工作状态检测方法及车载设备与流程

1.本技术涉及车载设备领域，具体而言，本技术涉及一种工作状态检测方法及车载设备。


背景技术：

2.目前，车载音响几乎成为车辆的标配装置，是车载娱乐系统的核心装置之一。通常，每套车载音响包括至少一个扬声器，该扬声器是车载音响的发声单元，是一种能够把电信号转变为声信号的换能器件。
3.随着车辆中车载设备的增加，相关线束越来越多，使得布线也越来越复杂。对于复杂的布线，检测线束的连接状态就显得尤其重要。以车载音响中的扬声器举例，相关技术中，可以采用固定频率的波形去扫描扬声器，并通过编解码或电平跳变计算扬声器的阻抗。这种方式不仅操作复杂、实时性差，而且成本相对较高。
4.由上可知，如何简单方便地实现车载设备中扬声器的工作状态检测亟待解决。


技术实现要素：

5.本技术各实施例提供了一种工作状态检测方法及车载设备，可以解决相关技术存在的车载设备中扬声器的工作状态检测过于复杂的问题。所述技术方案如下：
6.根据本技术实施例的一个方面，一种工作状态检测方法，应用于车载设备，所述车载设备包括处理器、功率放大器、及至少一个扬声器，所述工作状态检测方法包括：控制所述处理器输出第一检测信号；基于所述第一检测信号，所述功率放大器将音频信号传输至所述扬声器，以使所述扬声器工作；控制所述处理器对所述扬声器进行ad信号采集，得到第一检测结果，所述第一检测结果用于指示采集到的ad信号的电压值；根据所述第一检测结果指示的所述电压值，确定所述扬声器的工作状态。
7.在一个实施例中，所述处理器包括第一控制输出端和第二控制输出端；所述控制所述处理器输出第一检测信号包括：控制所述第一控制输出端输出高电平的第一检测信号，并控制所述第二控制输出端输出高阻态的第一检测信号。
8.在一个实施例中，所述扬声器的工作状态包括第一状态；所述根据所述第一检测结果指示的所述电压值，确定所述扬声器的工作状态，包括：如果所述第一检测结果指示所述电压值为第一设定值，则确定所述扬声器的工作状态为所述第一状态。
9.在一个实施例中，所述扬声器的工作状态包括第二状态；所述根据所述第一检测结果指示的所述电压值，确定所述扬声器的工作状态，包括：如果所述第一检测结果指示所述电压值为第二设定值，则确定所述扬声器的工作状态为所述第二状态。
10.在一个实施例中，所述扬声器的工作状态包括第三状态和第四状态；所述根据所述第一检测结果指示的所述电压值，确定所述扬声器的工作状态，包括：如果所述第一检测结果指示所述电压值为第三设定值，则确定所述扬声器的工作状态为所述第三状态或所述第四状态。
11.在一个实施例中，所述如果所述第一检测结果指示所述电压值为第三设定值，则确定所述扬声器的工作状态为所述第三状态或所述第四状态，包括：当所述第一检测结果指示所述电压值为第三设定值，控制所述处理器输出第二检测信号；基于所述第二检测信号，控制所述处理器对所述扬声器进行ad信号采集，得到第二检测结果；如果所述第二检测结果指示采集到的ad信号的电压值为第四设定值，则确定所述扬声器的工作状态为所述第三状态。
12.在一个实施例中，所述如果所述第一检测结果指示所述电压值为第三设定值，则确定所述扬声器的工作状态为所述第三状态或所述第四状态，还包括：如果所述第二检测结果指示采集到的ad信号的电压值为第五设定值，则确定所述扬声器的工作状态为所述第四状态。
13.在一个实施例中，所述控制所述处理器输出第二检测信号，包括：控制所述处理器的第一控制输出端输出高阻态的第二检测信号，并控制所述处理器的第二控制输出端输出高电平的第二检测信号。
14.根据本技术实施例的一个方面，一种车载设备，包括处理器、功率放大器、及至少一个扬声器，其中，所述处理器用于实现如上所述的工作状态检测方法。
15.在一个实施例中，所述处理器包括第一控制输出端和第二控制输出端；所述第一控制输出端和所述第二控制输出端的接口类型为gpio接口。
16.本技术提供的技术方案带来的有益效果是：
17.在上述技术方案中，车载设备控制处理器输出第一检测信号，以基于第一检测信号，令功率放大器将音频信号传输至扬声器，以使扬声器工作，随着扬声器开始工作，车载设备便控制处理器对扬声器进行ad信号采集，以根据采集到的ad信号的电压值来确定扬声器的工作状态，也就是说，通过处理器的输出控制和ad采集，简单方便地实现了对车载设备中扬声器的工作状态检测，从而有效地解决了相关技术存在的车载设备中扬声器的工作状态检测过于复杂的问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对本技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
19.图1是根据一示例性实施例示出的一种工作状态检测电路的结构示意图；
20.图2是根据另一示例性实施例示出的一种工作状态检测电路的结构示意图；
21.图3是根据一示例性实施例示出的一种工作状态检测方法的流程图；
22.图4是图3实施例示出的步骤370在一示例性实施例的方法流程图；
23.图5是一应用场景中一种工作状态检测电路的具体结构图；
24.图6是一应用场景中一种工作状态检测方法的具体实现示意图；
25.图7是根据一示例性实施例示出的一种工作状态检测装置的结构框图。
具体实施方式
26.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
27.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
28.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
29.图1为一个示例性实施例中示出的一种工作状态检测电路的结构示意图。请参阅图1，在一个示例性实施例中，车载设备100包括工作状态检测电路110和扬声器模块130，该工作状态检测电路110包括检测模块。其中，扬声器模块130，用于控制扬声器工作，并输出用于检测扬声器的工作状态的ad信号。检测模块，用于采集ad信号，并根据ad信号的电压值确定扬声器的工作状态。
30.应当说明的是，ad信号，也可以理解为电流信号或者电压信号，此处并未对此加以限定。在一个实施例中，检测模块可以包括模数转换器(adc，analog to digital converter)，以通过模数转换器进行电流/电压信号的采集。
31.图2为另一个示例性实施例中示出的一种工作状态检测电路的结构示意图。请参阅图2，在一个示例性实施例中，工作状态检测电路110包括检测模块111，该检测模块111包括处理器1111。进一步地，该处理器1111包括第一控制输出端、第二控制输出端和模数转换器。
32.继续参阅图2，在一个示例性实施例中，扬声器模块130包括功率放大器131和至少一个扬声器133。其中，该功率放大器131包括一对差分输出端，以通过该一对差分输出端将音频信号传输至扬声器133，以使扬声器133工作。其中，扬声器的阻抗可以根据应用场景的实际需要灵活地调整，此处并未加以限定，例如，扬声器的阻抗包括但不限于：4ω或8ω。
33.由此，第一控制输出端和第二控制输出端，便能够分别将检测信号传输至扬声器模块130，以使扬声器133工作。模数转换器用于对扬声器133进行ad信号采集得到检测结果，以根据检测结果指示的ad信号的电压值来确定扬声器133的工作状态。
34.在一个实施例中，第一控制输出端和第二控制输出端的接口类型为gpio(general-purpose input/output，通用型输入/输出)接口。
35.进一步地，如图2所示，在一个示例性实施例中，第一控制输出端与扬声器模块130之间通过第一电阻连接。第二控制输出端与扬声器模块130之间通过第二电阻连接。模数转换器与扬声器模块130之间连接电阻分压电路。
36.在一个实施例中，电阻分压电路包括一端串联连接的第三电阻和第四电阻，第三电阻的另一端与扬声器模块130连接，第四电阻的另一端接地。在一个实施例中，电阻分压电路还包括与第四电阻并联的电容，电容的一端还与模数转换器连接，电容的另一端接地，以达到干扰滤波的作用。
37.在一个实施例中，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值相同。其中，电
阻取值可以根据应用场景的实际需要灵活地设置。在一个应用场景中，取值为kω级别，例如，电阻取值为10kω。
38.在一个实施例中，电容的容值可以根据应用场景的实际需要灵活地设置。在一个应用场景中，取值为nf级别，例如，电容取值为10nf。
39.通过以上工作状态检测电路，便能够简单方便地实现对车载设备中扬声器的工作状态检测，不仅操作简单、实时性好，能够及时地发现扬声器存在的故障，而且有利于降低成本。
40.现结合上述工作状态检测电路，对车载设备中扬声器的工作状态检测过程进行详细地说明。
41.请参阅图3，本技术实施例提供了一种工作状态检测方法，该方法适用于图2所示出的车载设备100。
42.在下述方法实施例中，为了便于描述，以各步骤的执行主体为车载设备加以说明，但是并非对此构成具体限定。
43.如图3所示，该工作检测方法可以包括以下步骤：
44.步骤310，控制处理器输出第一检测信号。
45.如图2所示，处理器1111包括第一控制输出端和第二控制输出端。该第一控制输出端通过第一电阻与扬声器模块130连接，该第二控制输出端通过第二电阻与扬声器模块130连接。
46.相应地，步骤310可以包括以下步骤：控制第一控制输出端输出高电平的第一检测信号，并控制第二控制输出端输出高阻态的第一检测信号。
47.在一个实施例中，高电平的第一检测信号的电压值为3.3v，高阻态的第一检测信号的电压值为0v。
48.由此，第一检测信号便能够经由第一控制输出端和第二控制输出端传输至扬声器模块，以使扬声器工作。
49.步骤330，基于第一检测信号，功率放大器将音频信号传输至扬声器，以使扬声器工作。
50.如图2所示，随着第一检测信号分别由第一控制输出端和第二控制输出端传输至扬声器模块130，在扬声器模块130中，功率放大器131便能够将音频信号传输至扬声器133，使得扬声器133工作。
51.步骤350，控制处理器对扬声器进行ad信号采集，得到第一检测结果。
52.如图2所示，处理器1111还包括模数转换器，该模数转换器通过电阻分压电路与扬声器模块130连接。
53.基于此，随着扬声器进入工作状态，处理器1111便能够控制模数转换器对扬声器进行ad信号采集，从而获得指示ad信号的电压值的第一检测结果。其中，第一检测结果用于指示采集到的ad信号的电压值。
54.在一个实施例中，第一检测结果指示的电压值至少包括1.1v、3.3v、0v。
55.步骤370，根据第一检测结果指示的电压值，确定扬声器的工作状态。
56.随着扬声器进入工作状态，应当理解，如果扬声器安装不到位，或者扬声器的线束老化，可能导致扬声器出现开路现象。此外，发明人也发现，随着车辆中车载设备的增加，车
内布线会越来越复杂，可能将电源线和扬声器的线束捆绑在一起，那么，随着扬声器的线束老化，在车载设备上电之后，可能导致电源线和扬声器的线束短路在一起，进而造成扬声器出现短电源现象，或者，导致地线和扬声器的线束短路在一起，而导致扬声器出现短地现象。
57.基于此，在一个实施例中，扬声器的工作状态至少包括第一状态、第二状态、第三状态和第四状态。具体地，第一状态为正常连接，第二状态为短电源，第三状态为开路，第四状态为短地。
58.由此，步骤370可以包括以下步骤：
59.如果第一检测结果指示电压值为第一设定值，则确定扬声器的工作状态为第一状态。在一个实施例中，第一设定值为1.1v。
60.如果第一检测结果指示电压值为第二设定值，则确定扬声器的工作状态为第二状态。在一个实施例中，第二设定值为3.3v。
61.如果第一检测结果指示电压值为第三设定值，则确定扬声器的工作状态为第三状态或第四状态。在一个实施例中，第三设定值为0v。
62.进一步地，发明人意识到，当扬声器的工作状态为第三状态或者第四状态，第一检测结果指示采集到的ad信号的电压值相同，此时无法判断扬声器究竟出现了哪一种故障，为此，请参阅图4，在一个示例性实施例中，如果第一检测结果指示电压值为第三设定值，则确定扬声器的工作状态为第三状态或第四状态的步骤，可以包括以下步骤：
63.步骤371，当第一检测结果指示电压值为第三设定值，控制处理器输出第二检测信号。
64.如图2所示，处理器1111包括第一控制输出端和第二控制输出端。相应地，在一个实施例中，步骤371可以包括以下步骤：控制第一控制输出端输出高阻态的第二检测信号，并控制第二控制输出端输出高电平的第二检测信号。
65.在一个实施例中，高阻态的第二检测信号的电压值为0v，高电平的第二检测信号的电压值为3.3v。
66.由此，第二检测信号将经由第一控制输出端和第二控制输出端传输至扬声器模块，以便于确定扬声器的工作状态是第三状态还是第四状态。
67.步骤373，基于第二检测信号，控制处理器对扬声器进行ad信号采集，得到第二检测结果。
68.如图2所示，处理器1111还包括模数转换器，当处理器1111控制输出第二检测信号，处理器1111便能够控制模数转换器对扬声器133进行ad信号采集，以获得指示ad信号的电压值的第二检测结果。
69.其中，第二检测结果用于指示采集到的ad信号的电压值。
70.在一个实施例中，第二检测结果指示的电压值至少包括0v、1.1v。
71.步骤375，如果第二检测结果指示采集到的ad信号的电压值为第四设定值，则确定扬声器的工作状态为第三状态。
72.在一个实施例中，第四设定值为1.1v。
73.步骤377，如果第二检测结果指示采集到的ad信号的电压值为第五设定值，则确定扬声器的工作状态为第四状态。
74.在一个实施例中，第五设定值为0v。
75.当然，上述设定值均可以根据应用场景的实际需要灵活地调整，此处并非构成具体限定。
76.通过上述实施例的相互配合，车载设备便能够通过检测ad信号的电压值来判断扬声器的工作状态，不仅操作简单、实时性好，能够及时地发现扬声器存在的故障，而且有利于降低成本。
77.图5示出了一应用场景中一种工作状态检测电路的具体结构图，图6示出了一应用场景中一种工作状态检测方法的具体实现示意图。现结合图5和图6，对此应用场景中扬声器的工作状态检测原理进行如下说明：
78.如图5所示，在此应用场景中，车载设备包括但不限于：车载音响、车载多媒体主机、车载t-box。
79.进一步地，车载设备包括工作状态检测电路和扬声器模块。其中，工作状态检测电路包括检测模块u2，扬声器模块包括功率放大器u1和扬声器u3。
80.进一步地，检测模块u2包括处理器mcu。
81.进一步地，处理器mcu包括第一控制输出端gpio1、第二控制输出端gpio2、及模数转换器adc。
82.进一步地，功率放大器u1包括一对差分输出端out+和out-。
83.进一步地，第一控制输出端gpio1通过第一电阻r2与扬声器模块连接，即a；第二控制输出端gpio2通过第二电阻r1与扬声器模块连接，即b；模数转换器adc通过电阻分压电路与扬声器模块连接，即b。
84.进一步地，电阻分压电路包括串联的第三电阻r3和第四电阻r4。其中，第三电阻r3的一端与扬声器模块连接，即b，第三电阻r3的另一端与第四电阻r4的一端连接，即c，第四电阻r4的另一端则接地。
85.进一步地，电阻分压电路还包括与第四电阻r4并联的电容c1，以实现干扰滤波的目的。其中，电容c1的一端与模数转换器adc连接，即d，电容c1的另一端接地。
86.进一步地，在工作状态检测电路，第一电阻r2、第二电阻r1、第三电阻r3、第四电阻r4的阻值相同，均为10kω；电容c1的容值为10nf；扬声器u3的阻抗为8ω。
87.如图6所示，车载设备上电之后，处理器mcu便控制第一控制输出端gpio1输出电压值为3.3v的高电平的第一检测信号，并控制第二控制输出端gpio2输出输出电压值为0v的高阻态的第一检测信号，使得扬声器u3进入工作状态。
88.当扬声器u3正常连接，一方面，由于第二控制输出端gpio2输出电压值为0v的高阻态的第一检测信号，第二电阻r1可忽略；另一方面，相较于第一电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4的阻值为10kω，也可忽略阻抗为8ω的扬声器u3，故，ad信号的电压值vspk由电压值为3.3v的第一检测信号、第一电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4计算得到，即：
[0089][0090]
当扬声器u3短路到电源(12v)，一方面，相较于第一电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4的阻值为10kω，阻抗为8ω的扬声器u3可以忽略；另一方面，由于第二控制输出端gpio2输出电压值为0v的高阻态的第一检测信号，第二电阻r1可忽略，同时由于扬声器u3短路到
12v电源，相当于12v电源直接作用于第三电阻r3，使得第一电阻r2也可忽略，故，ad信号的电压值vspk由12v电源、第三电阻r3、第四电阻r4计算得到，即：
[0091][0092]
在此说明的是，由于处理器mcu供电是3.3v，因此模数转换器adc能够检测到的最大电压也是3.3v，那么，当计算得到的电压值vspk等于6v时，ad信号的实际电压值vspk等于3.3v。
[0093]
当扬声器u3开路或者短地，则ad信号的电压值vspk等于0v。
[0094]
基于此，随着扬声器u3进入工作状态，处理器mcu控制模数转换器adc采集ad信号，便能够得到指示ad信号的电压值vspk的第一检测结果。
[0095]
如果电压值vspk等于1.1v，则扬声器u3的工作状态为正常连接。
[0096]
如果电压值vspk等于3.3v，则扬声器u3的工作状态为短电源。
[0097]
如果电压值vspk等于0v，则扬声器u3的工作状态为开路或者短地，此时，处理器mcu进一步地控制第一控制输出端gpio1输出电压值为0v的高阻态的第二检测信号，并控制第二控制输出端gpio2输出电压值为3.3v的高电平的第二检测信号，以基于处理器mcu得到的第二检测结果，进一步判断扬声器u3的工作状态是开路还是短路。
[0098]
当扬声器u3开路，一方面，由于第一控制输出端gpio1输出电压值为0v的高阻态的第二检测信号，且扬声器u3开路，第一电阻r2可忽略；另一方面，相较于第二电阻r1、第三电阻r3、第四电阻r4的阻值为10kω，也可忽略阻抗为8ω的扬声器u3，故，ad信号的电压值vspk由电压值为3.3v的高电平的第二检测信号、第二电阻r1、第三电阻r3、第四电阻r4计算得到，即：
[0099][0100]
当扬声器短地，ad信号的电压值vspk与地端的电压值一致，均等于0v。
[0101]
基于此，如果电压值等于1.1v，则扬声器u3的工作状态为开路。
[0102]
如果电压值等于0v，则扬声器u3的工作状态为短地。
[0103]
在本应用场景中，通过处理器mcu的gpio控制和a/d采样，简单方便地实现了对车载设备中扬声器的工作状态检测，无需人工参与即可快速定位车载设备中扬声器是否出现故障，有利于车主对该故障进行及时处理，从而避免因扬声器故障影响车主行车体验。
[0104]
下述为本技术装置实施例，可以用于执行本技术所涉及的工作状态检测方法。对于本技术装置实施例中未披露的细节，请参照本技术所涉及的工作状态检测方法的方法实施例。
[0105]
请参阅图7，本技术实施例中提供了一种工作状态检测装置600，工作状态检测装置600应用于车载设备，车载设备包括处理器、功率放大器、及至少一个扬声器。
[0106]
该工作状态检测装置600包括但不限于：输出控制模块610、扬声器工作模块630、ad采集模块650、及状态确定模块670。
[0107]
其中，输出控制模块610，用于控制处理器输出第一检测信号。
[0108]
扬声器工作模块630，用于基于第一检测信号，功率放大器将音频信号传输至扬声器，以使扬声器工作。
[0109]
ad采集模块650，用于控制处理器对扬声器进行ad信号采集，得到第一检测结果，第一检测结果用于指示采集到的ad信号的电压值。
[0110]
状态确定模块670，用于根据第一检测结果指示的电压值，确定扬声器的工作状态。
[0111]
需要说明的是，上述实施例所提供的工作状态检测装置在进行车载设备中扬声器的工作状态检测时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即工作状态检测装置的内部结构将划分为不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
[0112]
另外，上述实施例所提供的工作状态检测装置与工作状态检测方法的实施例属于同一构思，其中各个模块执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。
[0113]
与相关技术相比，通过处理器的输出控制和ad采集，简单方便地实现了对车载设备中扬声器的工作状态检测，不仅操作简单、实时性好，能够及时地发现扬声器存在的故障，而且有利于降低成本。
[0114]
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0115]
以上所述仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。