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一种Wifi音响系统的设计实现

来源:用户上传      作者: 马海斌 许学飞

  【摘要】本文以炬力集成电路设计有限公司的产品ATS3603为核心微处理器,搭配Realtek-Wifi模组、功放、Flash、SDRAM等元器件,并基于Linux 系统,移植了DLNA协议,Web Server等网络服务设计实现了一种低成本、高保真、集成度高、操作便捷的Wifi音响系统。
  【关键词】炬力;微处理器;android Wifi DLNA;高保真;低成本;集成度高
  1.引言
  人们在欣赏音乐的同时,技术进步也带来了很多使用播放设备方面的便捷。比如传统音乐播放设备的音乐内容的演进,解码器的演进,以及功放设备、喇叭等电声部分的演进等等。但人类追求更便捷,高保真的目标没有改变。无线音响设备无疑带来了巨大的便捷性。当前无线传输的音箱系统主要以蓝牙,2.4GHz私有协议为主,Wifi作为一种通用的能够方便的连接网络的协议,具有传输距离远,接口通用,传输速率高,扩展性好等特点,逐渐也会成为无线数字音乐传输的一种主要方法。
  表一 三种主要无线传输协议的特点对比
  蓝牙 2.4GHz私有协议 Wifi
  传输距离 10m以内 20米 >20米
  保真度 低 高 高
  开放性 中 低 高
  传输带宽 低 低 高
  功耗 好 中 差
  成本 好 中 差
  DLNA协议是一套集成了发现设备,连接,控制,渲染等功能的规范,针对多媒体系统有良好的移植性。主要包括三类设备,DMC(控制器),DMR(渲染器)和DMS(服务器)。通过不同设备扮演不同角色,Wifi音响系统就能够出色的完成多种工作模式,手机点对点推送,手机云端推送,手机控制本地播放。
  相对与蓝牙和2.4GHz私有协议来讲,DLNA传输协议是传输文件,而不是解码后的音频流,由于传输带宽高,可以将无损、高保真的音乐文件传输到解码器上进行解码,真正实现了高品质音乐的播放。
  2.系统硬件设计
  ATS3603是一种高集成度的音频解码SOC,内建电源管理、高性能ADC、DAC、双声道模拟输出,多声道IIS数字输出,高性能音频解码器,可根据实际情况运行在多种存储器上,运行功耗低,扩展性好,是性价比极高的产品。本设计有多种工作模式,硬件部分主要包括,解码器ATS3603,Wifi模组RT8188,SDRAM,SPI Flash,功放及喇叭,电池,按键,显示模块、TF卡等部分。
  图一 Wifi音箱工作数据流
  系统提供多种形式的音频输出,如Line-Out,SPDIF,光纤、数字同轴等。
  3.系统软件设计:
  系统软件基于linux系统开发,移植了DLNA协议,并通过构建不同的应用场景,具备多种工作模式,
  (1)Wifi音箱支持音乐播放功能,可通过手机或平板把音乐推送到Wifi音箱上播放
  (2)Wifi音箱有AP功能,手机可以与此AP连接实现Wifi音箱和手机的互联,Wifi音箱可以连接至外部AP,手机和Wifi音箱通过外部AP实现互联
  图二 Wifi音箱的工作模式
  (3)Wifi音箱工作在AP模式下手机可以通过在其上运行的支持DLNA功能的APk推送存储在手机上的音乐文件到Wifi音箱中进行播放,支持DLNA功能的APk如bubbleupnp和Wifi boombox APk,通过这些APk可以浏览到存储在手机上的音乐文件,播放时可以推送到Wifi音箱上进行播放。
  (4)手机和Wifi音箱可以通过外部AP来互联,通过手机上运行的支持DLNA功能的APk推送音乐文件到Wifi音箱中播放,这些音乐文件可以存储在手机上,如果外部AP和internet连接,则可以推送在线音乐到Wifi音箱上播放,此时需要在手机端安装支持DLNA功能的在线音乐播放客户端软件,如qq音乐等。
  (5)Wifi音箱工作在AP模式下时手机可以通过网页对Wifi音箱的参数进行设置,如Wifi音箱在需要连接外网时要设置外网AP的SSID名称和密码,也可通过专用的Wifi boombox APk来对参数进行设置 。
  (6)用户可以通过在线升级来升级设备固件,升级固件保存在手机端,手机端通过设备的设置网页可以浏览到存储在手机中的升级固件,进而完成升级流程。
  4.结语
  本方案是基于音频解码SOC ATS3603构建的一套完整的Wifi无线音响系统,采用Wifi+DLNA传输方式,具备远距离,高带宽,全格式音频解码,高信噪比和高保真的特点,能为用户提供易用的,性价比极高的产品。
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