CN109600691A - 一种车载智能WiFi麦克风及其音频延时处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载智能WiFi麦克风及其音频延时处理方法，能够解决现有车载麦克风采用FM调频信号与车载娱乐***建立音频传输时，容易受干扰而且音质差的问题。该车载智能WiFi麦克风包括第一麦克风、第一主控电路板、第一充电电池和第一主安装壳体，第一麦克风、第一主控电路板和第一充电电池设置在第一主安装壳体内，第一麦克风位于第一主安装壳体的上端，第一麦克风和第一充电电池与第一主控电路板电性连接，第一主控电路板上集成设置有第一主控处理器以及与第一主控处理器电性连接的混音处理模块、FM接收模块、WiFi通信模块。

Description

一种车载智能WiFi麦克风及其音频延时处理方法
技术领域
本发明涉及车载娱乐设备技术领域，特别涉及一种车载智能WiFi麦克风及其音频延时处理方法。
背景技术
WiFi全称Wireless Fidelity，是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（WLAN）的技术，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射频频段。几乎所有智能移动设备均支持WiFi连接上网，是目前使用最广的一种无线网络传输技术。
随着现在人们生活水平的提高，越来越多家庭拥有了汽车，汽车已经成为生活中最为密切的活动空间，人们希望在汽车中获得更加多样化的体验。汽车一般集成了各种各样的车载***,如车载娱乐***，是指具有收音机、影音播放功能的娱乐***。随着车载***的智能化水平越来越高，很多车载***也逐步开始集成WiFi 无线网络功能模块，能够与外部设备通过WiFi设备进来无线通信连接。
随着智能移动设备（例智能手机）的兴起,人们的生活已经与智能手机密不可分，但是智能手机与多数的车载***是两个完全独立的生态，车载***因为其特定的产品特性和独立性，硬件更新复杂，成本高，资源及软件更新起来非常麻烦，例如汽车上装有卡啦OK***，但是面临点歌麻烦，歌曲容量少，曲库更新不方便等诸多问题,本地的车载导航地图陈旧，更新麻烦，使用不方便等问题。人们迫切希望智能手机与车载***实现智能对接，尤其是随着智能移动设备（例智能手机）的兴起，乘客习惯于使用智能移动设备（例智能手机）去完成选歌听歌，K歌，导航等应用。
目前，已经开发的一些车载麦克风设备，一般采用FM射频方式将麦克风的音频信号传送到车载娱乐***，但是FM调频受限于信号质量的强弱，使其音质也很难发挥到完美，尤其是在干扰较多的时候，音质基本够不成欣赏的条件；另外FM调频信号抗干扰能力非常差，在汽车行驶过程中由于信号环境差，FM调频信号容易受干扰而产生噪声。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种车载智能WiFi麦克风及其音频延时处理方法，能够解决现有车载麦克风采用FM调频信号与车载娱乐***建立音频传输时，容易受干扰而且音质差的问题。
为了解决上述技术问题，具体地，本发明的技术方案如下：
一种车载智能WiFi麦克风，包括第一麦克风、第一主控电路板、第一充电电池和第一主安装壳体，所述第一麦克风、所述第一主控电路板和所述第一充电电池设置在所述第一主安装壳体内，所述第一麦克风位于所述第一主安装壳体的上端，所述第一麦克风和所述第一充电电池与所述第一主控电路板电性连接，所述第一主控电路板上集成设置有第一主控处理器以及与所述第一主控处理器电性连接的混音处理模块、FM接收模块、WiFi通信模块；所述第一麦克风采集外部音频信号后通过所述混音处理模块进行音频处理，之后通过所述WiFi通信模块将所述音频信号传送到车载***中实时播放；通过所述WiFi通信模块与智能移动设备进行信号传输。
进一步的，所述第一主控电路板上还设置有数据存储模块，所述数据存储模块与所述第一主控处理器电性连接。
进一步的，所述第一主控电路板上设置有充电电源模块，所述充电电源模块与所述第一主控处理器电性连接。
进一步的，所述第一主控电路板上还集成有语音识别模块，所述语音识别模块与所述第一主控处理器电性连接。
进一步的，所述第一主控电路板上还集成设置有按键控制模块，所述按键控制模块与所述第一主控处理器电性连接。
进一步的，所述车载智能WiFi麦克风还包括OLED屏，所述OLED屏与所述第一主控电路板电性连接。
进一步的，所述第一主控电路板上集成有选择控制键、第一开关键以及第一音频控制键，所述第一电源开关键、所述选择移动键和所述第一音频控制键穿设在所述第一主安装壳体上。
进一步的，所述第一主控电路板上还集成有USB传输模块，通过一USB接口与外部实现数据传送以及充电连接。
进一步的，所述第一主安装壳体上端设置有第一防护罩，所述第一主安装壳体下端设置有充电插孔，所述充电插孔与一车载充电器或者充电插接头配合，所述车载充电器包括麦克风安装座和与汽车USB接口连接的接头。
为了实现双人甚至多人共同K歌，设置一辅助麦克风与所述车载智能WiFi麦克风配合，所述辅助WiFi麦克风包括第二主安装壳体、第二主控电路板、第二充电电池以及第二麦克风，所述第二麦克风、所述第二主控电路板和所述第二充电电池设置在所述第二主安装壳体内，所述第二麦克风位于所述第二主安装壳体的上端，所述第二麦克风和所述第二充电电池与所述第二主控电路板电性连接，所述第二主控电路板上集成设置有第二主控处理器以及与所述第二主控处理器电性连接的混音处理模块、FM发射模块和蓝牙通信模块；所述第二麦克风采集外部音频信号后通过所述混音处理模块进行音频处理，之后通过所述FM发射模块将所述音频信号传送到所述智能WiFi麦克风。
进一步的，所述第二主控电路板上还设置有充电电源模块，所述充电电源模块与所述第二主控处理器电性连接。
进一步的，所述第二主控电路板上还集成设置有按键控制模块，所述按键控制模块与所述第二主控处理器电性连接。
进一步的，所述第二主控电路板上集成有第二开关键以及第二音频控制键，所述第二开关键和所述第二音频控制键穿设在所述第二主安装壳体上。
进一步的，所述第二主安装壳体上端设置有第二防护罩，所述第二主安装壳体下端设置有充电接头，所述充电接头与一车载充电器或者充电插接头配合，所述车载充电器包括麦克风安装座和与汽车USB接口连接的接头。
进一步的，所述辅助麦克风与所述车载智能WiFi麦克风设置在一充电底座，所述充电底座设置对应所述辅助麦克风与所述车载智能WiFi麦克风分别设置有第二充电插槽和第一充电插槽。
进一步的，所述充电底座上还设有若干USB充电接头。
由于采用了WiFi无线通信技术作为车载智能WiFi麦克风与车载娱乐***之间的音频信号传输，在K歌时，我们需要车载娱乐***播放的伴奏或者原唱音频和麦克风采集的音频信号尽量进行同步播放，从而才能够获得良好地声音体验，一般情况下，在汽车这样狭小的空间内，两者之间的延时应当小于80ms，否则人耳接收的声音能够明显感觉两者不同步，从而使得K歌效果非常差。FM射频进行音频信号传送时，不与其他人设备共用数据传输通道，因此，在音频信号传送过程中不会产生明显的延时问题。但是采用WiFi无线通信技术进行音频信号传输时，由于麦克风采集的音频信号进过DSP芯片进行音频处理后产生约20ms的信号延时，之后主控MCU芯片接收DSP芯片处理之后的音频信号，然后将音频信号分配给WiFi芯片进行传送，由于主控MCU芯片需要处理整个麦克风各个芯片的运行，因此，总是需要处理多个进程，而这些进程处理的先后顺序一般是根据到达主控MCU芯片的时间来排序的，因此音频信号在主控MCU芯片不可避免地产生较大的信号延时，往往会超过80ms，从而影响了K歌的效果。为了解决采用WiFi无线通信技术进行音频信号传输时产生的信号延时问题，本发明还提供了一种音频延时处理方法，所述方法包括以下步骤：
创立一守护进程，所述守护进程判断是否具有音频信号传送到主控处理器；
当音频信号传送到所述主控处理器时，所述守护进程暂停所述主控处理器的所有进程，所述主控处理器执行所述音频信号推送到WiFi模块进行信号传输。
进一步的，在所述音频信号传送到所述主控处理器的步骤之前，通过麦克风采集所述音频信号，通过一混音处理模块对所述音频信号进行音频处理，所述守护进行预先标记所述混音处理模块。
进一步的，所述音频延时处理方法还包括：当车载娱乐***接收到所述音频信号时，根据预先标记的唱歌模式，所述车载娱乐***的主控处理器优先执行所述音频信号的播放。
采用上述技术方案，由于采用了在车载麦克风中集成了WiFi模块，而且设置了充电电池，从而麦克风采集到外部音频时，通过WiFi模块能够将音频信息实时传送到车载娱乐***，通过车载音响进行播放，从而实现了K歌功能，克服了FM发射模块容易受到干扰，音频传输的音质低等问题。通过WiFi通信模块与智能移动设备（智能手机）等建立了连接后，可以将智能手机的音频资源传送到车载娱乐***，实现资源共享。另外，车载麦克风本身具有数据存储模块，通过可以存储一定的音频资源，从而在不进行K歌，通过智能移动设备或者按键控制模块调用这些音频资源，并传送到车载娱乐***播放，从而通过一车载麦克风，可以实现多种多样的车载娱乐体验。
为了克服WiFi模块进行音频信号传输时产生的音频延时问题，通过软件对混音处理模块所发送到主控处理器的音频信号进行优先处理，可以通过创建一守护进程来预先判断是否处于唱歌模式或者对混音处理模块DSP进行标记，从而能够及时对音频信号进行传输，避免产生太大的音频信号延时，影响K歌体验。
附图说明
图1为本发明的车载智能WiFi麦克风主视结构图；
图2为本发明的车载智能WiFi麦克风后视结构图；
图3本发明的车载智能WiFi麦克风的控制***结构框图；
图4为本发明的辅助WiFi麦克风主视结构图；
图5为本发明的辅助WiFi麦克风后视结构图；
图6为本发明的辅助WiFi麦克风的控制***结构框图；
图7为本发明中双麦克风主视图结构示意图；
图8为本发明的充电底座俯视结构图；
图9为本发明的双麦克风信号连接关系图；
图10为本发明的麦克风音频信号处理过程示意框图；
图11为本发明提供的第一种音频延时处理方法流程框图；
图12为本发明提供的第二种音频延时处理方法流程框图。
图中，100-车载智能WiFi麦克风， 300-充电底座；
110-第一主安装壳体，120-第一主控电路板，130-第一充电电池，140-充电插孔，150-第一麦克风，160-第一防护罩，170-OLED屏，121-第一开关键，122-第一音频控制键，123-移动控制键，124-USB接口；
210-第二主安装壳体，220-第二主控电路板，230-第二充电电池，240-充电接头，250-第二麦克风，260-第二防护罩， 221-第二开关键，222-第二音频控制键。
310-第一充电插槽，320-第二充电插槽，330-USB充电接头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
如图1-3所示，本发明提供了一种车载智能WiFi麦克风，包括第一麦克风、第一主控电路板、第一充电电池和第一主安装壳体，所述第一麦克风、所述第一主控电路板和所述第一充电电池设置在所述第一主安装壳体内，所述第一麦克风位于所述第一主安装壳体的上端，所述第一麦克风和所述第一充电电池与所述第一主控电路板电性连接，所述第一主控电路板上集成设置有第一主控处理器以及与所述第一主控处理器电性连接的混音处理模块、FM接收模块、WiFi通信模块；所述第一麦克风采集外部音频信号后通过所述混音处理模块进行音频处理，之后通过所述WiFi通信模块将所述音频信号传送到车载***中实时播放；通过所述WiFi通信模块与智能移动设备进行信号传输。
其中，所述第一主控电路板上还设置有数据存储模块，所述数据存储模块与所述第一主控处理器电性连接。
其中，所述第一主控电路板上设置有充电电源模块，所述充电电源模块与所述第一主控处理器电性连接。
其中，所述第一主控电路板上还集成有语音识别模块，所述语音识别模块与所述第一主控处理器电性连接。
其中，所述第一主控电路板上还集成设置有按键控制模块，所述按键控制模块与所述第一主控处理器电性连接。
其中，所述车载智能WiFi麦克风还包括液晶屏，所述液晶屏与所述第一主控电路板电性连接。
其中，所述第一主控电路板上集成有选择控制键、第一开关键以及第一音频控制键，所述第一电源开关键、所述选择移动键和所述第一音频控制键穿设在所述第一主安装壳体上。
其中，所述第一主控电路板上还集成有USB传输模块，通过一USB接口与外部实现数据传送以及充电连接。
其中，所述第一主安装壳体上端设置有第一防护罩，所述第一主安装壳体下端设置有充电插孔，所述充电插孔与一车载充电器或者充电插接头配合，所述车载充电器包括麦克风安装座和与汽车USB接口连接的接头。
实施例2
为了实现双人甚至多人共同K歌，设置一辅助麦克风与所述车载智能WiFi麦克风配合，如图4-6所示，所述辅助WiFi麦克风包括第二主安装壳体、第二主控电路板、第二充电电池以及第二麦克风，所述第二麦克风、所述第二主控电路板和所述第二充电电池设置在所述第二主安装壳体内，所述第二麦克风位于所述第二主安装壳体的上端，所述第二麦克风和所述第二充电电池与所述第二主控电路板电性连接，所述第二主控电路板上集成设置有第二主控处理器以及与所述第二主控处理器电性连接的混音处理模块、FM发射模块和蓝牙通信模块；所述第二麦克风采集外部音频信号后通过所述混音处理模块进行音频处理，之后通过所述FM发射模块将所述音频信号传送到所述智能WiFi麦克风。
其中，所述第二主控电路板上还设置有充电电源模块，所述充电电源模块与所述第二主控处理器电性连接。
其中，所述第二主控电路板上还集成设置有按键控制模块，所述按键控制模块与所述第二主控处理器电性连接。
其中，所述第二主控电路板上集成有第二开关键以及第二音频控制键，所述第二开关键和所述第二音频控制键穿设在所述第二主安装壳体上。
其中，所述第二主安装壳体上端设置有第二防护罩，所述第二主安装壳体下端设置有充电接头，所述充电接头与一车载充电器或者充电插接头配合，所述车载充电器包括麦克风安装座和与汽车USB接口连接的接头。
如图7、8所示，所述辅助麦克风与所述车载智能WiFi麦克风设置在一充电底座，所述充电底座设置对应所述辅助麦克风与所述车载智能WiFi麦克风分别设置有第二充电插槽和第一充电插槽。
其中，所述充电底座上还设有若干USB充电接头。
如图9所示，
实施例3
如图10所示，由于采用了WiFi无线通信技术作为车载智能WiFi麦克风与车载娱乐***之间的音频信号传输，在K歌时，我们需要车载娱乐***播放的伴奏或者原唱音频和麦克风采集的音频信号进行尽量同步播放，从而才能够获得良好地声音体验，一般情况下，在汽车这样狭小的空间内，两者之间的延时应当小于80ms，否则人耳接收的声音能够明显感觉两者不同步，从而使得K歌效果非常差。FM射频进行音频信号传送时，不与其他人设备共用数据传输通道，因此，在音频信号传送过程中不会产生明显的延时问题。但是采用WiFi无线通信技术进行音频信号传输时，由于麦克风采集的音频信号进过DSP芯片进行音频处理后产生约20ms的信号延时，之后主控MCU芯片接收DSP芯片处理之后的音频信号，然后将音频信号分配给WiFi芯片进行传送，由于主控MCU芯片需要处理整个麦克风各个芯片的运行，因此，总是需要处理多个进程，而这些进程处理的先后顺序一般是根据到达主控MCU芯片的时间来排序的，因此音频信号在主控MCU芯片不可避免地产生较大的信号延时，往往会超过80ms，从而影响了K歌的效果。为了解决采用WiFi无线通信技术进行音频信号传输时产生的信号延时问题。如图11所示，本发明还提供了一种音频延时处理方法，所述方法包括以下步骤：
S101、创立一守护进程，所述守护进程判断是否具有音频信号传送到主控处理器；
S102、当音频信号传送到所述主控处理器时，所述守护进程暂停所述主控处理器的所有进程，所述主控处理器执行所述音频信号推送到WiFi模块进行信号传输。
其中，在所述音频信号传送到所述主控处理器的步骤之前，通过麦克风采集所述音频信号，通过一混音处理模块对所述音频信号进行音频处理，所述守护进行预先标记所述混音处理模块。
如图12所示，本发明提供的另一种音频延时处理方法，所述方法包括以下步骤：
S201、创立一守护进程，所述守护进程判断是否具有音频信号传送到主控处理器；
S202、当音频信号传送到所述主控处理器时，所述守护进程暂停所述主控处理器的所有进程，所述主控处理器执行所述音频信号推送到WiFi模块进行信号传输。
S203、当车载娱乐***接收到所述音频信号时，根据预先标记的唱歌模式，所述车载娱乐***的主控处理器优先执行所述音频信号的播放。
采用上述技术方案，由于采用了在车载麦克风中集成了WiFi模块，而且设置了充电电池，从而麦克风采集到外部音频时，通过WiFi模块能够将音频信息实时传送到车载娱乐***，通过车载音响进行播放，从而实现了K歌功能，克服了FM发射模块容易受到干扰，音频传输的音质低等问题。通过WiFi通信模块与智能移动设备（智能手机）等建立了连接后，可以将智能手机的音频资源传送到车载娱乐***，实现资源共享。另外，车载麦克风本身具有数据存储模块，通过可以存储一定的音频资源，从而在不进行K歌，通过智能移动设备或者按键控制模块调用这些音频资源，并传送到车载娱乐***播放，从而通过一车载麦克风，可以实现多种多样的车载娱乐体验。
另外，通过设置辅助 WiFi麦克风,可以实现多人同时K歌，进一步提升用户的车载K歌体验。
为了克服WiFi模块进行音频信号传输时产生的音频延时问题，通过软件对混音处理模块所发送到主控处理器的音频信号进行优先处理，可以通过创建一守护进程来预先判断是否处于唱歌模式或者对混音处理模块DSP进行标记，从而能够及时对音频信号进行传输，避免产生太大的音频信号延时，影响K歌体验。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载智能WiFi麦克风，其特征在于，包括第一麦克风、第一主控电路板、第一充电电池和第一主安装壳体，所述第一麦克风、所述第一主控电路板和所述第一充电电池设置在所述第一主安装壳体内，所述第一麦克风位于所述第一主安装壳体的上端，所述第一麦克风和所述第一充电电池与所述第一主控电路板电性连接，所述第一主控电路板上集成设置有第一主控处理器以及与所述第一主控处理器电性连接的混音处理模块、FM接收模块、WiFi通信模块；所述第一麦克风采集外部音频信号后通过所述混音处理模块进行音频处理，之后通过所述WiFi通信模块将所述音频信号传送到车载***中实时播放；通过所述WiFi通信模块与智能移动设备进行信号传输。
2.根据权利要求1所述的一种车载智能WiFi麦克风，其特征在于，所述第一主控电路板上还设置有数据存储模块、充电电源模块和语音识别模块，所述数据存储模块、所述充电电源模块和所述语音识别模块与所述第一主控处理器电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种车载智能WiFi麦克风，其特征在于，所述第一主控电路板上集成有选择控制键、第一开关键以及第一音频控制键，所述第一电源开关键、所述选择移动键和所述第一音频控制键穿设在所述第一主安装壳体上。
4.根据权利要求1所述的一种车载智能WiFi麦克风，其特征在于，所述第一主安装壳体上端设置有第一防护罩，所述第一主安装壳体下端设置有充电插孔，所述充电插孔与一车载充电器配合，所述车载充电器包括麦克风安装座和与汽车USB接口连接的车充接头。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种车载智能WiFi麦克风，其特征在于，设置一辅助麦克风与所述车载智能WiFi麦克风配合，所述辅助WiFi麦克风包括第二主安装壳体、第二主控电路板、第二充电电池以及第二麦克风，所述第二麦克风、所述第二主控电路板和所述第二充电电池设置在所述第二主安装壳体内，所述第二麦克风位于所述第二主安装壳体的上端，所述第二麦克风和所述第二充电电池与所述第二主控电路板电性连接，所述第二主控电路板上集成设置有第二主控处理器以及与所述第二主控处理器电性连接的混音处理模块、FM发射模块和蓝牙通信模块；所述第二麦克风采集外部音频信号后通过所述混音处理模块进行音频处理，之后通过所述FM发射模块将所述音频信号传送到所述智能WiFi麦克风。
6.根据权利要求5所述的一种车载智能WiFi麦克风，其特征在于，所述第二主安装壳体上端设置有第二防护罩，所述第二主安装壳体下端设置有充电接头，所述充电接头与一车载充电器或者充电插接头配合，所述车载充电器包括麦克风安装座和与汽车USB接口连接的接头。
7.根据权利要求5所述的一种车载智能WiFi麦克风，其特征在于，所述辅助麦克风与所述车载智能WiFi麦克风设置在一充电底座，所述充电底座设置对应所述辅助麦克风与所述车载智能WiFi麦克风分别设置有第二充电插槽和第一充电插槽。
8.一种音频延时处理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
创立一守护进程，所述守护进程判断是否具有音频信号传送到主控处理器；
当音频信号传送到所述主控处理器时，所述守护进程暂停所述主控处理器的所有进程，所述主控处理器执行所述音频信号推送到WiFi模块进行信号传输。
9.根据权利要求8所述的一种音频延时处理方法，其特征在于：在所述音频信号传送到所述主控处理器的步骤之前，通过麦克风采集所述音频信号，通过一混音处理模块对所述音频信号进行音频处理，所述守护进行预先标记所述混音处理模块。
10.根据权利要求8所述的一种音频延时处理方法，其特征在于：所述方法还包括：当车载娱乐***接收到所述音频信号时，根据预先标记的唱歌模式，所述车载娱乐***的主控处理器优先执行所述音频信号的播放。
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