专利名称：一种数字化网络麦克风的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种麦克风，特别涉及一种可直接接入网络的数字化 网络麦克风。
背景技术：
麦克风，是英语microphone的汉语音译，也叫拾音器、话筒。它广泛 应用于日常生活的各个方面。它的作用是将声音信号转换成电信号，以便 进行进一步的放大，并推动扬声器，达到将声音放大的目的。
随着计算机网络的普及和广泛应用，人们使用麦克风在网络上进行通 话或者声音釆集的应用越来越多，如召开电话会议，对声源信号进行远距 离监测等。目前将麦克风接入网络所采用的方法是使用有线或无线的麦 克风和连入互联网的计算机相连接，通过计算机接入互联网。现有的麦克 风要实现与互联网的连接，主要在两个方面依赖于计算机， 一是要通过计 算机的接口获取电源；二是要通过计算机才能与互联网建立数据链路。因 此，要实现麦克风与网络的直接连接，就要解决如何为麦克风供电以及如 何为麦克风直接提供网络接入。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有的麦克风不能直接接入互联网，必须依 赖计算机的缺陷，从而提供一种可直接接入互联网的数字化网络麦克风。 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种数字化网络麦克风，包括
用于采集声音信息的传声器单元；还包括用于将包含所述声音信息的电信 号做进一步处理的信号处理单元，以及用于实现所述数字化网络麦克风连
接到互联网上的以太网络接口单元；其中，
所述的传声器单元连接到所述的信号处理单元，所述的信号处理单元 连接到所述的以太网络接口单元。
上述技术方案中，还包括一个为所述数字化网络麦克风提供电能的电 源单元。
上述技术方案中，所述的信号处理单元包括偏置电路、音频放大电路、
音频滤波电路、才莫数转换电路以及用于存储物理地址和IP地址、TCP/IP 协议栈以及对数字信号进行压缩、编码和打包的微处理器单元；其中，
所述的偏置电路、音频放大电路、音频滤波电路、模数转换电路以及 微处理器单元依次连接。
上述技术方案中，所述的微处理器单元采用带有SPI接口的微处理器
# 一
心巧o
上述技术方案中，所述的以太网络接口单元采用以太网络接入芯片
ENC28J60实现。
本实用新型的优点在于
1、 本实用新型的数字化网络麦克风通过自身物理地址和IP地址的设 定和存储，以及以太网络接入芯片的使用，可以直接连接到互联网上，并 与互联网上的其它计算机进行通信。
2、 本实用新型的数字化网络麦克风具有语音压缩的功能，使得网络 传输率更高。
3、 本实用新型的数字化网络麦克风采用了 TCPUP协议，使得网络传 输的误码率大大降低。
以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中 图1为本实用新型的数字化网络麦克风的结构图； 图2为本实用新型的数字化网络麦克风中的信号处理单元的结构图。 图面说明
100 传声器单元 200 信号处理单元 300 以太网络接口单元 210偏置电路 220 音频放大电路230 音频滤波电路
240模数转换电路250微处理器单元具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的数字化网络麦克风进 行详细说明。
参考图1,本实用新型的数字化网络麦克风包括传声器单元100、信 号处理单元200以及以太网络接口单元300;其中，所述的传声器单元100 连接到所述的信号处理单元200,所述的信号处理单元200与所述的以太 网络接口单元300连接。
本实用新型的传声器单元100的作用是采集用户发出的声音信号，并 将所述的声音信号转换成电信号。所述的传感器单元100与现有技术中的 麦克风相类似，它可以是一个广义的传声器，也可以是一对广义的传声器， 分别对应于单声道和立体声麦克风的情形。所述传声器单元100可以是驻 极体传声器，也可以是硅微传声器，以及压电片等其他形式的传声器，只 要能将语音声波转换成电信号即可。
本实用新型的信号处理单元200的作用是对信号进行处理，使得音频 信号转换为适合网络传输的格式。如图2所示，信号处理单元200包括偏 置电路210、音频放大电路220、音频滤波电路230、才莫数转换电路240和 微处理器单元(MPU) 250，信号处理单元200中的上述部件依次电连接。
偏置电路210的作用是为所述的传声器单元IOO提供没有工频干扰的 偏置电压和电流，然后将所述的传声器单元IOO产生的电信号交流耦合到 所述的音频放大电路220。偏置电路的实现是成熟的现有技术，本领域的 普通技术人员参考相关文献皆可实现。
音频放大电路220的作用是将由偏置电路210处理后的电信号进行信 号的放大。音频放大电路的放大倍数一般在5到IOO倍之间。音频放大电 路是成熟的现有技术，参考现有技术文献，本领域中的普通技术人员都可 以实现。
音频滤波电路230的作用是对干扰信号做一定强度的衰减，而保留感 兴趣的语音信号。所述的音频滤波电路230可以是有源的滤波器，也可以 是无源的滤波器。对于电话语音的情况，所述的音频滤波器230可以是一 个四极点带通滤波器。
模数转换电路240是一种广义的模拟-数字信号转换器件，它的作用是 对音频信号进行转换，由原来的模拟信号转变成数字信号，实现模拟信号 的量化。它可以是通常的模-数转换器，也可以是各种模拟-数字编码解码
器。模数转换的实现也是成熟的现有技术，此处不再做重复性说明。
微处理器单元250是本实用新型的数字化网络麦克风的核心部件，具 有多重功能，具体描述如下
a) 、与互联网建立连接。在微处理器单元250的内存中，存储有作为 该麦克风唯一标识的MAC地址，如00.00.00.00，这个地址称为麦克风 的物理地址，同时还配置了作为该麦克风网络地址的IP地址。当用户将 本实用新型的数字化网络麦克风通过以太网络接口单元300与互联网物理 连接后，微处理器单元250按照TCP协议主动向互联网发出包含自己MAC 地址和IP地址以及端口号的连接请求包，远程用来进行控制的计算机收 到该连接请求数据包之后，返回同意建立连接的确认应答数据包，这样所 述的数字化网络麦克风就和计算机建立了连接。
b) 、对数字化的音频信号进行编码、压缩。为了使得音频信号易于在 互联网上传输，需要对音频信号进行编码，此外，为了减小传输负担，还 要对信号进行压缩处理，在本实施例中可采用ADPCM压缩方法。本实用 新型中所采用的编码、压縮方式都可采用现有技术中的相关方法，并不局 限于上述实施例中所涉及的具体方法。
c) 、利用TCP/IP协议栈对编码后的音频数据进4亍打包，以实现在互 联网上的传输和数据交换。
微处理器单元250采用现有的带有SPI接口的微处理器芯片即可，在 本实施例中可以采用以8051为核心的处理器。
以太网络接口单元300的作用是实现本实用新型的数字化网络麦克风 与互联网接口的连接，同时实现所述麦克风与互联网间的通信功能。在本 实用新型中，为了实现上述功能，采用了 Microchip公司推出的以太网络 接入芯片ENC28J60,它是28引脚的独立以太网络控制芯片，该芯片采用 SPI接口和主控芯片MPU相连接，具有占位小、成本低、使用方便等优点。 利用该芯片可以方便地在嵌入式设备与互联网间建立网络通信。
本实用新型的数字化网络麦克风在以太网络接口单元300中的 ENC28J60芯片和微处理器单元250的作用下，实现了与互联网间的数据 链路。在背景技术中已经提到，要实现与互联网的直接连接，除了需要与 互联网建立数据链路外，还需要为麦克风提供相应的电源。根据实际应用 场景的不同，本实用新型的数字化网络麦克风在结构上也有一定的差异。
在现有技术中，已经出现了一种可供电以太网络接口 (POE),这种类
型的以太网络接口可以为连接到接口上的设备提供电能。因此，如果将本 实用新型的数字化网络麦克风连接到可带电以太网络接口上，则本实用新 型的数字化网络麦克风可直接使用。如果本实用新型的数字化网络麦克风 与常见的以太网络接口连接，则本实用新型的数字化网络麦克风除了要包 含上述说明中所包含的各个单元外，还要添加相应的电源单元，所述的电 源单元为数字化网络麦克风中的其它部件提供电能。电源单元可以采用干 电池，也可以通过与外接电源连接的方式供电。为了扩大本实用新型的应 用范围，可以为本实用新型的数字化网络麦克风配置带有开关的电源单 元，如果本实用新型与可供电以太网络接口连^"，则可以关闭电源，如果 本实用新型与常用的以太网接口连接，则可以打开电源。
本实用新型的数字化网络麦克风的具体工作流程如下
1、 将本实用新型的^t字化网络麦克风通过以太网络接口单元300连 接到外部的以太网络接口上；此处所涉及的以太网络接口可以是带电的以 太网络接口，也可以是常用的以太网络接口。
2、 数字化网络麦克风在连接到互联网后，通过广播自身的IP地址与 互联网中的其它计算机建立连接。
3、 数字化网络麦克风中的传声器单元100将采集到的声音以模拟信 号的方式传递到信号处理单元200。
4、 包含有声音信息的模拟信号经信号处理单元200中的偏置电路210、 音频》丈大电路220进4亍处理。
5、 滤波电路230对处理后的信号进行滤波，然后由模数转换电路240 将带有声音信息的模拟信号转换成数字信号，随后将转换后的数字信号发 送到微处理器单元250。
6、 微处理器单元250对接收到的信号进行编码，然后利用TCP/IP协 议栈将编码后的数据打包，发送到以太网络接口单元300。
通过互联网传送到与数字化网络麦克风建立连接的其它计算机上。
本实用新型的数字化网络麦克风具有广泛的应用前景，只要有网络接 口的地方都可以布放本实用新型，例如在进行声音监控时，可以在需要监 测的地点放置麦克风，然后使用网络上的任何一台计算机来接收采集到的 信号，具有操作方便的优点。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非
限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人 员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本 实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围 当中。
权利要求1、一种数字化网络麦克风，包括用于采集声音信息的传声器单元(100)；其特征在于，还包括用于将包含所述声音信息的电信号做进一步处理的信号处理单元(200)，以及用于实现所述数字化网络麦克风连接到互联网上的以太网络接口单元(300)；其中，所述的传声器单元(100)连接到所述的信号处理单元(200)，所述的信号处理单元(200)连接到所述的以太网络接口单元(300)。
2、 根据权利要求1所述的数字化网络麦克风，其特征在于，还包括 一个为所述数字化网络麦克风提供电能的电源单元。
3、 根据权利要求1或2所述的数字化网络麦克风，其特征在于，所 述的信号处理单元(200)包括偏置电路(210)、音频放大电路(220 )、 音频滤波电路(230)、模数转换电路(240)以及用于存储物理地址和IP 地址、TCP/IP协议栈以及对数字信号进行压缩、编码和打包的微处理器单 元(250 );其中，所述的偏置电路(210)、音频放大电路(220)、音频滤波电路(230)、 模数转换电路(240)以及微处理器单元(250)依次连接。
4、 根据权利要求3所述的数字化网络麦克风，其特征在于，所述的 微处理器单元(250)采用带有SPI接口的微处理器芯片。
5、 根据权利要求1或2所述的数字化网络麦克风，其特征在于，所 述的以太网络^"口单元(300)釆用以太网络4矣入芯片ENC28J60实现。
专利摘要本实用新型提供一种数字化网络麦克风，包括用于采集声音信息的传声器单元；还包括用于将包含所述声音信息的电信号做进一步处理的信号处理单元，以及用于实现数字化网络麦克风连接到互联网上的以太网络接口单元；其中，传声器单元连接到信号处理单元，信号处理单元连接到以太网络接口单元。本实用新型可以直接连接到互联网上，并与互联网上的其它计算机进行通信。本实用新型具有语音压缩的功能，使得网络传输率更高。本实用新型采用了TCP/IP协议，使得网络传输的误码率大大降低。
文档编号H04R1/08GK201185430SQ20082007901
公开日2009年1月21日 申请日期2008年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者乔东海, 英 邓 申请人:中国科学院声学研究所