CN208029095U - 一种基于Dante音频网络的控制接口盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于Dante音频网络的控制接口盒，包括用于接收第一音频信号的模拟音频输入通道；与模拟音频输入通道相连接，用于与音频网络网络连接并发送第一音频信号至音频网络的网络音频传输单元；与网络音频传输单元相连接、用于接收音频网络的第二音频信号并输出至外接音频设备的模拟音频输出通道；与模拟音频输入通道连接、用于发送控制指令并经由网络音频传输单元传输至音频网络的控制单元；与控制单元相连接、用于连接外围设备的信号传输接口。实施本实用新型实现模拟音频与网络数字音频转换功能同时还实现远程控制命令的传输，同时能够实现与本地设备进行信息的交换。

Description

一种基于Dante音频网络的控制接口盒

技术领域

本实用新型涉及音频网络系统领域，更具体地说，涉及一种基于Dante音频网络的控制接口盒。

背景技术

AV传输技术的发展趋势表明AVoIP已经成为行业共识，AVoIP是AV系统数字化、网络化、智能化的最佳技术途径。基于OSI第三层即IP层的Dante网络音频传输技术，经过多年的推广和发育，Dante网络音频传输技术已经在专业音频、公共广播等领域得到了广泛的运用，Dante技术以其低时延、即插即用(易用性)、互操作性好、在现有100M/1000M计算机网络适应性强、较高的性价比等特点，逐步成为了网络音频应用上的主流。

在专业音频网络系统中除了传输实时连续音频信号外还需要传输监控指令、反馈信息等数据，实现对整个扩声系统上各种AV设备的管理和监控，由于具有随机性、突发性特点的控制数据容易造成网络音频数据传输的不确定性与不可靠性，导致网络音频数据丢失或延迟，影响到音频扩声效果。传统的解决办法是另外增加一套计算机网络用于系统监控作，虽然解决了控制数据有可能对网络音频数据的损伤，但是增加了布线成本和施工难度。因此，充分利用了Dante音频网络的传输技术，在Dante音频网络上搭建一套针对AV设备的控制系统显得十分有益，而作为传输控制节点的Dante音频网络控制接口盒则是控制系统中的重要部件。

一般的Dante音频网络的终端设备为Dante的传输接口模块，市面上已有的产品大多为音频信号接入网络传输的转换接口，不具有常用的设备控制接口。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述技术缺陷，提供一种基于Dante音频网络的控制接口盒，

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于Dante音频网络的控制接口盒，包括：

用于接收第一音频信号的模拟音频输入通道；

与所述模拟音频输入通道相连接，用于与音频网络网络连接并发送所述第一音频信号至所述音频网络的网络音频传输单元；

与所述网络音频传输单元相连接、用于接收所述音频网络的第二音频信号并输出至外接音频设备的模拟音频输出通道；

与所述模拟音频输入通道连接、用于发送控制指令并经由所述网络音频传输单元传输至所述音频网络的控制单元；

与所述控制单元相连接、用于连接外围设备的信号传输接口。

优选地，所述模拟音频输入通道包括相互连接的前置放大器和ADC电路，所述控制单元与所述前置放大器相连接；和/或

所述模拟音频输入通道包括相互连接的DAC电路和模拟输出。

优选地，所述模拟音频输入通道包括2路模拟音频输入通道或4路模拟音频输入通道；和/或

所述模拟音频输出通道包括2路模拟音频输出通道或4路模拟音频输出通道。

优选地，所述网络音频传输单元包括Dante传输模块，及与所述Dante传输模块连接的网络适配器。

优选地，所述控制接口盒还包括与所述网络适配器连接的POE供电转换电路。

优选地，所述网络适配器包括一个或两个网络接口；

所述POE供电转换电路包括：与其中一个网络接口连接的电源管理芯片U24，与所述电源管理芯片U24连接的变压器T3、晶体管Q9和光耦Q8，以及与所述变压器T3连接的电源输出端；其中，所述变压器T3的第三端与所述晶体管Q9相连接，所述光耦Q8的第一端和第二端与所述电源输出相连接；

所述电源管理芯片U24还通过分压电阻R181与一外接电源接口相连接。

优选地，所述Dante传输模块包括Ultimo/UXT系列的Dante传输模块或Broaway系列的Dante传输模块。

优选地，所述信号传输接口包括GPIO接口、IR红外接口、RS485接口和RS232接口中的一种或多种。

优选地，本实用新型的控制接口盒还包括与所述控制单元连接的显示面板和/或按键。

优选地，所述控制单元采用STM32F103系列微控制器。

实施本实用新型的一种基于Dante音频网络的控制接口盒，具有以下有益效果：实现模拟音频与网络数字音频转换功能同时还实现远程控制命令的传输，同时能够实现与本地设备进行信息的交换。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种基于Dante音频网络的控制接口盒第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一种基于Dante音频网络的控制接口盒第二实施例的结构示意图；

图3是图2中网络适配器的电路原理图；

图4是图2中POE供电转换电路的电路原理图；

图5是图2中控制单元的电路原理图；

图6是图2中信号传输接口的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，在本实用新型的一种基于Dante音频网络的控制接口盒第一实施例中，包括：用于接收第一音频信号的模拟音频输入通道30；与模拟音频输入通道30相连接，用于与音频网络网络连接并发送第一音频信号至音频网络的网络音频传输单元20；与网络音频传输单元20相连接、用于接收音频网络的第二音频信号并输出至外接音频设备的模拟音频输出通道40；与模拟音频输入通道30连接、用于发送控制指令并经由网络音频传输单元20传输至音频网络的控制单元10；与控制单元10相连接、用于连接外围设备的信号传输接口11。具体的，通过模拟音频输入通道30连接外部音频设备，例如话筒、多媒体电脑等音频设备，接收该音频设备发送的模拟音频信号，经过模拟音频输入通道30转换，将模拟音频转换成数字音频并经过网络音频传输单元20将该数字音频传输至音频网络系统中，例如传输至与该网络音频传输单元20网络连接的其他的音频设备。此外，通过与该网络音频传输单元20网络连接的其他的音频设备，即音频网络系统中的音频设备的数字音频经过该网络音频传输单元20发送至模拟音频输出通道40，模拟音频输出通道40将该数字音频转化成模拟音频后输出至与该模拟音频输出通道40连接的外接音频设备，例如功放、扬声器等。

此外，与网络音频传输单元20网络连接的音频设备也可以通过网络音频传输单元20接收来自控制单元10的控制指令。这里还可以理解，网络音频传输单元20还可以与通用的外接控制设备网络连接，例如，可以通过连接中心服务器，中心服务器下发控制指令，控制单元10接收该控制指令并解析，再发送对应的控制指令至对应的设备。这里的设备包括与网络音频传输单元20网络连接的各种音频设备，也包括与控制单元10通过信号传输接口11连接的外围设备。

同时还可以理解，与控制单元10通过信号传输接口11连接的外围设备，也可以通过信号传输接口11发送控制指令至控制单元10，控制单元10解析该控制指令并发送对应的控制指令至对应的设备，这里的设备可以包括与网络音频传输单元20网络连接的各种音频设备。

进一步的，在一些实施例中，模拟音频输入通道30包括相互连接的前置放大器31和ADC电路32，控制单元10与前置放大器31相连接；在另外一些实施例中，模拟音频输入通道30包括相互连接的DAC电路41和模拟输出42。具体的，模拟音频输入通道30通过前置放大器31将接收到的模拟音频进行放大，通过ADC电路32将模拟音频转换为数字音频。模拟音频输出通道40通过DAC电路41将接收到的数字音频转换为模拟音频，通过模拟输出42对该模拟音频进行优化处理，例如滤波等。

进一步的，在一些实施例中，模拟音频输入通道30包括2路模拟音频输入通道或4路模拟音频输入通道；在另外一些实施例中，模拟音频输出通道40包括2路模拟音频输出通道或4路模拟音频输出通道。具体的，模拟音频输入通道30和模拟音频输出通道40的数量可以自行选择，而不局限于上述的数量，其数量可以相等也可以不等。

进一步的，网络音频传输单元20包括Dante传输模块21，及与Dante传输模块21连接的网络适配器22。具体的，控制单元10也为控制主机(HOST MCU)与Dante传输模块21采用UART/SPI接口连接，使用Dante传输模块21的数据包桥接协议(PB协议-Packet Bridgeprotocol)在Dante音频网络上透传用户数据。

进一步的，如图2所示，在一些实施例中，本实用新型的控制接口盒还包括与网络适配器22连接的POE供电转换电路50。具体的，在一些POE交换机使用场景中，可以提供将POE供电提出进行转换，并供内部电路使用，这个时候，就可以省去外接电源供电。

进一步的，如图3和图4所示，在一些实施例中，网络适配器22包括一个或两个网络接口221；POE供电转换电路50包括：与其中一个网络接口221连接的电源管理芯片U24，与电源管理芯片U24连接的变压器T3、晶体管Q9和光耦Q8，以及与变压器T3连接的电源输出端；其中，变压器T3的第三端与晶体管Q9相连接，光耦Q8的第一端和第二端与电源输出相连接；电源管理芯片U24还通过分压电阻R181与一外接电源接口相连接。具体的，为了使本实用新型的控制接口盒适用多种场景，将其中网络适配器22设置为两个网络接口J4和J5，通过网络接口221实现交换功能，实现与网络适配器22网络连接的网络音频的级联场景。在这里，仅设置POE供电电路与其中一个网络接口J4连接，当然，在一些实施例中，也不局限于只同一个网络接口连接。这里的POE供电转换电路50包括，电源管理芯片U24，电源管理芯片U24同网络接口J4相连，与电源管理芯片U24连接的变压器T3、晶体管Q9和光耦Q8，以及与变压器T3连接的电源输出端；其中，变压器T3的第三端与晶体管Q9相连接，光耦Q8的第一端和第二端与电源输出相连接；外接电源接口J8依次经过分压电阻R181和R184接地，且分压电阻R184还与一稳压管D18并联连接，电源管理芯片U24与分压电阻R181和R184的连接节点相连接。这样电源管理芯片U24可以对电源接口J8的输入电压进行判断，当电源接口J8有电源输入时，电源管理芯片U24将控制器输出端口即管脚2不输出，这个时候变压器T3的输入端将对电源接口J8的电源输入进行转换并通过电源输出端输出后给整个控制接口盒的内部电路供电。连接电源管理芯片U24和电源输出端的光耦Q2用来对电源输出端的输出进行检测，形成一个反馈回路。同时电源接口J4同电源管理芯片U24均同变压器T3连接，共用电压变换电路。

进一步的，Dante传输模块21包括Ultimo/UXT系列的Dante传输模块21或Broaway系列的Dante传输模块21。具体的，Dante传输模块21可选用音频通道数为2x2/4x4的Ultimo/UXT系列的Dante传输芯片设计，也可选用音频通道数为8x8/16x16的Broaway系列传输芯片设计，当采用Broaway系列传输芯片设计时，其音频网络的网络速率可提高到1000Mbps。

进一步的，如图6所示，在一些实施例中，信号传输接口11包括GPIO接口111、IR红外接口112、RS485接口113和RS232接口114中的一种或多种。具体的，通过GPIO接口111、IR红外接口112、RS485接口113或RS232接口114可以将需要监控与管理的外围设备连接，利用网络音频传输单元20传输网络连接的设备发送的控制命令、状态信息等数据，也可以通过外围设备实现对与网络音频传输单元20传输网络连接的设备监控与管理。

进一步的，本实用新型的控制接口盒还包括与控制单元10连接的显示面板13和/或按键12。具体的，还可以通过与控制单元10连接按键12进行控制指令的输入，也可以通过与控制单元10连接的显示面板13显示与该控制接口盒连接的外围设备或网络连接的音频设备或控制设备的状态或者命令，这里的显示面板13可以采用OLED显示屏。在一些实施例中，可以将按键12同显示面板13集成在一起，例如通过OLED显示屏上设置触摸按键的方式实现。

进一步的，如图5所示，在一些实施例中，控制单元10采用STM32F103系列微控制器。具体的，控制单元10也可以理解为控制主机(HOST MCU)可选用广泛使用的基于-M3 32-bit RISC内核的STM32F103系列微控制器，该控制器具有工作温度范围宽、可靠性高，且外围串行接口数量多，无需额外扩展，具有较高的性价比。利用该微控制器的UART模块及GPIO(通用输入输出)端口可以设计多种与外围设备的信号传输接口11。

在一个具体的实施例中，当通过本实用新型的控制接口盒网络连接中心服务器时，来自控制中心服务器的控制命令，利用Dante网络传输协议中提供给用户专用的数据透传通道传送给与Dante传输模块21，Dante传输模块21解析出用户数据后通过串行的数据接口即UART(通用异步收发器)或SPI(串行外设接口)再传送给控制单元10，控制单元10接收到数据后首先按照COBS(Consistent Overhead Byte Stuffing)算法解码出原始数据，之后再根据控制协议解析数据并做出响应。如果是控制命令，则按照要求对控制接口盒内部电路操作或通过信息传输接口对外围设备进行操作；如果是状态查询命令，则按照要求将控制接口盒内部电路的相关信息；或通过信息传输接口对外围设备实时查询以获得相关信息，这些信息经COBS编码后回送给Dante传输模块21，并经过Dante传输模块21和网络适配单元发送至中心服务器。此外，控制单元10可根据要求定时查询外围设备的工作状态，并经过分析处理后周期性地将信息上报给中心服务器；如果监测到外围设备处于异常工作状态，则立即将故障信息主动上报给中心服务器。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种基于Dante音频网络的控制接口盒，其特征在于，包括：

用于接收第一音频信号的模拟音频输入通道；

与所述模拟音频输入通道相连接，用于与音频网络网络连接并发送所述第一音频信号至所述音频网络的网络音频传输单元；

与所述网络音频传输单元相连接、用于接收所述音频网络的第二音频信号并输出至外接音频设备的模拟音频输出通道；

与所述模拟音频输入通道连接、用于发送控制指令并经由所述网络音频传输单元传输至所述音频网络的控制单元；

与所述控制单元相连接、用于连接外围设备的信号传输接口。

2.根据权利要求1所述的控制接口盒，其特征在于，

所述模拟音频输入通道包括相互连接的前置放大器和ADC电路，所述控制单元与所述前置放大器相连接；和/或

所述模拟音频输入通道包括相互连接的DAC电路和模拟输出。

3.根据权利要求1所述的控制接口盒，其特征在于，

所述模拟音频输入通道包括2路模拟音频输入通道或4路模拟音频输入通道；和/或

所述模拟音频输出通道包括2路模拟音频输出通道或4路模拟音频输出通道。

4.根据权利要求1所述的控制接口盒，其特征在于，所述网络音频传输单元包括Dante传输模块，及与所述Dante传输模块连接的网络适配器。

5.根据权利要求4所述的控制接口盒，其特征在于，所述控制接口盒还包括与所述网络适配器连接的POE供电转换电路。

6.根据权利要求5所述的控制接口盒，其特征在于，所述网络适配器包括一个或两个网络接口；

所述POE供电转换电路包括：与其中一个网络接口连接的电源管理芯片U24，与所述电源管理芯片U24连接的变压器T3、晶体管Q9和光耦Q8，以及与所述变压器T3连接的电源输出端；其中，所述变压器T3的第三端与所述晶体管Q9相连接，所述光耦Q8的第一端和第二端与所述电源输出相连接；

所述电源管理芯片U24还通过分压电阻R181与一外接电源接口相连接。

7.根据权利要求4所述的控制接口盒，其特征在于，所述Dante传输模块包括Ultimo/UXT系列的Dante传输模块或Broaway系列的Dante传输模块。

8.根据权利要求1所述的控制接口盒，其特征在于，所述信号传输接口包括GPIO接口、IR红外接口、RS485接口和RS232接口中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的控制接口盒，其特征在于，还包括：与所述控制单元连接的显示面板和/或按键。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的控制接口盒，其特征在于，所述控制单元采用STM32F103系列微控制器。