有源智能物联网音箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种有源智能物联网音箱，它包括箱体、智能模块、功率放大器、扬声器、传感器、拾音器、电源和显示屏，所述传感器安装在箱体上或外接，所述扬声器、拾音器和显示屏安装在箱体上，所述智能模块、功率放大器、电源安装在箱体内，所述功率放大器、传感器、拾音器、电源和显示屏分别与智能模块连接，所述扬声器连接功率放大器，所述功率放大器连接电源。本实用新型可获取自己所在空间位置数据并且可以获得用户的空间位置数据，测量计算出用户与单个或多个音箱间相对空间位置，还能够配合AR、VR等新兴音视频播放设备对播放数据实时修正，把声音更加真实的播放出来。
【专利说明】
有源智能物联网音箱
技术领域
[0001]本实用新型涉及音响系统技术领域，具体为一种有源智能物联网音箱。
【背景技术】
[0002]音箱是整个音响系统流程中最后一个、也是最重要的一个组成，其放音质量对整个系统性能的影响极大，按照专业人士估计，音箱对整个音响系统的贡献占整个系统的30%以上。
[0003]固定收听
[0004]传统的播放设备分为两声道立体声播放和多声道环绕立体声播放如杜比5.1，全景声目前支持30多个音箱，要想听到好声音，用户必须在安装官方的标准音箱布局进行施工安放还要在固定的最佳位置区域收听，才能获得高保真的声音还原，但在实际使用时，因为摆放空间环境不规则和空间使用功能安排的问题，音箱的摆放位置经常的无法做到教科书式的摆放，所以用户通常在安装好音箱后无法获得到最完美的收听位置，也就无法获得最真实的声音还原。
[0005]移动收听
[0006]3D显示技术，VR、AR播放技术的出现，改变了人们的收看方式，人们观看影音内容的时候不再是固定的的观看了，而是参与到了其中变被动为主动和互动的形式。一部影音产品在不同的用户哪里，有着不同的播放状态，声音视频在同一个播放时间点内容却是不同的，所以无法预先录制每个音箱播放的固定声音文件，因为一切都在变化。
[0007]所以必要的开发一套新的音箱系统，去适应这种新的播放模式。
[0008]若有一种有意识的音箱系统，它们通过传感器知道自己的位置和所在环境信息，以及实时播放的效果，知道自己处在什么样的空间里，知道连接的其他音箱的信息，通过网络传输这些数据，最终实现音箱系统实时的与播放系统进行信息数据的交互，让播放系统实时的调整播放控制参数，达到在不同使用环境和使用方式的情况下都能播放处最佳的音响效果。
[0009]因此，发明人潜心研究，发明了一种可以测量并且提供音箱间相对空间位置和收听时用户与音箱系统相对空间位置的有源智能物联网音箱，并且其运算的数据结果可显示在显示屏上，使用户可更加方便的在安装音箱设备时准确的将音箱安装到最佳位置和在播放时用户找到聆听音乐的最佳位置，并且本音箱还可以将信息提供给虚拟现实模拟软件，使其能将声音更真实地模拟出来。
【实用新型内容】
[0010]为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种有源智能物联网音箱，它包括智能音箱、服务器和客户端，所述智能音箱通过服务器与客户端连接，所述智能音箱包括箱体、电源、PCB板、功率放大器、扬声器、传感器、无线通信模块、微处理器、存储器、数字音频处理器和音频解码器，所述PCB板、功率放大器、扬声器和传感器分别固定安装在箱体内，所述箱体面板上开设有探测孔，所述扬声器和传感器固装箱体面板上，且传感器与探测孔位置相对应，所述电源连接PCB板和功率放大器，所述无线通信模块、微处理器、存储器、数字音频处理器、音频解码器均嵌装在PCB板上，所述无线通信模块、存储器、数字音频处理器和传感器分别连接微处理器，所述无线通信模块与服务器连接，所述数字音频处理器、音频解码器、功率放大器和扬声器依次连接。
[0011]进一步地，所述智能音箱还包括显示屏，所述显示屏安装在箱体面板上，并与微处理器连接。
[0012]进一步地，所述智能音箱还包括拾音器，所述拾音器与音频处理器连接。
[0013]进一步地，所述PCB板上还设有控制接口、耳机接口和AUX接口。
[0014]进一步地，所述控制接口分别连接微处理器和数字音频处理器。
[0015]进一步地，所述无线通信模块包括W1-FI模块和蓝牙模块。
[0016]进一步地，所述无线通信模块通过W1-FI模块与服务器连接，无线通信模块通过蓝牙模块与用户手机连接。
[0017]进一步地，所述传感器包括惯性测量装置。
[0018]进一步地，所述惯性测量装置包括:加速度计、陀螺仪和光学传感器。
[0019]进一步地，所述电源包括电池和无线充电模块，所述无线充电模块与电池连接，所述电池分别连接功率放大器和PCB板。
[0020]本实用新型可以测量用户与音箱间距离的有源智能物联网音箱，并且其测量的距离参数可显示在显示屏上，使用户可更加方便的找到聆听音乐的最佳位置，并且本音箱还可以将信息提供给虚拟现实模拟软件，使其能将声音更真实地模拟出来。
【附图说明】
[0021 ]图1是本实用新型结构方框图；
[0022]图2是本实用新型箱体结构示意图；
[0023]图3是本实用新型扬声器结构示意图；
[0024]图例:1.智能音箱，11.箱体，111.探测孔，2.智能模块，21.PCB板，211.控制接口，212.耳机接口，213.AUX接口，22.无线通信模块，221.W1-FI模块，222.蓝牙模块，23.微处理器，24.存储器，25.数字音频处理器，26.音频解码器，3.功率放大器，31.分频器，4.扬声器，41.导磁柱，42.磁体，43.导磁板，44.音圈，45.定心支片，46.盆架，47.振膜，48.防尘罩，5.传感器，6.拾音器，7.电源，8.显示屏，9.服务器，10.客户端。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
[0026]本实用新型公开了一种有源智能物联网音箱，其包括:智能音箱1、服务器9和客户端10，所述智能音箱I通过服务器9与客户端10连接，智能音箱I包括:箱体11、智能模块2、功率放大器3、扬声器4、传感器5、拾音器6、电源7、显示屏8。所述智能模块2、扬声器4、传感器
5、拾音器6、电源7和显示屏8安装在箱体11内，所述扬声器4、传感器5、拾音器6和显示屏8安装在箱体11的面板上，智能模块2分别连接功率放大器3、传感器5、拾音器6、电源7和显示屏8，所述功率放大器3分别与扬声器4和电源7连接。
[0027]所述箱体11材质可为塑料、木质、玻璃和陶瓷等材质，可根据要播放的音源类型具和听众喜好具体选择，所述箱体11上开设有探测孔111。
[0028]所述智能模块2安装在箱体背板上，其包括PCB板21、无线通信模块22、微处理器23、存储器24、数字音频处理器25、音频解码器26，所述无线通信模块22、微处理器23、存储器24、数字音频处理器25和音频解码器26嵌装在PCB板21上，无线通信模块22、存储器24、数字音频处理器25和音频解码器26分别连接微处理器23，所述存储器24可记录音箱的参数，例如:额定功率、频率响应范围、信噪比和失真度等，所述PCB板21上还设有控制接口 211、耳机接口 212和AUX接口 213和传感器扩展接口 214，所述控制接口 211包括USB接口、RJ45接口和RS485接口，可以通过这些写接口对音箱进行控制，所述传感器扩展接口 214可连接温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等，所述无线通信模块22包括W1-FI模块221和蓝牙模块222，W1-FI模块221通过路由器与服务器9进行通信，蓝牙模块222可以让用户通过手机蓝牙与音箱连接。
[0029]所述功率放大器3安装在箱体11背板上，其设有分频器31，所述功率放大器3与数字音频处理器25连接，将数字音频处理器25处理后的音频信号进行放大处理。
[0030]所述扬声器4与功率放大器3的分频器31连接，其包括:导磁柱41、磁体42、导磁板43、音圈44、定心支片45、盆架46、振膜47和防尘罩48，所述导磁柱41为扁圆柱体，其顶部中心位置设有圆柱形凸起，所述磁体42和导磁板43为环状，并自下而上依次套在导磁柱41的凸起上，所述盆架46为斗状，其底部中心开有圆孔并安装在导磁板43上，所述振膜47为斗状，其座装在盆架46内，其顶部边缘与盆架46边缘连接，所述音圈44为筒状，其与分频器31连接，音圈套在导磁柱41凸起顶端，音圈44顶部与振膜47底部固接，其两侧通过安装在盆架46底部的定心支片45固定，所述防尘罩48安装在音圈44顶部，并与振膜47固接;所述扬声器4可为高音扬声器、中音扬声器和低音扬声器中的一种或多种，可根据需要播放音源的类型具体选择，其通过分频器31将对应频率的音频信号转换成声音，播放出来。
[0031]所述传感器5安装箱体11面板上，并与探测孔111位置相对应，其包括惯性测量装置以及其他功能的传感器，惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪及光学传感器，传感器5与微处理器23连接，当使用激光传感器或红外传感器时，传感器5向用户发射定位信号，并接收反馈信号，微处理器23通过收发信号的时间差计算出与音箱与用户之间的距离，并显示在显示屏8上，同时将距离参数记录到存储器24中以待调用;所述惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪，加速度计和陀螺仪分别连接微处理器23，当使用惯性测量装置时，先设置一基准见，并将音箱放置在基准点上，然后将音箱推至需要放置的位置，通过加速度计和陀螺仪将加速度信息和陀螺仪的方向信息传给微处理器23，微处理器23可以根据用户设置，将转换成空间坐标，记录到存储器24以待调用，或直接将信息通过无线通信模块22传至服务器9或用户客户端10进行处理，另外，还可连接多功能传感器或者多个传感器同时使用，例如:定位功能、图像识别功能、具有其他环境参数检测功能的传感器。
[0032]所述拾音器6安装在箱体11面板上，并与音频处理模块26连接。
[0033]所述电源7安装在箱体11背板上，其包括电池71、无线充电模块72和有线充电模块73，所述电池71分别连接PCB板2、功率放大器3、无线充电模块72和有线充电模块73，使用时，通过电池71分别给PCB板2和功率放大器3提供电源，并且可以通过无线充电模块72或有线充电模块73给电池71充电。
[0034]所述显示屏8为液晶显示屏，其安装在箱体11面板顶部，显示屏8与微处理器23连接，可实时地将用户与音箱间的距离显示在液晶显示屏上。
[0035]本实用新型通过传感器5可准确测量出用户与音箱间的距离，并显示在显示屏8上，同时将距离参数记录在存储器24中，在实际使用过程中，音箱发烧友还能以该距离参数为参考，对数字音频处理器25进行设置，使播放的音乐最优化。
[0036]本实用新型还可以与虚拟现实技术相结合，在现有技术中视觉上的模拟已经相对成熟，用户在虚拟场景中移动时，虚拟现实模拟软件会根据人的位置实时演算出场景的变化，观察一个物体时，也会根据观察的角度不同，实时演算出对应的结果。但对于听觉方面的模拟还有所欠缺，本实用新型可以通过传感器5获取用户与音箱之间的距离参数，并记录在存储器24中，音箱可以通过无线通信模块22与电脑连接，并将该距离参数提供给虚拟现实模拟软件，使虚拟现实模拟软件可在虚拟场景中，更好地模拟出用户与声源间距离变化时，用户所听到的声音，使用户的感觉更加真实。
[0037]除此之外，本音箱还可以跟多音轨音频文件相配合，使音箱能更好的发挥其作用，具体来说:
[0038]所述多贵音频文件的内容包括:声音信息、音源的信息、音源场景的信息、环境的其他信息和视频化信息，所述声音信息是通过录音设备录入的演奏者或者乐器的内容，其中每种声音都是独立一轨;所述音源的信息包括演奏者或者乐器等信息，所述音源场景的信息是指演奏者或者乐器位于场景中位置的信息;所述环境的其他信息包括温度、湿度、天气和空气密度等影响声音的要素信息;所述视频化信息包括真人现场记录的信息，通常该信息是储存在服务器上的。其中声音信息、音源的信息和音源场景的信息是必备信息，其他为可选信息。
[0039]所述多轨音频文件通过多轨录音设备录制而成，所述多轨录音设备包括:多个录音话筒、话筒分配器、调音台、效果器和终端。所述录音话筒分别安装在独立的录音室中，所述话筒分配器、调音台、效果器和终端安装在主控室中，所述录音话筒、话筒分配器、调音台、终端依次连接，所述效果器与调音台连接。
[0040]以摇滚乐队录制音乐为例，让乐队中主唱、吉他手、键盘手、鼓手、贝斯手分别进入录音室中，同时演奏乐曲，每位成员演奏产生的声波通过各自的录音话筒转变成音频信号，经过话筒分配器分别进入调音台中，通过录音师调整后，再进入效果器润色优化，然后再通过调音台将优化好的音频信号传至终端上，形成多轨音频文件，文件中主唱、吉他手、键盘手、鼓手和贝斯手中每个人演奏的声音都单独形成一轨并且分别播放。
[0041]使用本实用新型播放多轨音频文件时，用户可以将多轨音频文件上传至服务器上，本实用新型通过内置的W1-FI模块221与服务器9连接，接收多轨音频文件，再通过数字音频处理器25、音频解码器26、功率放大器3和扬声器4将音乐播放。
[0042]除此之外，用户还可以通过手机上的多轨音频播放客户端，对多轨音频文件进行播放，所述客户端界面为图形化操作界面，其分为立体声模式和终极H1-Fi模式;立体声模式中，界面自上而下分为音箱控制界面、播放控制界面和音源控制界面三部分，其中顶部为音箱控制界面，可以通过该界面与本实用新型相连接;所述播放界面可控制音乐的播放、暂停、切换和音量调节等功能;所述音源控制界面边缘分别设有用于滚动界面的箭头图标，箭头图标间为音源播放模式图标，用户可根据需要选择需要播放的模式，例如只播放主唱的清唱模式、各个乐器的独奏模式，或者指定的乐器播放的定制模式等。终极H1-Fi模式中，界面自上而下同样分为音箱控制界面、播放控制界面和音源控制界面三部分，区别在于在终极H1-Fi模式中，用户可以把音源中不同的音乐元素分配至不同的音箱中，例如，可控制主唱的音轨在适合播放人声的音箱中播放，或者控制吉他手的音轨在适合播放吉他的音箱中播放。
[0043]本实用新型内置蓝牙模块222可通过蓝牙与用户手机连接，用户再通过手机上的多轨音频播放客户端选择适合的音箱播放音乐，并且可根据个人需要与音频文件中的乐队互动，十分方便。
[0044]显然，本实用新型的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
【主权项】
1.一种有源智能物联网音箱，其特征在于:它包括智能音箱(I)，所述智能音箱(I)包括箱体(11)、电源(7 )、PCB板(21)、功率放大器(3 )、扬声器(4)、传感器(5)、无线通信模块(22)、微处理器(23)、存储器(24)、数字音频处理器(25)和音频解码器(26)，所述PCB板(21)、功率放大器(3)、扬声器(4)和传感器(5)分别固定安装在箱体(11)内，所述箱体(11)面板上开设有探测孔(111)，所述扬声器(4)和传感器(5)固装箱体(11)面板上，且传感器(5)与探测孔(111)位置相对应，所述电源(7)连接PCB板(21)和功率放大器(3)，所述无线通信模块(22)、微处理器(23)、存储器(24)、数字音频处理器(25)、音频解码器(26)均嵌装在PCB板(21)上，所述无线通信模块(22)、存储器(24)、数字音频处理器(25)和传感器(5)分别连接微处理器(23)，所述数字音频处理器(25)、音频解码器(26)、功率放大器(3)和扬声器(4)依次连接;有源智能物联网音箱还包括:服务器(9)和客户端(10)，所述客户端(10)通过服务器(9)与无线通信模块(22)连接。2.根据权利要求1所述的有源智能物联网音箱，其特征在于:所述智能音箱(I)还包括显示屏(8)，所述显示屏(8)安装在箱体(11)面板上，并与微处理器(25)连接。3.根据权利要求1所述的有源智能物联网音箱，其特征在于:所述智能音箱(I)还包括拾音器(6)，所述拾音器(6)与音频处理器(25)连接。4.根据权利要求1所述的有源智能物联网音箱，其特征在于:所述PCB板(21)上还设有控制接口(211)、耳机接口(212)和AUX接口(213)。5.根据权利要求4所述的有源智能物联网音箱，其特征在于:所述控制接口(211)分别连接微处理器(23)和数字音频处理器(25)。6.根据权利要求1所述的有源智能物联网音箱，其特征在于:所述无线通信模块(22)包括W1-FI模块(221)和蓝牙模块(222)。7.根据权利要求6所述的有源智能物联网音箱，其特征在于:所述无线通信模块(22)通过W1-FI模块(221)与服务器(9)连接，无线通信模块(22)通过蓝牙模块(222)与用户手机连接。8.根据权利要求1所述的有源智能物联网音箱，其特征在于:所述传感器(5)包括定位测量装置。9.根据权利要求8所述的有源智能物联网音箱，其特征在于:所述定位测量装置包括:加速度计、陀螺仪和光学传感器。10.根据权利要求1所述的有源智能物联网音箱，其特征在于:所述电源(7)包括电池(71)和无线充电模块(72)，所述无线充电模块(72)与电池(71)连接，所述电池(71)分别连接功率放大器(3)和PCB板(21)。
【文档编号】H04R1/20GK205566613SQ201620327258
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】杨涛
【申请人】杨涛