获得音频资源，只有限于所连接设备本地的音频资源，资源有限。

2，多个音箱无法统一控制：在教学的环境中，往往需要有多个音箱进行控制。传统音箱由于其单独的控制方式导致无法对多个音箱进行统一的控制与管理。

3，用户交互不直观友好：传统音箱的控制一般采用按键的方式进行控制，使得用户交互体验大大降低，并且无法显示更多的有关信息。

4，功能单一：一般的音箱只用于音频的播放，很少有其他的教学功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无线多功能教学音箱，解决现有的教学音箱需要连接本地其它设备，才能读取音频资源的问题。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种无线多功能教学音箱，包括箱体和安装在箱体内的电路板，电路板包括均和Arduino控制器连接的WIFI通信模块、蓝牙通信模块，所述WIFI通信模块和蓝牙通信模块用于通过伸缩天线分别和无线路由器、蓝牙设备相连接；

所述箱体的侧面上设有散热窗口，散热窗口上安装有向上翻的挡盖，在散热窗口的旁边设有天线孔，天线孔内设有滑轨，滑轨上设有滑块，所述伸缩天线的根部通过转轴连接在滑块上，所述滑轨的长度与伸缩天线收缩后的长度相适配。

进一步的，所述箱体内还设有蓄电池，所述蓄电池和供电模块相连接。

进一步的，所述电路板还包括分别与Arduino控制器相连接的存储卡模块、音频功放模块、LCD触屏模块、GPS定位模块以及供电模块，其中所述存储卡模块用于插接储存卡，并将储存卡内的数据传输至Arduino控制器，所述音频功放模块用于从Arduino控制器处获取音频数据并驱动喇叭实现音频的输出，所述LCD触屏模块用于通过触屏对控制参数的调整和显示，所述GPS定位模块用于通过GPS信号或WIFI信号获取音箱的定位信息和时钟信息，所述供电模块用于向上述各模块提供电源。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型具有WIFI和蓝牙两种无线接入方式，可通过Internet网络直接获取音频资源；通过移动终端或PC机的上位机软件的控制，可以实现对多个音箱统一控制，通过WIFI的无线方式根据各个音箱不同的ID分别推动音频文件，并可获取各个音箱的状态信息，还有时钟闹铃提醒、天气显示、触屏控制等多种功能，使教学音箱变得更加智能。

附图说明

图1是本实用新型结构无线多功能教学音箱的结构示意图。

图2是本实用新型结构无线多功能教学音箱的模块连接图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1和图2示出了本实用新型无线多功能教学音箱的一个实施例：一种无线多功能教学音箱，包括箱体和安装在箱体内的电路板，电路板包括均和Arduino控制器连接的WIFI通信模块、蓝牙通信模块，所述WIFI通信模块和蓝牙通信模块用于通过伸缩天线3分别和无线路由器、蓝牙设备相连接；

所述箱体的侧面上设有散热窗口1，散热窗口1上安装有向上翻的挡盖2，在散热窗口1的旁边设有天线孔，天线孔内设有滑轨，滑轨上设有滑块，所述伸缩天线3的根部通过转轴4连接在滑块上，所述滑轨的长度与伸缩天线3收缩后的长度相适配。上翻的挡盖2扣合在散热窗口1上时可以放置蚊虫进入箱体，打开后可以防止雨水溅进箱体。

根据本实用新型无线多功能教学音箱的另一个实施例，所述箱体内还设有蓄电池，所述蓄电池和供电模块相连接。

图2还示出了本实用新型无线多功能教学音箱的另一个优选实施例，所述电路板还包括分别与Arduino控制器相连接的存储卡模块、音频功放模块、LCD触屏模块、GPS定位模块以及供电模块，其中所述存储卡模块用于插接储存卡，并将储存卡内的数据传输至Arduino控制器，所述音频功放模块用于从Arduino控制器处获取音频数据并驱动喇叭实现音频的输出，所述LCD触屏模块用于通过触屏对控制参数的调整和显示，所述GPS定位模块用于通过GPS信号或WIFI信号获取音箱的定位信息和时钟信息，所述供电模块用于向上述各模块提供电源。

Arduino控制器为系统的控制核心，控制并协调管理WIFI通信模块、蓝牙通信模块、LCD触屏模块、时钟模块、GPS定位模块等协调工作，并对各种音频文件进行解码操作。Arduino控制器可以利用无线方式通过WIFI通信模块或者蓝牙通信模块获取音频数据，对其进行解码并输出至音频功放模块转化为音频信息。还可以从存储模块中获得本地存储的音频文件，解码输出为音频信息。Arduino控制器通过两个串口(TX RX)分别与GPS定位模块、蓝牙通信模块进行通信，通过并口直接与LCD触屏模块连接。Arduino控制器的CPU为ATmega64A，同时具有14路数字输入/输出口(其中6路可作为PWM输出)，6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器。

WIFI通信模块的主要功能是实现WIFI信号的连接与音频数据的接入。通过设备的LCD触屏模块选择对应的WIFI信号并连接，使设备与PC或移动设备处在同一WIFI下，便可以直接从Internet网络中获取音频数据，或者通过PC或移动设备在WIFI信号的传输下获取音频数据。并且，设备可以从PC或移动设备获得命令从而选择相应的音频文件，以及发送GPS位置信息与音频信息给上位机软件。该模块主要包括WM-G-MR-9芯片，该芯片可以实现高速WLAN连接，采用直接序列扩频(DSSS)和OFDM数据调制技术，支持IEEE802.11b/g的高达54Mbps的数据传输速率。支持接入速率自适应，并采用AES/CCMP和WEP、TKIP的安全机制，保证网络安全及服务质量(QoS)，使用简单的天线设计理念。采用切换开关及带通滤波器避免CDMA，GSM，PCS和WCDMA信号间的相互串扰。

蓝牙通信模块的主要功能是蓝牙信号的连接与音频资源的获取。通过蓝牙信号的连接，设备可以在有限距离内从PC或移动设备中获取音频文件，并可以接收上位机命令从而播放不同的音频文件。蓝牙通信模块采用HC-06集成模块，其误码率达到-80dbm，支持-4dbm到6dbm功率可调输出，内置2.4GHz天线,用户无需调试天线，并且外置8Mbit FLASH，拥有标准HCI端口(UART or USB)、数字2.4GHz无线收发射和自适应跳频技术，采用低电压3.3V工作方式。通过TXD和RXD串口引脚与Arduino控制器串口连接通信，实现音频数据的接收。

存储卡模块的主要功能是存储从Internet网络直接获取的音频数据。从WIFI通信模块获取Internet音频数据后，直接存入存储卡模块进行存储。当设备不在WIFI信号下时，可以从储存卡模块直接读取下载好的音频文件，以进行本地音频的播放。存储卡模块主要为SD卡卡槽，可插入多种大小的SD储存卡。通过SPI通信模式与Arduino控制器连接，实现数据的收发。

音频功放模块的主要功能是从Arduino控制器获得解码完成的音频数据，进而驱动喇叭实现音频的输出。音频功放模块采用高保真音响专用功放集成电路TDAl514构成的40W功率放大器，具有快速切断保护和延时静噪功能。电路输入阻抗20k，输入灵敏度600mV，电压增益30dB，信噪比80dB。制作两套该功放，分别用于左、右声道，即可构成2×40W立体声功率放大器。

LCD触屏模块的功能是实现时钟显示、天气显示、音频信息显示等显示功能以及对音箱控制等触屏操作。LCD触屏模块是设备与用户进行交互的接口，用户可以通过触摸的方式方便快捷的连接相应的WIFI信号以及对本地音频文件进行控制。并且，从LCD屏幕上可以清晰的显示天气信息、时钟信息和音频信息。还可设置时钟闹铃以解决播放时间的定时问题。该模块主要是采用2.4寸TFT液晶显示模块，该模块采用ILI9325为驱动芯片，把液晶屏和驱动电路模块化，大量节约了开发时间，并且兼容LCD12864的接口，使触摸屏的控制更加方便。

GPS定位模块主要用于音箱的定位功能以及时钟信息的获取，该模块提供准确的位置信息和时间信息。位置信息可通过WIFI无线方式发送给PC或移动终端，使管理者方便获取各个不同音箱的位置信息。时间信息用于显示当前时间，并可通过从Internet网络获取的时间信息实时的对其进行校准，准确的显示当前时间。闹铃功能可通过软件定时方式设定多个闹铃以备使用。该模块通过串口与Arduino控制器相连接，采用U-BLOX NEO-6M模组，体积小巧，性能优异。并增加了放大电路，有利于无缘陶瓷天线快速搜星，可以通过串口进行各种参数设置，并保存在其内部的EEPROM。模块自带可充电后备电池，可以掉电保持星历数据，以便实现下次的快速定位。

供电模块的主要功能是为各个模块提供稳定的电源电压，把220v交流电压转化各模块所需直流电压。利用变压器和一套整流滤波电路，把220v交流电压转换成30v直流电压，再通过LM7824三端式稳压器获得正负24v电源电压，供给音频功放模块使用。通过LM7805获得其他模块需要的5v电源电压以及AS1117-3.3转换为直流3.3V电源电压，使得各模块在各自的电压下正常工作。

本实用新型的优点如下：

1，以Arduino开源硬件为核心，开发效率及可扩展性大大提高；

2，具有WIFI和蓝牙两种无线接入方式，更多途径获取音频资源。并且WIFI的无线方式使设备的控制距离得到扩展，只要在相同的WIFI网络下就可以控制音箱；

3，具有大容量可扩展存储模块，不但可以在无网的情况下读取存储模块的音频文件，实现本地音频的播放；还可以在Internet网络下自动下载存储音频文件；

4，可通过Internet网络直接为音箱推送教学音频资源，通过WIFI的无线方式可从某个固定资源URL获取音频资源，使得音频资源的获取更加没有局限；

5，具有定位功能，方便定位学生使用情况。各个音箱可向管理上位机软件发送定位信息和音频信息，更加方便的了解每个音箱的使用情况，提供更方便的管理功能。

6，具有时钟、闹铃提醒功能，根据GPS定位模块获得时间信息，并从Internet网络获取时间信息进行修正，提供准确的时间显示功能。以及带有软件定时的闹铃功能，可设置多个闹铃提醒。

7，LCD触屏模块实现更加友好的用户交互，可实时显示时间、天气及播放音频资源的字幕信息，通过触摸方式实现WIFI信号的连接以及对音箱实时的控制。

8，PC端或移动终端可以对多个音箱实现控制，可根据各个音箱的不同ID来推送音频文件，并可获取各个音箱的音频播放信息和位置信息。通过WIFI的无线方式实现远程控制，在多音箱教学的环境中十分适用。

9，音频功放模块采用高保真音响专用功放集成电路TDAl514构成的40W功率放大器，具有快速切断保护和延时静噪功能，使音频的播放更加出色。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (3)

1.一种无线多功能教学音箱，其特征在于：包括箱体和安装在箱体内的电路板，电路板包括均和Arduino控制器连接的WIFI通信模块、蓝牙通信模块，所述WIFI通信模块和蓝牙通信模块用于通过伸缩天线(3)分别和无线路由器、蓝牙设备相连接；所述箱体的侧面上设有散热窗口(1)，散热窗口(1)上安装有向上翻的挡盖(2)，在散热窗口(1)的旁边设有天线孔，天线孔内设有滑轨，滑轨上设有滑块，所述伸缩天线(3)的根部通过转轴(4)连接在滑块上，所述滑轨的长度与伸缩天线(3)收缩后的长度相适配。

2.根据权利要求1所述的无线多功能教学音箱，其特征在于：所述箱体内还设有蓄电池，所述蓄电池和供电模块相连接。

3.根据权利要求1或2所述的无线多功能教学音箱，其特征在于：所述电路板还包括分别与Arduino控制器相连接的存储卡模块、音频功放模块、LCD触屏模块、GPS定位模块以及供电模块，其中

所述存储卡模块用于插接储存卡，并将储存卡内的数据传输至Arduino控制器，

所述音频功放模块用于从Arduino控制器处获取音频数据并驱动喇叭实现音频的输出，

所述LCD触屏模块用于通过触屏对控制参数的调整和显示，

所述GPS定位模块用于通过GPS信号或WIFI信号获取音箱的定位信息和时钟信息，

所述供电模块用于向上述各模块提供电源。