本实用新型涉及语音处理技术领域，具体涉及一种基于LED的定向音频播放系统。
背景技术：
目前，在博物馆、艺术馆、规划馆及展馆等各种场合中，会在在相应的展位上配备专职解说员进行现场解说，或者在每一相应的展位上设置自动播放录音或者影像的装置进行讲解。对于前者，若有多个专职解说员同时进行现场解说，各解说员的讲解在展厅内随处传播，会使展馆内变得十分嘈杂，影响观众收听各个展品的解说内容。对于后者，在每一相应的展位上设置的自动播放装置也同时存在声音控制效果不好的问题，自动播放装置循环反复播放讲解内容，不仅使播放的声音随处传播、影响收听，而且在无观众时也自动播放讲解内容，浪费电能。此外，无论是解说员现场解说还是自动播放装置自动播放，讲解的效果不够好，观众的体验度较低。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种基于LED的定向音频播放系统，其可以保证观众无干扰地获取各自需要的讲解语音，保持展馆相对安静的环境，又可以自动播放或者停止播放语音，还可以通过语音与灯光的结合，提高观众的体验度。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于LED的定向音频播放系统，包括控制模块、电源模块、若干个音频播放子模块及若干个与所述音频播放子模块一一对应的音频存储子模块，所述音频播放子模块包括人体红外检测模块、LED灯、光线传感器、音频处理模块及超声波换能器，所述人体红外检测模块、LED灯、光线传感器及音频处理模块均分别与所述控制模块电连接，所述人体红外检测模块检测到有人靠近时使所述控制模块开启所述LED灯，所述光线传感器用于光线采集，当采集到所述LED灯发出的光线时，所述控制模块控制音频处理模块工作，所述超声波换能器与音频处理模块相连，以将所述音频播放子模块内存储的音频定向播放。
进一步地，所述音频处理模块包括依次相电连接的音频处理电路、回声/噪声抑制电路、音频信号接收器、音频信号调制器及功率放大模块，所述音频处理电路与控制模块电连接，所述音频信号调制器用于将所述音频信号接收器接收的音频信号进行调制处理，并输出调制波，所述音频信号调制器与超声波换能器电连接，所述超声波换能器接收调制波后定向输出音频信号。
进一步地，一种基于LED的定向音频播放系统，还包括UART0串口与USB接口，所述UART0串口与USB接口分别与控制模块连接，所述UART0串口用于控制模块的编程及调试，所述USB接口用作系统的扩展口或系统调试时的鼠标插接口。
进一步地，所述音频存储子模块包括一内置多次可擦写非易失的FLASH闪存和一外挂的SD卡或者TF卡。
进一步地，还包括标准音频端子输入接口和麦克风语言录入模块。
采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：
1、本实用新型实现了展馆内各个展位相应的讲解语音与背景灯光在相应的区域内联动并定向播放，且各个区域的讲解声音互不干扰，保证观众无干扰的获取各自需要的讲解语音，实现信息的精准传达。
2、本实用新型通过人体红外检测模块来实现讲解语音的自动播放或停止播放，实现人到音出、人离音停，节约电能，保持展馆相对安静的参观环境。
3、本实用新型通过语音与灯光的结合，在每一展位、店面前的小空间里产生虚拟的3D环绕的音效，提高了观众的体验度。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为音频处理模块的结构示意图；
图3为本实用新型的效果示意图。
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。
在本实用新型中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示本实用新型的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例
参考图1所示，本实用新型公开了一种基于LED的定向音频播放系统，包括控制模块、电源模块、UART0串口、USB接口、标准音频端子输入接口、麦克风语言录入模块、若干个音频播放子模块及若干个与音频播放子模块一一对应的音频存储子模块，在本实施例中，控制模块采用单片机。
音频播放子模块包括人体红外检测模块、LED灯、光线传感器、音频处理模块及超声波换能器，人体红外检测模块、LED灯、光线传感器及音频处理模块均分别与控制模块电连接，人体红外检测模块检测到有人靠近时使控制模块开启LED灯，光线传感器用于光线采集，当采集到LED灯发出的光线时，控制模块控制音频处理模块工作，超声波换能器与音频处理模块相连，以将音频播放子模块内存储的音频定向播放。在本实施例中，人体红外检测模块为BS-SS501感应器，光线传感器为SDS001。
配合图1和图2所示，音频处理模块包括依次相电连接的音频处理电路、回声/噪声抑制电路、音频信号接收器、音频信号调制器及功率放大模块，音频处理电路与控制模块电连接，音频信号调制器用于将音频信号接收器接收的音频信号进行调制处理，并输出调制波，音频信号调制器与超声波换能器电连接，超声波换能器接收调制波后定向输出音频信号。音频信号调制器通过幅度或频率调制方式将音频可听声信号加载到超声载波的幅度或频率参量上，从而形成调制波信号，再依靠超声波换能器将这种调制波信号辐射到空气中，依靠超声波在空气中传播所产生的非线性自解调特性，产生超指向性的音频可听声，使讲解的语音只在一定的区域内传播。
本实施例中，音频处理电路采用立体声编解码芯片ADAU701，该器件集成了立体声或单声道麦克风接口，以及一个立体声桥接式负载或单端耳机的完整接口，由于无需单独的麦克风放大器，外部元器件需求得以减少。其主要功能是通过高质量的DAC(数字/模拟转换器和功率放大器)用来把数字音频信号转换为能推动扬声器输出的音频信号。回声/噪声抑制电路采用FM2018芯片，其是一款具有高性能、高集成度和极低功耗的回声抵消和噪声抑制芯片，配合语音萃取、噪声压制、抗噪声设计、噪声屏蔽、回声消除、小型阵列麦克风、双麦抗噪声设计等一系列声音算法处理，达到很好的降噪效果。
UART0串口与USB接口分别与控制模块连接，UART0串口用于控制模块的编程及调试，USB接口用作系统的扩展口或系统调试时的鼠标插接口。
每一音频存储子模块内存储有相应展品的讲解内容，音频存储子模块包括一内置多次可擦写非易失的FLASH闪存和一外挂的SD卡或者TF卡。
参考图3所示，人体红外检测模块检测到有人靠近时LED灯开启，光线传感器采集到LED灯发出的光线后，控制模块控制音频处理模块工作。在音频存储子模块内存储的讲解语音经音频处理模块解码、回声/噪声滤除及音频信号调制后，由超声波换能器将音频定向播放出来。通过灯光与定向语音的结合，在每一展位前的小空间里产生虚拟的3D环绕的音效，提高了观众的体验度。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。