CN101807946A

CN101807946A - 2.4g无线音频装置的工作方法

Info

Publication number: CN101807946A
Application number: CN200910223180A
Authority: CN
Inventors: 李锦洪
Original assignee: SWITZERLAND ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: SWITZERLAND ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2010-08-18

Abstract

本发明涉及无线音频传输技术领域，特别涉及一种2.4G无线音频装置的工作方法，可以使一个无线音频发送模块对四个无线音频接收模块进行无线音频传输，该2.4G无线音频装置至少包括一个无线音频发送模块和第一、第二、第三及第四无线音频接收模块，无线音频发送模块和四个无线音频接收模块按照一发射四接收协议工作。本发明实现了一个无线音频发送模块对四个无线音频接收模块进行无线音频传输，可应用于各种产生音频流的装置，本发明还可实现在无线音频接收模块一端控制播放器的播放动作。

Description

2.4G无线音频装置的工作方法

技术领域

本发明涉及无线音频传输技术领域，特别涉及一种2.4G无线音频装置的工作方法，可以使一个无线音频发送模块对四个无线音频接收模块进行无线音频传输。

背景技术

随着音频视频技术和通信技术的不断发展，以及各种视频音频服务的推出，人们不断开发出各种方式以方便快捷的传输视频和音频信息。例如，随着高清晰电视服务的推出，人们热衷于构建5.1声道或7.1声道的家庭影院***以获得更加完美的视听享受，在这样的家庭影院***中，总共配置了6或8个扬声器，其中至少要配置两个甚至更多的后置环绕扬声器，如果采取传统的有线音频传输方式，布线不方便且会破坏房间的美观，影响人们的日常生活。

采用无线音频传输方式可以省去布线的麻烦，但是，传统的无线音频传输方式存在抗干扰能力低、噪声大、功耗大、传输距离短、数据传输率低等缺点，如常见的FM(调频)方式容易受干扰、蓝牙方式传输带宽小。因此，出现了2.4G无线音频传输***，其可实现CD级音质(16位，44.1K采样率)的无线音频传输。在实现CD级无线音频传输的同时，将单一音频源的信号按照意愿在多个不同的扬声器上播放也是人们在实际应用中的需求。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种2.4G无线音频装置的工作方法，可以使一个无线音频发送模块对四个无线音频接收模块进行无线音频传输。

本发明提供了一种2.4G无线音频装置的工作方法，该2.4G无线音频装置包括一个无线音频发送模块和第一、第二、第三及第四无线音频接收模块，其中，无线音频发送模块按如下步骤工作：

步骤101、跳频协议处理，设置频点和发射模式；

步骤102、模数转换单元采样音频数据并存储至数据缓冲器；

步骤103、判断数据缓冲器是否满，如果否则返回执行步骤102，如果是则执行步骤104；

步骤104、压缩、编码数据缓冲器中的音频数据，并添加ORC校验码；

步骤105、射频单元发射编码后的音频数据、控制数据及无线音频接收模块应答控制数据；

步骤106、切换射频单元为接收模式；

步骤107、判断是否接收到无线音频接收模块的应答信号，如果否则返回执行步骤101，如果是则执行步骤108；

步骤108、判断是否是第一无线音频接收模块的应答信号，如果是则返回执行步骤101，如果否则执行步骤109；

步骤109、判断是否是第二无线音频接收模块的应答信号，如果是则返回执行步骤101，如果否则执行步骤110；

步骤110、判断是否是第三无线音频接收模块的应答信号，如果是则返回执行步骤101，如果否则执行步骤111；

步骤111、确定为第四无线音频接收模块的应答信号，然后返回执行步骤101；

四个无线音频接收模块按如下步骤工作：

步骤201、跳频协议处理和设置频点；

步骤202、判断是否收到有效的射频信号，如果否则返回执行步骤201，如果是则解调接收到的射频信号；

步骤203、解码和解压缩解调后的数据，将解压缩后的数据存入数据缓冲器；

步骤204、判断数据缓冲器是否满，如果是则执行步骤205，如果否则执行步骤206；

步骤205、数模转换单元对数据缓冲器中的数据进行数模转换；

步骤206、射频单元切换为发射模式；

步骤207、判断是否为第一无线音频接收模块应答控制数据，如果否则执行步骤208，如果是则执行步骤211；

步骤208、判断是否为第二无线音频接收模块应答控制数据，如果否则执行步骤209，如果是则执行步骤211；

步骤209、判断是否为第三无线音频接收模块应答控制数据，如果否则执行步骤210，如果是则执行步骤211；

步骤210、确定为第四无线音频接收模块应答控制数据；

步骤211、相应的无线音频接收模块发射应答信号。

其中，所述无线音频发送模块与作为音频源的播放器之间设有用于向播放器输出控制命令字的命令通道，所述无线音频接收模块设有供按键输入控制命令字的命令通道；所述步骤211中，应答信号中附有按键输入的控制命令字；所述步骤108、步骤109、步骤110或步骤111中，在返回执行步骤101前，还执行步骤S：判断有无控制命令字附入，如果有则将控制命令字解码后由I/O口送外部处理器，再返回执行步骤101，如果无则直接返回执行步骤101。

其中，所述播放器为iPhone、iPOD、MP3或手机。

其中，所述控制命令字为播放、停止、前进或后退。

其中，所述无线音频发送模块与所述无线音频接收模块之间的通信方式为半双工。

其中，所述无线音频发送模块与所述无线音频接收模块基于GFSK数字调制/解调方式工作。

综上所述，本发明实现了一个无线音频发送模块对四个无线音频接收模块进行无线音频传输，可应用于各种产生音频流的装置，本发明还可实现在无线音频接收模块一端控制播放器的播放动作。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为一种无线音频发送模块的电路方框图；

图2为一种无线音频接收模块的电路方框图；

图3为本发明一较佳实施例中无线音频发送模块的工作流程图；

图4为本发明一较佳实施例中无线音频接收模块的工作流程图；

图5为本发明又一较佳实施例的方框图；

图6为本发明又一较佳实施例中无线音频发送模块的工作流程图；

图7为图6中步骤S的流程图。

具体实施方式

图1所示为一种应用本发明的2.4G无线音频发送模块的电路方框图，图2所示为一种应用本发明的2.4G无线音频接收模块的电路方框图。如图1所示，在2.4G无线音频发送模块中，调压器10、模拟电源11及数字电源12组成供电电路，模拟电源11对模拟电路部分供电，数字电源12对数字电路部分供电；模数转换单元13从音频源(如声卡、mp3、CD播放器、DVD播放器等)采集左右声道的音频信号并把模拟音频信号转换为数字音频信号；2.4G基带处理单元14对数字音频信号进行压缩和编码；在发送模式下，射频单元15调制编码后的数字信号以生成射频信号，并从天线发射出去；PA(功率放大器)16、LNA(低噪音放大器)17及射频开关18组成射频前端电路，可以对发射或接收的射频信号进行放大。

如图2所示，在2.4G无线音频接收模块中，调压器20、模拟电源21及数字电源22组成供电电路，模拟电源21对模拟电路部分供电，数字电源22对数字电路部分供电；PA(功率放大器)26、LNA(低噪音放大器)27及射频开关28组成射频前端电路，可以对接收或发射的射频信号进行放大；在接收模式下，射频单元25解调自天线接收的射频信号；2.4G基带处理单元24对射频单元25解调出的信号进行解码和解压缩，从而得出数字音频信号；数模转换单元23把数字音频信号转换为模拟音频信号，并按照左右声道分别输出。

射频单元15和射频单元25可采用芯片ML2724，2.4G基带处理单元14和2.4G基带处理单元24可采用芯片AT91SAM7S16，模数转换单元13可采用芯片CE2632，数模转换单元23可采用芯片WM8501。2.4G无线音频发送模块一般与各种音频源连接，如声卡、mp3、CD播放器、DVD播放器、电视机等，2.4G无线音频接收模块一般与各种扬声装置连接，如扬声器、耳机、麦克风等；通过如上的硬件设置可实现对I2S(Inter-IC Sound)格式的数字音频和模拟音频的支持。本发明可实现一个2.4G无线音频发送模块对四个2.4G无线音频接收模块进行无线音频传输，也就是由一个音频源向四个扬声装置传输音频信号，例如，在家庭影院***中，左、右声道的前置扬声器加上左、右声道的后置扬声器布置在房间中相隔很远的四角时，就需应用到本发明。

如图3所示，其为本发明一较佳实施例中无线音频发送模块的工作流程图，在此较佳实施例中，2.4G无线音频装置包括一个无线音频发送模块和第一、第二、第三及第四无线音频接收模块；在无线音频传输过程中，无线音频发送模块先发送信号至无线音频接收模块，然后无线音频接收模块再发送信号至无线音频发送模块，从而形成一个通讯周期，无线音频发送模块与无线音频接收模块之间的通信按照此周期不断循环重复进行。在无线音频传输的发送端，在一个通讯周期中，无线音频发送模块按如图3所示步骤工作。

步骤101、跳频协议处理，设置频点和发射模式，本发明采用跳频方式工作以避免产生信号干扰；在此步骤中，可由基带处理单元来进行跳频协议处理，基带处理单元可采用GFSK(Gauss Frequency Shift Key，高斯频移键控)数字调制/解调方式工作；使射频单元按照设置的频点工作在2.4GHz的ISM(即工业、科学、医学)频段，提供20个可选频点，从而可满足多频及跳频需要；无线音频发送模块与无线音频接收模块之间的通信模式可设置为半双工，可按照实际需求设定发射模式，设定通讯周期的长短、信号发送或接收的时隙安排、信号发送或接收的顺序等。

步骤102、模数转换单元采样音频数据并存储至数据缓冲器，从音频源采集模拟音频信号后转为数字信号并存储至数据缓冲器。

步骤103、判断数据缓冲器是否满，如果否则返回执行步骤102，如果是则执行步骤104，数据缓冲器的容量可以以一次无线音频发送过程中可以发送的数据量为参考。

步骤104、压缩、编码数据缓冲器中的音频数据，并添加ORC校验码，这一步骤由基带处理单元来执行，基带处理单元可采用GFSK(GaussFrequency Shift Key，高斯频移键控)数字调制/解调方式工作。

步骤105、射频单元发射编码后的音频数据、控制数据及无线音频接收模块应答控制数据，控制数据用于在音频播放过程中的控制无线音频接收模块的工作状态，如控制其暂停、控制其进入省电模式等，无线音频接收模块应答控制数据用于控制无线音频接收模块的应答动作，如何时发送应答信号等；由于接收方为四个无线音频接收模块，因此无线音频发送模块的发送方式可采用点对多点的广播模式。

步骤106、切换射频单元为接收模式，准备接收来自无线音频接收模块的应答信号，以判断此次无线音频发送过程的结果。

步骤107、判断是否接收到无线音频接收模块的应答信号，如果否则返回执行步骤101，如果是则执行步骤108，“否”代表此次无线音频发送可能未能发送至无线音频接收模块，因此需返回执行步骤101，“是”代表此次无线音频发送已发送至无线音频接收模块。

步骤108、判断是否是第一无线音频接收模块的应答信号，如果是则返回执行步骤101，如果否则执行步骤109。

步骤109、判断是否是第二无线音频接收模块的应答信号，如果是则返回执行步骤101，如果否则执行步骤110。

步骤110、判断是否是第三无线音频接收模块的应答信号，如果是则返回执行步骤101，如果否则执行步骤111。

步骤111、确定为第四无线音频接收模块的应答信号，然后返回执行步骤101。

步骤108-111中根据接收到的应答信号确定发出应答的具体是哪一个无线音频接收模块，然后执行步骤111重新开始新的通讯周期。

如图4所示，其为本发明一较佳实施例中无线音频接收模块的工作流程图，在无线音频传输的接收端，在一个通讯周期中，四个无线音频接收模块按如图4所示的步骤工作。

步骤201、跳频协议处理和设置频点，四个无线音频接收模块与无线音频发送模块统一按照跳频协议在选定的频点工作。

步骤202、判断是否收到有效的射频信号，如果否则返回执行步骤201，如果是则解调接收到的射频信号，无线音频接收模块首先确定接收到的信号的有效性，然后由射频单元解调。

步骤203、解码和解压缩解调后的数据，将解压缩后的数据存入数据缓冲器，由基带处理单元执行这一步骤，从而还原出数字音频信号，基带处理单元可采用GFSK(Gauss Frequency Shift Key，高斯频移键控)数字调制/解调方式工作。

步骤204、判断数据缓冲器是否满，如果是则执行步骤205，如果否则执行步骤206。

步骤205、数模转换单元对数据缓冲器中的数据进行数模转换，将数字音频信号转换为模拟音频信号后输出给各类扬声装置，如扬声器、耳机、麦克风等。

步骤206、射频单元切换为发射模式，无线音频接收模块根据无线音频的接收情况准备向无线音频发送模块应答控制数据。

步骤207、判断是否为第一无线音频接收模块应答控制数据，如果否则执行步骤208，如果是则执行步骤211。

步骤208、判断是否为第二无线音频接收模块应答控制数据，如果否则执行步骤209，如果是则执行步骤211。

步骤209、判断是否为第三无线音频接收模块应答控制数据，如果否则执行步骤210，如果是则执行步骤211。

步骤210、确定为第四无线音频接收模块应答控制数据。

步骤211、相应的无线音频接收模块发射应答信号。由于无线音频发送模块与无线音频接收模块之间的通讯方式为点对多点的半双工模式，因此在一个通讯周期中，首先需要通过步骤207-210来安排具体为哪一个无线音频接收模块应答控制数据，然后在步骤211中安排该无线音频接收模块向无线音频发送模块发射应答信号，执行完步骤211后，返回步骤201以等待接收下一次无线音频发送。

如图3和图4所示，本发明实现了一个无线音频发送模块对四个无线音频接收模块进行无线音频传输，本发明的实施不需要改变现有各种2.4G无线音频传输装置的结构，可与各种产生音频流的装置结合以无线传输音频，例如可应用于无线扬声器、声卡、mp3、CD播放器、DVD播放器、耳机、麦克风等，由于2.4G无线传输方式具有保密性高、体积小巧、省电、传输距离远、双向双工工作、传输带宽较大等优点，因此其应用前景广泛。

如图5所示，其为本发明又一较佳实施例的方框图。实际使用中，由于无线音频发送模块与无线音频接收模块之间的距离较远，与无线音频发送模块连接的播放器距离与无线音频接收模块连接的扬声器也较远，而使用者通常距离扬声器一端较近，因此希望可以在无线音频接收模块一端控制播放器的播放动作。在此较佳实施例中，无线音频发送模块与播放器之间除设有用于输入音频信号的音频通道外还设有用于向播放器输出控制命令字的命令通道，无线音频接收模块除具有用于输出音频信号的音频通道外还设有供按键输入控制命令字的命令通道；播放器通过音频通道输出音频信号至无线音频发送模块的ADC(模数转换单元)，无线音频发送模块发送无线音频信号至第一、第二、第三及第四无线音频接收模块，经无线音频接收模块的DAC(数模转换单元)转换后经音频放大器放大以分别输出至扬声器1-4；通过在无线音频接收模块上附设用于输入的按键，使用者输入控制命令字至命令通道，控制命令字附加在音频信号上经由无线音频接收模块发送至无线音频发送模块，无线音频发送模块将命令字解码后由I/O口送至播放器的外部处理器；对于音频接口具有线控功能的播放器，无线音频发送模块与播放器之间的命令通道无需改变播放器的原有结构，只需利用播放器的线控接口即可。在此实施例中，播放器可以是iPhone、iPOD、MP3及手机等；通过按键可以输入的控制命令字包括控制播放器播放、停止、前进及后退等。

如图6及图7所示，图6为图5所示实施例中无线音频发送模块的工作流程图，图7为图6中步骤S的流程图。使用者通过按键输入无线音频接收模块的控制命令字，可以在无线音频接收模块发射应答信号时一同发射给无线音频发送模块，无线发送模块在执行其工作流程时，在步骤108、步骤109、步骤110或步骤111中，在返回执行步骤101前，还执行步骤S：判断有无控制命令字附入，如果有则将命令字解码后由I/O口送外部处理器，再返回执行步骤101，如果无则直接返回执行步骤101，从而将控制命令字送给播放器，实现在无线音频接收模块一端即可控制播放器作出播放、停止、前进或后退等动作，方便使用者。此实施例中，无线音频发送模块的其它工作步骤与图3中相似，在此不再赘述。

综上所述，本发明实现了一个无线音频发送模块对四个无线音频接收模块进行无线音频传输，本发明的实施不需要改变现有各种2.4G无线音频传输装置的结构，可与各种产生音频流的装置结合以无线传输音频，本发明还可实现在无线音频接收模块一端控制播放器的播放动作。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种2.4G无线音频装置的工作方法，该2.4G无线音频装置包括一个无线音频发送模块和第一、第二、第三及第四无线音频接收模块，其特征在于，

无线音频发送模块按如下步骤工作：

步骤101、跳频协议处理，设置频点和发射模式；

步骤102、模数转换单元采样音频数据并存储至数据缓冲器；

步骤106、切换射频单元为接收模式；

四个无线音频接收模块按如下步骤工作：

步骤201、跳频协议处理和设置频点；

步骤206、射频单元切换为发射模式；

步骤210、确定为第四无线音频接收模块应答控制数据；

步骤211、相应的无线音频接收模块发射应答信号。

2.如权利要求1所述的2.4G无线音频装置的工作方法，其特征在于，所述无线音频发送模块与作为音频源的播放器之间设有用于向播放器输出控制命令字的命令通道，所述无线音频接收模块设有供按键输入控制命令字的命令通道；所述步骤211中，应答信号中附有按键输入的控制命令字；所述步骤108、步骤109、步骤110或步骤111中，在返回执行步骤101前，还执行步骤S：判断有无控制命令字附入，如果有则将控制命令字解码后由I/O口送外部处理器，再返回执行步骤101，如果无则直接返回执行步骤101。

3.如权利要求1所述的2.4G无线音频装置的工作方法，其特征在于，所述播放器为iPhone、iPOD、MP3或手机。

4.如权利要求1所述的2.4G无线音频装置的工作方法，其特征在于，所述控制命令字为播放、停止、前进或后退。

5.如权利要求1所述的2.4G无线音频装置的工作方法，其特征在于，所述无线音频发送模块与所述无线音频接收模块之间的通信方式为半双工。

6.如权利要求1所述的2.4G无线音频装置的工作方法，其特征在于，所述无线音频发送模块与所述无线音频接收模块基于GFSK数字调制/解调方式工作。