淺談基于嵌入式微處理器的無線WiFi音箱

宋沖 王群

摘 要：現(xiàn)在的音箱一般為有線音箱，極大地限制了音箱的空間位置，目前也有藍(lán)牙音箱，但其音質(zhì)差和傳輸距離短的缺點(diǎn)遭人詬病，而無線WIFI音箱把路由器作為中介與電視相連，可以使音箱隨意位置擺放，并且相對(duì)于藍(lán)牙音箱音質(zhì)更好、傳輸距離更遠(yuǎn)，同時(shí)基于微控制器STM32單片機(jī)，可以使音箱擁有定時(shí)、播放SD 卡存儲(chǔ)音樂、一個(gè)終端控制多個(gè)音箱等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：WIFI音箱；音質(zhì)好；傳輸距離遠(yuǎn)；微控制器；

一、傳統(tǒng)音箱

1.有線音箱的笨拙不便早已漸漸被人拋棄，較為普遍得就是藍(lán)牙音箱，藍(lán)牙是一種低成本大容量的短距離無線通信規(guī)范。藍(lán)牙音箱指的是內(nèi)置藍(lán)牙芯片，以藍(lán)牙連接取代傳統(tǒng)線材連接的音響設(shè)備，通過與手機(jī)平板電腦和筆記本等藍(lán)牙播放設(shè)備連接，達(dá)到方便快捷的目的。然而其帶寬一般都在24Mbps（藍(lán)牙4.0）以下，越來越達(dá)不到傳輸高品質(zhì)音樂的需求，并且傳輸距離在10米左右，這也是我們之前很多人都在說無線音箱音質(zhì)不行的重要原因。

2.藍(lán)牙音箱只可以單個(gè)任務(wù)播放。當(dāng)用手機(jī)聽歌時(shí)，突然想看視頻，此時(shí)只能將音樂暫時(shí)關(guān)閉，進(jìn)行視頻播放，也就是說手機(jī)聽音樂的時(shí)候只可以聽音樂，與聲音相關(guān)的其他事情則不允許發(fā)生，因?yàn)槭謾C(jī)的音頻完全都是一路輸出，這也是藍(lán)牙音箱無法避免的狀況。

二、WIFI音箱

Wi-Fi是一種允許電子設(shè)備連接到一個(gè)無線局域網(wǎng)（WLAN）的技術(shù)，WIFI是目前應(yīng)用廣泛的一種短距離無線通信技術(shù)，它具有接入速率高、組建靈活簡便等優(yōu)點(diǎn)，在開放性區(qū)域， WIFI的通訊距離可達(dá)到 300多米，在封閉性區(qū)域，通訊距離大約為 76米到 122米。

嵌入式系統(tǒng)正在滲透工業(yè)控制、交通運(yùn)輸、消費(fèi)電子和航空航天等眾多領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)是其發(fā)展的必然趨勢，也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然要求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和 Internet 技術(shù)的飛速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合了最新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無線通信技術(shù)，具有可移動(dòng)性好、組網(wǎng)更加靈活、規(guī)模升級(jí)更加方便以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，再加之日益成熟的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)以及城鄉(xiāng)無線網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模覆蓋，這些使得無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了越來越廣泛的應(yīng)用環(huán)境和發(fā)展前景。

網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布全球任何一個(gè)角落，在工業(yè)4.0物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，更是迫切想要使所有物品聯(lián)網(wǎng)，讓人類提高工作效率、盡情享受生活。所以，WIFI音箱勢必要替代傳統(tǒng)音箱，并廣泛應(yīng)用，WIFI音箱有許多傳統(tǒng)音箱沒有的優(yōu)勢：

（1）傳輸質(zhì)量好。WiFi音箱基本上的帶寬都能保證在150Mbps以上，對(duì)于無損音樂和視頻的傳輸效果得到了很大的提升，很多人也都從WiFi音箱上體驗(yàn)到了無線也能聆聽HiFi的真諦。

（2）一對(duì)多。WiFi音箱可以實(shí)現(xiàn)多音箱互聯(lián)單獨(dú)播放或者整體播放的需求。將手機(jī)看成是一個(gè)控制終端，通過APP來操控不同的WiFi音箱播放不同的音樂。能實(shí)現(xiàn)這一功能的主要原因是因?yàn)閃iFi音箱基本上都處于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之下，手機(jī)通過APP可以看到每一個(gè)房間的播放曲目，也可以為其他的房間增添不同的曲目列表，進(jìn)行集中控制，使用WiFi音箱更可以將其組成一對(duì)2.0系統(tǒng)進(jìn)行播放，不同的聲道使用不同的WiFi音箱來進(jìn)行播放。

（3）多任務(wù)播放。WiFi音箱為完全的獨(dú)立工作，并沒有占用到手機(jī)的音頻通道，就算一邊用WiFi音箱聽音樂，一邊使用手機(jī)看視頻也不會(huì)相互有影響，也就是在看視頻的時(shí)候可以播放自己喜歡的背景音樂，聆聽起來更加的愜意。

（4）WiFi音箱的傳輸距離和穿墻能力更好，手機(jī)在WiFi音箱當(dāng)中更像是一個(gè)遙控器終端，音箱開始播放之后就可以脫離手機(jī)來單獨(dú)使用，音箱可以按照預(yù)先設(shè)置的播放列表進(jìn)行播放，無論你走到哪里都不會(huì)影響到WiFi音箱的工作，做到真正的無拘無束的聆聽感受。

（5）基于嵌入式微控制器的無線WIFI音箱可進(jìn)行定時(shí)，遠(yuǎn)程控制睡眠，喚醒等功能。利用STM32帶有的定時(shí)器功能，可通過WIFI遠(yuǎn)程對(duì)音響進(jìn)行定時(shí)，睡眠，喚醒等操作，手動(dòng)操作音響，極大的便利了享受音樂的生活。

（6）基于嵌入式微控制器的無線WIFI音箱擁有SD卡播放音樂功能。STM32本身帶有內(nèi)置讀卡配置，因此可在SD卡中事先存儲(chǔ)好MP3文件，也可在無網(wǎng)條件下隨時(shí)隨地玩轉(zhuǎn)音樂。

（7）基于嵌入式微控制器的無線WIFI音箱也可進(jìn)行音箱互聯(lián)。因此多個(gè)音箱可通過WIFI互聯(lián)，共享一個(gè)SD卡。

（8）基于嵌入式微控制器的無線WIFI音箱可通過局域網(wǎng)與現(xiàn)在流行的液晶網(wǎng)絡(luò)電視進(jìn)行互聯(lián)，這樣可以把音箱安裝在適合的地方，適宜家居。

三、硬件模塊

WIFI音箱包括無線WIFI模塊、嵌入式微控制器模塊、顯示模塊、音頻編解碼模塊、播放模塊、按鍵模塊、揚(yáng)聲器模塊，通過嵌入式微控制器實(shí)現(xiàn)所有模塊的互聯(lián)。

四、技術(shù)方案

WIFI音箱原理框圖如下：

WiFi音箱通過無線路由器，通過特定協(xié)議即在路由器內(nèi)完成交換，可將液晶網(wǎng)絡(luò)電視與音箱相連，實(shí)現(xiàn)電視音頻推送到音箱當(dāng)中進(jìn)行播放。也可通過無線路由器將音箱接入到外部網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，然后通過手機(jī)、平板，電腦等設(shè)備連接音箱，通過多媒體的協(xié)議將音樂推送到音箱當(dāng)中進(jìn)行播放。

五、總結(jié)

基于嵌入式微處理器的WIFI音箱現(xiàn)雖沒有廣泛推廣，但它的市場前景令人期待，勢必會(huì)取代傳統(tǒng)的有線、藍(lán)牙音箱。

參考文獻(xiàn)：

[1]辛娟.周龍.基于AU6860C的多功能藍(lán)牙音箱[J]. 電子技術(shù). 2015

[2]王宜懷. 嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)踐[M]. 清華大學(xué)出版社. 2013

作者簡介：

宋沖，1995年04月18日，男，漢族，河南省駐馬店市人；職稱：學(xué)生；單位：鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院；專業(yè)：物理電子專業(yè)；研究方向：單片機(jī)

王群，1995 年09月27日，男，漢族，河北省唐山市人；職稱：學(xué)生；單位：鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院；專業(yè)：物理電子專業(yè)；研究方向：單片機(jī)