CN102857857B - 多通道无线音响***的音箱通道匹配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道无线音响***的音箱通道匹配方法，它包括：1)将***中的各音箱摆放好；2)利用唯一的编码信息分别对各分机音箱与主机音箱之间进行配对，并将分机音箱的机器码排序保存；3)顺序接通各分机音箱，经主机音箱发出产生声音信号的命令；4)分机音箱接收到命令后，发出一定频率的声音信号；5)主机音箱上的两个咪头接收到声音信号，根据两个咪头采集到的声音信号的音量大小判断该分机音箱相对于主机音箱的左、右位置，根据咪头采集声音信号的时间计算该分机音箱相对于主机音箱的距离，分析出各分机音箱的定位信息；6)主机音箱发出六组定位信号，各分机音箱根据自己的机器码选择接收相对应的定位信息，完成通道的智能匹配。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线音响***通信技术领域，具体来说，涉及一种能够准确快速实现音箱位置自动定位和音箱通道智能匹配的多通道无线音响***的音箱通道匹配方法。
背景技术
目前，大多数的测距方法是采用激光、电磁波(包括红外、蓝牙)和超声波进行测距，在测距方面，光波和电磁波在空气中传播的速度很快，接近30公里每秒，因此，很小的误差比如0.1秒的误差都将导致30000m的距离误差，不适合在中小距离范围内实现精确测距，另外，测距定位技术在多通道无线音响领域的应用，特别是在家庭影院中的应用更是寥寥无几，大多数无线音响都是按照厂家的出厂要求设置好的固定声道对应音响进行安装使用，这样往往致使音箱通道的匹配过于机械化，甚至不够合理。
发明内容
针对以上的不足，本发明提供了一种能够准确快速实现音箱位置自动定位和音箱通道智能匹配的多通道无线音响***的音箱通道匹配方法，它包括：1)启动主机音箱，顺序接通每一个分机音箱，利用唯一的编码信息分别对每一个分机音箱与主机音箱之间进行配对；2)依次测量各分机音箱相对于主机音箱的距离和位置，对每一分机音箱进行定位；3)根据每一个分机音箱的定位信息和机器码为其匹配适当的输出通道。
所述步骤1)包括：11)定义多通道无线音响***中实现主机音箱和各分机音箱之间进行通讯的唯一的机组码信息，以及为多通道无线音响***中的各分机音箱分别定义唯一的机器码信息；12)启动主机音箱和各分机音箱，主机音箱向其周围的分机音箱发送所在多通道无线音响***的机组码信息；13)各分机音箱根据接收到的机组码信息判断自己是否处在该多通道无线音响***，如果机组码信息相同，则向主机音箱发送其机器码信息；如果机组码信息不相同，则发送非同一多通道无线音响***的响应信号；14)主机音箱接收并保存每一个分机音箱的机器码信息；15)主机音箱对比接收到的各分机音箱反馈的机器码信息的个数与所在多通道无线音响***的分机音箱的条数，如果一致，则断开连接；如果不一致，提示多通道无线音响***出现故障，并断开连接。
所述步骤2)包括：21)主机音箱对接收到的机器码信息进行顺序排序；22)根据机器码信息逐个接通每一个分机音箱，测量各分机音箱相对于主机音箱的距离和位置，对每一分机音箱进行定位；23)判断是否完成所有的机器码信息的分机音箱的定位，如果是，结束程序，否则，继续执行步骤21)。
所述步骤22)包括：221)在主机音箱的左右两侧分别设置一个咪头，两咪头向背放置，轴线成180度；222)主机音箱向其中一个机器码信息的分机音箱发送一个距离测试命令；223)该分机音箱根据接收并响应距离测试命令，并发出一定频率的声音信号；224)主机音箱根据左右两侧的咪头采集到的声音信号的音量大小判断该分机音箱相对于主机音箱的左、右位置，主机音箱根据咪头采集该声音信号所用的时间计算该分机音箱相对于主机音箱的距离。
所述步骤223)中的声音信号为中频或者低频的声波信号。
所述多通道无线音响***为5.1声道无线音响***或者为7.1声道无线音响***。
本发明的有益效果：本发明通过中频或者低频的声波信号进行测距，利用音箱的大小判断位置，这样大大提高了多通道无线音响***中的音箱定位的精确度；另外，本发明利用各音箱的定位结果为其智能选择适当的输出通道，简化和方便音响***的安装。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为7.1声道无线音响***的音箱位置示意图；
图3为本发明的测距定位计算原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。
本发明的多通道无线音响***可以是5.1声道无线音响***，也可以7.1声道无线音响***或者其它多声道无线音响***，下面本发明仅以7.1声道无线音响***作为阐述的例子，7.1声道无线音响***的音箱分布如图2所示，它包括一个中置主机音箱、两个前置分机音箱、两个中置分机音箱和两个后置分机音箱(环绕声音箱)，以及一个低音音箱(图中省略)。其中，所述的前、中、后置共6个分机音箱是无线的，中置主机音箱和低音音箱是有线的，中置主机音箱作为无线音响***的发送端载体音箱，其它6个无线分机音箱是接收端载体音箱。
如图1所示，本发明的多通道无线音响***的音箱通道匹配方法包括：
一、启动主机音箱，顺序接通每一个分机音箱，利用唯一的编码信息分别对每一个分机音箱与主机音箱之间进行配对，多通道无线音响***中各音箱需要进行编码配对之后才能实现发送端和接收端之间一对一的工作。
11)首先，定义多通道无线音响***中实现主机音箱和各分机音箱之间进行通讯的唯一的机组码信息，以及为多通道无线音响***中的各分机音箱分别定义唯一的机器码信息。其中，机组码信息是主机音箱出厂时由厂家设置好保存在MCU存储器中的***配对码，它将用于多通道无线音响***内的识别与配对，也即不同的多通道无线音响***的机组码信息不一样，只有机组码信息相同的主机音箱与分机音箱之间才能进行通讯。机器码信息一般也是各分机音箱出厂时由厂家设置好保存在MCU存储器中的接收端认证码，它将用于发送端(主机音箱)对发送端(分机音箱)的身份识别(ID识别)和控制，也即当主机音箱的控制命令中附有机器码信息的分机音箱才会连通。
12)启动主机音箱和各分机音箱，主机音箱向其周围的分机音箱发送所在多通道无线音响***的机组码信息。此步骤相当于一个初始化的步骤，确定同一多通道无线音响***中的所有音箱。
13)各分机音箱根据接收到的机组码信息判断自己是否处在该多通道无线音响***，如果机组码信息相同，则向主机音箱发送其机器码信息；如果机组码信息不相同，则发送非同一多通道无线音响***的响应信号，或者直接不响应。此步骤相当于在主机音箱中注册个各分机音的机器码信息，以便于后续的命令控制和信号传输。
14)主机音箱接收并保存每一个分机音箱的机器码信息。
15)主机音箱对比接收到的各分机音箱反馈的机器码信息的个数与所在多通道无线音响***的分机音箱的条数，如果一致，则断开连接；如果不一致，提示多通道无线音响***出现故障，并断开连接。此步骤用于检验多通道无线音响***中的各分机音箱是否正常工作，如果都正常工作，则主机音箱会受到所有的分机音箱的机器码信息
二、依次测量各分机音箱相对于主机音箱的距离和位置，对每一分机音箱进行定位
21)主机音箱对接收到的机器码信息进行顺序排序。
22)根据机器码信息逐个接通每一个分机音箱，测量各分机音箱相对于主机音箱的距离和位置，对每一分机音箱进行定位。
下面仅以测试其中一个分机音箱的距离信息和位置信息为例作说明，其它的雷同。
首先，在主机音箱的左右两侧分别设置一个咪头，两咪头向背放置，轴线成180度，咪头设计在主机音箱箱体管道的内测，接收面指向箱体外部，即与空气直接接触，利于收集外表的声波。
然后，由主机音箱向其中一个机器码信息的分机音箱发送一个距离测试命令。
接着，该分机音箱根据接收并响应距离测试命令，并发出一定频率的声音信号，声音信号最佳为中频或者低频的声波信号。
最后，主机音箱根据左右两侧的咪头采集到的声音信号的音量大小判断该分机音箱相对于主机音箱的左、右位置，主机音箱根据咪头采集该声音信号所用的时间计算该分机音箱相对于主机音箱的距离，从而确定其相对于主机音箱的前、中或后的位置。
其中，各分机音箱的距离测试和位置确定的步骤具体如下，如图3所示，
多通道无线音响***的主机音箱(发送端)与各分机音箱(接收端)完成配对后，开始接通第一个分机音箱(接收端)的接收通道，给其一个要求产生声波信号的控制命令，同时启动定时器，声波信号控制命令经主机音箱发送出去，这段时间记录为T1；第一个分机音箱(接收端)接收到无线控制信号，这段时间记录为T2；分机音箱(接收端)控制DA输出音频信号，经分机音箱(接收端)的喇叭播放出去，这段时间记录为T3；咪头接收到来自分机音箱(接收端)发出的声音信号，这段时间记录为T4(由于两个)；分机音箱向主机音箱发出中断命令，同时关闭定时器，这段时间记录为T5，其中，定时器的整个定时时间总量为Ts，最后计算出来的发送端和接收端两点之间的时间T4，T4将用来计算主机音箱(发送端)与各分机音箱(接收端)之间的实际距离。
由于主机音箱上的两个咪头同时会接收来自分机音箱(接收端)发出的声音信号，本发明采用优先接收处理方式，主机音箱(发送端)只响应两个咪头中优先接收到声音信号并产生中断信号的一个。
两个咪头接收到来自接收端(分机音箱)发出的声音信号后，经过处理分两路进行音量检测，咪头1的音量数据记录为V1，咪头2的音量数据记录为V2，最后计算出来的两个咪头的音量数据，将用来判断接收端(分机音箱)与发送端(主机音箱)所处的相对左右位置。
其中，主机音箱与该分机音箱两点之间的距离D＝340*T4米，T4＝Ts-(T5+T3+T2+T1)，两个咪头接收到的声音音量之差V＝V1-V2，当V大于0时，接收端与发送端的相对位置为左；当V小于0时，接收端与发送端的相对位置为右。综合测距和音量数据，首先通过判断音量大小得出相对左右位置信息，然后通过测距数据得出前、中、后相对位置信息，最终得出6个接收端(分机音箱)所属的声道信息。
23)判断是否完成所有的机器码信息的分机音箱的定位，如果是，结束程序，否则，继续执行步骤21)，直至所有的分机音箱的定位完毕。
三、根据每一个分机音箱的定位信息和机器码为其匹配适当的输出通道。
本发明工作机制如下：
1)将多通道无线音响***按照7.1声道音响***的标准摆放好，给各音箱上电，进入准备工作状态；
2)在主机音箱(发送端)启动配对工作程序，***的主机音箱(发送端)与六个分机音箱(接收端)完成配对，并将分机音箱(接收端)的机器码保存下来，进行计算排序；
3)按照分机音箱(接收端)机器码顺序接通第一个分机音箱(接收端)，经主机音箱(发送端)发出一个距离测试命令(产生声音命令)；
4)分机音箱接收到无线信号后，经过处理发出一定频率的声音信号；
5)主机音箱上的两个咪头接收到声音信号，主机音箱根据左右两侧的咪头采集到的声音信号的音量大小判断该分机音箱相对于主机音箱的左、右位置，主机音箱根据咪头采集该声音信号所用的时间计算该分机音箱相对于主机音箱的距离，逐个完成六个分机音箱的检测以后，即可得出各分机音箱准确的定位信息；
6)主机音箱发出六组定位信号，各分机音箱根据自己的机器码选择接收相对应的定位信息，完成通道的智能匹配。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
Claims (3)
1.一种多通道无线音响***的音箱通道匹配方法，其特征在于，它包括：
1)启动主机音箱，顺序接通每一个分机音箱，利用唯一的编码信息分别对每一个分机音箱与主机音箱之间进行配对，具体为：
11)定义多通道无线音响***中实现主机音箱和各分机音箱之间进行通讯的唯一的机组码信息，以及为多通道无线音响***中的各分机音箱分别定义唯一的机器码信息；
12)启动主机音箱和各分机音箱，主机音箱向其周围的分机音箱发送所在多通道无线音响***的机组码信息；
13)各分机音箱根据接收到的机组码信息判断自己是否处在该多通道无线音响***，如果机组码信息相同，则向主机音箱发送其机器码信息；如果机组码信息不相同，则发送非同一多通道无线音响***的响应信号；
14)主机音箱接收并保存每一个分机音箱的机器码信息；
15)主机音箱对比接收到的各分机音箱反馈的机器码信息的个数与所在多通道无线音响***的分机音箱的条数，如果一致，则断开连接；如果不一致，提示多通道无线音响***出现故障，并断开连接；
2)依次测量各分机音箱相对于主机音箱的距离和位置，对每一分机音箱进行定位，具体为：
21)主机音箱对接收到的机器码信息进行顺序排序；
22)根据机器码信息逐个接通每一个分机音箱，测量各分机音箱相对于主机音箱的距离和位置，对每一分机音箱进行定位，具体为：
221)在主机音箱的左右两侧分别设置一个咪头，两咪头向背放置，轴线成180度；
222)主机音箱向其中一个机器码信息的分机音箱发送一个距离测试命令；
223)该分机音箱根据接收并响应距离测试命令，并发出一定频率的 声音信号；
224)主机音箱根据左右两侧的咪头采集到的声音信号的音量大小判断该分机音箱相对于主机音箱的左、右位置，主机音箱根据咪头采集该声音信号所用的时间计算该分机音箱相对于主机音箱的距离；
23)判断是否完成所有的机器码信息的分机音箱的定位，如果是，结束程序，否则，继续执行步骤21)；
3)根据每一个分机音箱的定位信息和机器码为其匹配适当的输出通道。
2.根据权利要求1所述的多通道无线音响***的音箱通道匹配方法，其特征在于，所述步骤223)中的声音信号为中频或者低频的声波信号。
3.根据权利要求1所述的多通道无线音响***的音箱通道匹配方法，其特征在于，所述多通道无线音响***为5.1声道无线音响***或者为7.1声道无线音响***。
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