一种智能WiFi音箱的制作方法

文档序号:14991528发布日期:2018-07-20 22:19阅读:457来源:国知局

本实用新型属于音响设备技术领域,尤其涉及一种智能WiFi音箱。



背景技术:

目前,智能音箱是一种比较流行的音乐播放设备。其大多数采用蓝牙实现通信。本发明采用应用更广泛的WiFi无线通信技术。WiFi的传输距离在100-300米,速率可达300Mbps,功耗10-50mA。

现有的技术存在以下问题:传输速率慢、抗干扰能力弱;用户体验度低、设备智能化不够完善;只能在本地进行文件处理。采用WiFi技术将很好的解决以上问题。



技术实现要素:

针对现有技术存在的问题,本实用新型提供了一种智能WiFi音箱。本实用新型针对传统蓝牙音箱的缺点,改用WiFi技术,提升了用户体验。

本实用新型是这样实现的,一种智能WiFi音箱,所述智能WiFi音箱设置有WiFi核心板;所述WiFi核心板上集成有WiFi组件、存储组件、音频组件、电源组件:所述WiFi核心板还通过串口连接USB扩展板;所述WiFi组件通过WiFi连接手机端或者PC端。

进一步,所述WiFi组件设置有:处理器、内存、ROM、Flash、接口、按钮;所述内存、ROM、Flash、接口、按钮均通过板线连接处理器。

进一步,所述存储组件包括NAND Flash组件、DDR3;所述NAND Flash组件、DDR3均通过板线连接WiFi组件。

进一步,所述USB扩展板通过板线连接SD Card和USB接口。

进一步,所述音频组件包括麦克风、外部音频输入组件LINEIN、音频的输出组件;所述麦克风通过有线或无线连接外部音频输入组件LINEIN;所述外部音频输入组件LINEIN通过板线连接音频的输出组件;所述音频的输出组件包括喇叭和耳机。

进一步,所述WiFi核心板上还集成复位键、通信串口插头;所述复位键、通信串口插头、WiFi组件、音频组件、存储组件均通过板线连接电源组件。

进一步,所述智能WiFi音箱的壳体外镶嵌有显示屏或触摸屏;所述显示屏或触摸屏通过导线连接存储组件。

本实用新型的优点及积极效果为:

本实用新型针对传统蓝牙音箱的缺点,改用WiFi技术,提升了用户体验。

本实用新型克服了传统蓝牙音箱由于传输率慢、抗干扰能力弱的缺点:

WiFi技术是目前传输速度最快的的无线通信技术,产品成本较低,在目前的生活中较为普及,最方便的是只需要购买元件连上WiFi网络就能使用。所以目前基于WiFi技术的智能家居产品占的市场份额最大。

使用WiFi数据传输不仅大大提高了数据的传输效率,而且提高了数据在传输中的质量。

本实用新型克服了传统音箱的用户体验度低、设备智能化不够完善的缺点:

普遍来看,WiFi音箱体积设计得比较小巧,有多种颜色和款式可选,在材质还分为金属、木质、皮革、橡胶、塑料等,有的还配备了显示屏或触摸屏。音箱外形不仅在视觉上给人以新鲜感、美感,还在触摸时让人获得舒服的手感,产品如此打动人,在很大程度上刺激消费者的购买欲望

本实用新型克服了传统音箱只能在本地进行文件处理的缺点:

“云音乐”可以让用户把音乐内容直接存储在云端,通过音乐软件就可以在手机、PC和电视等多种设备上进行播放、分享,无需用户再费时费力从电脑存储器中拷贝到其他终端设备。智能WiFi音箱可以直接播放“云音乐”中的歌曲。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的智能WiFi音箱结构示意图。

图中:1、WiFi组件;2、音频组件;3、存储组件;4、电源组件;5、WiFi核心板;6、USB扩展板;7、SD Card;8、USB接口。

图2是本实用新型实施例提供的NAND Flash接口电路图。

图3是本实用新型实施例提供的SD卡接口电路图。

图4是本实用新型实施例提供的USB接口电路图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1所示,本实用新型实施例提供的智能WiFi音箱,所述智能WiFi音箱设置有WiFi核心板5;所述WiFi核心板上集成有WiFi组件1、音频组件2、存储组件3、电源组件4;所述WiFi核心板还通过串口连接USB扩展板6;所述WiFi组件通过WiFi连接手机端或者PC端。

所述WiFi组件设置有:处理器、内存、ROM、Flash、接口、按钮;所述内存、ROM、Flash、接口、按钮均通过板线连接处理器。

所述存储组件包括NAND Flash组件、DDR3;所述NAND Flash组件、DDR3均通过板线连接WiFi组件。

所述USB扩展板6通过板线连接SD Card 7和USB接口8。

所述音频组件包括麦克风、外部音频输入组件LINEIN、音频的输出组件;所述麦克风通过有线或无线连接外部音频输入组件LINEIN;所述外部音频输入组件LINEIN通过板线连接音频的输出组件;

所述音频的输出组件包括喇叭和耳机。

所述WiFi核心板上还集成复位键、通信串口插头;所述复位键、通信串口插头、WiFi组件、音频组件、存储组件均通过板线连接电源组件。

所述智能WiFi音箱的壳体外镶嵌有显示屏或触摸屏;所述显示屏或触摸屏通过导线连接存储组件。

下面结合具体实施例对本实用新型的结构作进一步的描述。

本实用新型实施例提供的智能WiFi音箱是基于AR9331的WiFi核心板开发的一款小型音箱系统,主要包括WiFi组件、音频组件、存储组件、电源组件等。手机端或者PC端通过WiFi连接到音箱,然后输入设定好的网址进入操作页面。(1)上传播放:选择本地音频文件,点击上传,传输完成后音箱开始播放上传的音乐;(2)电台播放:网上搜索公共电台地址,将其粘贴到页面的电台播放栏,点击播放,实现电台的播放;(3)云音乐播放:连接本系统到家庭路由器,使其能够连接到因特网,然后选择各音乐平台如百度音乐、酷狗音乐等,复制歌曲播放连接,粘贴到云音乐播放地址栏,点击播放,实现云音乐的播放。

本实用新型实施例提供的智能WiFi音箱,具有以下优点:

1)本实用新型克服了传统蓝牙音箱由于传输率慢、抗干扰能力弱的缺点:

WiFi技术是目前传输速度最快的的技术,产品成本较低,在目前的生活中较为普及,最方便的是只需要购买元件连上WiFi网络就能使用。所以目前基于WiFi技术的智能家居产品占的市场份额最大。

使用WiFi数据传输不仅大大提高了数据的传输效率,而且提高了数据在传输中的质量。

2)本实用新型克服了传统音箱的用户体验度低、设备智能化不够完善的缺点:

普遍来看,WiFi音箱体积设计得比较小巧,有多种颜色和款式可选,在材质还分为金属、木质、皮革、橡胶、塑料等,有的还配备了显示屏或触摸屏。音箱外形不仅在视觉上给人以新鲜感、美感,还在触摸时让人获得舒服的手感,产品如此打动人,在很大程度上刺激消费者的购买欲望。

本实用新型将家用音箱系列化、智能化,为用户带来更好用的产品,提升例如用户体验。

本实用新型克服了传统音箱只能在本地进行文件处理的缺点:

“云音乐”可以让用户把音乐内容直接存储在云端,通过音乐软件就可以在手机、PC和电视等多种设备上进行播放、分享,无需用户再费时费力从电脑存储器中拷贝到其他终端设备。智能WiFi音箱可以直接播放“云音乐”中的歌曲。

下面结合硬件的设计对本实用新型作进一步描述。

一、硬件设计与实现

WiFi音响系统主要包括:WiFi组件、音频组件,电源组件等,整个系统的硬件设计如图1所示。

存储组件主要包括NAND Flash组件、DDR3组件以及SD卡组件,音频组件主要包括音频输入组件及输出组件。

1)主控组件:AR9331WiFi组件

处理器:Atheros AR9331

内存:64M DDRII

ROM:8M

Flash:8M

接口:1个10/100M自适应WAN/LAN口,支持自动翻转(Auto MDI/MDIX);1个USB 2.0接口;12可控GPIO

按钮:Reset/WPS按钮

电源:输入电源3.3V±5%,平均电流500MA,峰值电流1A

耗电量:≤3W

尺寸:插针款:45*38mm邮票款:40*30mm小插针款:45*17mm

系统:OpenWRT

工作模式:AP:支持本地DHCP/ADSL转WiFi热点共享,WiFi中继

2)存储组件

由于处理器片上RAM和ROM的空间太小,无法存储高达几百兆的操作系统。因此,嵌入式系统一般都需要外部存储系统,外部存储系统包括主存储器和辅助存储器两部分。主存储器采用同步动态存储器(SDRAM)。该存储器具有访问速度快等特点,主要用于存储运行程序,但也有掉电数据丢失的缺点。辅助存储器一般采用闪存(Flash),该存储器具有空间大、掉电数据不会丢失等特点,主要用于存储操作系统等程序,访问速度慢是它的一个缺点。

与DDR2相比,DDR3具有频率高,速度快,容量大,性能高等特点,基于这些特点,本实用新型采用现代公司生产一款型号为H5TQ2G63DFR-PBC的DDR3,1G Bytes内存,I/O接口位宽为16位。

3)NAND Flash组件

市场上主要使用两种类型的Flash:NOR Flash和NAND Flash。一般来说,NOR Flash的使用较为方便,程序可以直接在存储器上运行,而无需复制到内存,但是NOR Flash成本比较高,且由于自身架构的原因,很难作为大容量的存储器,常见的容量为1~32MB,因此主要用于存储容量小的嵌入式产品中。NAND Flash正好弥补了

NOR Flash的不足,与NOR Flash相比,NAND Flash具有集成度高,读写和擦除速度快,成本很低等特点,且容量能达到1GB以上,适合于大数据量存储。

由于操作系统达到几百兆,因此,本实用新型采用NAND Flash,考虑到系统的兼容性以及对NAND Flash的支持列表,采用现代公司生产一款型号为

H27UBG82BTR的Falsh。此芯片使用地址和数据复用的I/O接口,位宽为8位,容量为4G Bytes。接口连接如图2所示。如图2所示,芯片工作电压为3.3V,RB2#和RB3#分别接10K上拉,VPS作上拉处理,布线的过程中,注意将NAND靠近主控摆放,走线与高频信号隔开。

4)SD Card和USB接口:

本实用新型支持本地SD卡,当插入SD卡,系统将会自动扫描存储器上的音频数据,并加载到本地音乐播放列表。该组件的硬件接口电路设计分别如图3和图4所示。

如图3所示的接口设计,本实用新型采用第0组,SD卡接口的工作电压为3.3V支持4位数据线,CLK脚通过串接一颗33欧姆的电阻连接,这样可以提高CLK时钟的信号稳定性,对CMD脚和DET脚分别进行上拉处理。CLK的时钟频率能达到50MHz。

如图4所示的接口设计,类型包括OTG、Host两种接口,本实用新型采用第0组,并将该接口设置为OTG口。USB OTG控制器支持Host和Device功能,它也可以单独设置成Host或者Device控制器,完全符合USB2.0规格,USB OTG在Host模式下支持高速480Mbps,全速12Mbps以及低速1.5Mbps传输,在Device模式下支持高速480Mbps和低速1.5Mbps。其中,D-和D+两根数据线采用差分规则布线,因此,信号抗干扰能力强,VBUS通过限流IC输出,ID脚用于实现host和device不同功能,空闲状态下通过47K电阻拉高,当插入设备后,ID脚被拉低,则表示作为device功能,当插入USB设备后,ID脚为高,则表示作为host功能。

下面结合软件设计对本实用新型作进一步描述。

二、软件设计与实现

第一部分:配置WiFi板(设置联网、STA之类的)。

网线将电脑和openwrt直接连接;

下载正确的固件文件来刷系统。

配置WiFi。打开无线,搜索家里的WiFi;加入到WiFi。

设置openwrt的WiFi(ap+sta模式,提供给手机直接连接的)。设置openwrt的DHCP。

第二部分:安装驱动(声卡、mpd、mpc播放器等):

先进行SD卡挂载,使用putty登陆openwrt

①进行声卡驱动。先安装mpd mpc,接着安装alsa以调节音量。

②配置mpd。然后运行mpd,测试mpd,mpc是否正常;

使用putty登陆openwrt输入;

第三部分:安装Python、上传网页文件(利用Python可以让网页执行linux命令)

①安装Python(非常好用强大的脚本)。

②使用winscp软件上传文件(MP3或网页文件等)。

③在电脑、手机播放mp3。

下面结合已知软件开发平台搭建对本实用新型作进一步描述。

(1)搭建编译环境编译服务器的搭建,本实用新型采用的编译服务器为Ubuntu。

(2)下载OpenWrt源码并编译;

(3)安装USB驱动程序、声卡驱动程序;

(4)安装音乐播放器MPD、MPC;

(5)安装Python、上传网页文件(利用Python可以让网页执行Linux命令)。

本实用新型实施例提供的智能WiFi音箱,可满足在Linux操作系统使用,在openwrt的编译、移植与使用;在Python的使用;在html的编写上使用。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本实用新型技术方案的范围内。

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