基于无线音频数据传输

SooPAT 基于无线音频数据传输的音乐播

放系统

申请号：201210274157.4

申请日：2012-08-02

申请(专利权)人广州市花都区中山大学国光电子与通信研究院

地址510800 广东省广州市花都区新华街镜湖大道8号

发明(设计)人徐永键陆许明刘沛钊杨宜昌周华斌郑镇根杨顺闻谭

洪舟

主分类号G11C7/16(2006.01)I

分类号G11C7/16(2006.01)I H04W84/12(2009.01)I

公开(公告)号102768849A

公开(公告)日2012-11-07

专利代理机构广州凯东知识产权代理有限公司 44259

代理人李俊康

(10)申请公布号 CN 102768849 A

(43)申请公布日 2012.11.07C N 102768849 A

*CN102768849A*

(21)申请号 201210274157.4

(22)申请日 2012.08.02

G11C 7/16(2006.01)

H04W 84/12(2009.01)

(71)申请人广州市花都区中山大学国光电子与

通信研究院

地址510800 广东省广州市花都区新华街镜

湖大道8号

(72)发明人徐永键 陆许明 刘沛钊 杨宜昌

周华斌 郑镇根 杨顺闻 谭洪舟

(74)专利代理机构广州凯东知识产权代理有限

公司 44259

代理人

李俊康

(54)发明名称

基于无线音频数据传输的音乐播放系统

(57)摘要

本发明公开了一种基于无线音频数据传输的

音乐播放系统，它包括发送端、接收端和音箱，发

送端为运行于移动终端设备上基于AndroidSDK

开发的音乐播放器，该移动终端上安装有支持

WiFi 功能的Android 系统，音乐播放器自定义底

层解码库，将解码后的脉冲调制数据通过WiFi 网

络进行传输，移动终端为智能手机或者平板电脑。

接收端包括主控单元、WiFi 网络单元和数模转换

输出单元，主控单元结合外围存储设备完成中央

控制功能；WiFi 网络单元通过USB HOST 方式连接

到主控单元，WiFi 网络模块通过无线网络传输的

方式接收发送端传输的音频数据，并将音频数据

发送给主控模块；数模转换输出单元对音频数据

做数模转换，完成音频接收播放，同时提供输出接

口，音箱连接接收端，直接输出对应的音频信号。(51)Int.Cl.

权利要求书1页 说明书4页 附图4页

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请

权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页

1/1页

1.一种基于无线音频数据传输的音乐播放系统，它包括发送端、接收端和音箱，其特征在于，所述发送端对音频文件进行音频解码，并通过WiFi 网络传输至接收端，接收端通过WiFi 网络接收发送端传输的音频数据，将接收的音频数据进行数模转换形成音频模拟信号并播放，以供音箱设备直接输出，音箱连接接收端，直接输出对应的音频信号。

2.根据权利要求1所述的基于无线音频数据传输的音乐播放系统，其特征在于，所述发送端为运行于移动终端设备上的音乐播放器，该移动终端上安装有支持WiFi 功能的Android 系统，音乐播放器基于AndroidSDK 开发，音乐播放器对音频文件进行音频解码传输。

3.根据权利要求2所述的基于无线音频数据传输的音乐播放系统，其特征在于，所述移动终端为智能手机或者平板电脑。

4.根据权利要求2所述的基于无线音频数据传输的音乐播放系统，其特征在于，所述音乐播放器自定义底层解码库，将解码后的脉冲调制数据通过WiFi 网络进行传输。

5.根据权利要求2所述的基于无线音频数据传输的音乐播放系统，其特征在于，所述音乐播放器在软件界面上设置接收端的网络信息，通过USB 数据线或者在线设置方式将网络设置信息传递给接收端。

6.根据权利要求1所述的基于无线音频数据传输的音乐播放系统，其特征在于，所述接收端包括主控单元、WiFi 网络单元、存储单元和数模转换输出单元，主控单元结合外围存储设备完成中央控制功能；WiFi 网络单元通过USB HOST 方式连接到主控单元，WiFi 网络模块通过无线网络传输的方式接收发送端传输的音频数据，并将接收的音频数据发送给主控模块；数模转换输出单元对音频数据做数模转换，完成音频接收播放，同时提供输出接口至音箱设备；外围存储设备用于存储音频数据。

7.根据权利要求6所述的基于无线音频数据传输的音乐播放系统，其特征在于，所述接收端还包括按键和提示灯，按键和提示灯直接与主控单元相连，作为控制输入和提示输出。

8.根据权利要求1所述的基于无线音频数据传输的音乐播放系统，其特征在于，所述发送端与接收端之间无线连接方式采用路由模式或者直连模式。权 利 要 求 书CN 102768849 A

基于无线音频数据传输的音乐播放系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种音频播放系统，具体来说，涉及一种基于无线音频数据传输的音乐播放系统。

背景技术

[0002] Android是一种以Linux内核为基础的开放源码操作系统，主要用于手机终端和平板电脑等便携式设备，Android系统兼容性强，其开源特性利于创新，便于第三方开发，其平台架构由操作系统、中间件、用户界面和应用程序组成，采用软件叠层架构，主要分成三个部分：由C语言开发的Linux内核，提供基本功能，形成硬件抽象层；由C++开发的虚拟机和函数库，形成中介软件层；以及由主要基于Java技术的各种应用软件，形成上层应用层。[0003] 音乐在人们生活中占有重要位置，现阶段，装载Android系统的电子终端已很常见，人们可以通过各种各样的Android设备，随时欣赏音乐，自我放松，但是传统Android音乐播放器，只能通过本机播放音乐，如果人们想连到外置音响进行输出，享受更好的音乐效果，必须通过有线相连，这种有线方式存在以下缺陷：多添置了连接线，使用麻烦；播放音乐的同时，终端移动受限，操作不方便。

[0004] 中国专利授权公开号为CN202059445U的专利申请“无线视频音频传输装置及包括该装置的无线传输系统”提到无线传输音视频数据，首先将音视频转化成流媒体，然后通过WiFi协议将流媒体传输到WiFi模块，再通过专用音视频解码芯片进行解码，最后输出到投影仪或者音响中，但是该装置使用了流媒体传输方式，需要额外的转换开销。

发明内容

[0005] 针对以上的不足，本发明提出了一种利用Android平台的基于无线音频数据传输的音乐播放系统，它利用WiFi无线网络，以解决目前便携式Android终端必须有线连接音响才能播放本机音乐，操作不方便这一技术性问题。

[0006] 本发明的基于无线音频数据传输的音乐播放系统包括发送端、接收端和音箱，其特征在于，所述发送端对音频文件进行音频解码，并通过WiFi网络传输至接收端，接收端通过WiFi网络接收发送端传输的音频数据，将接收的音频数据进行数模转换形成音频模拟信号并播放，以供音箱设备直接输出，音箱连接接收端，直接输出对应的音频信号。[0007] 所述发送端为运行于移动终端设备上的音乐播放器，该移动终端上安装有支持WiFi功能的Android系统，音乐播放器基于Android SDK开发，音乐播放器对音频文件进行音频解码传输。

[0008] 所述移动终端为智能手机或者平板电脑。

[0009] 所述音乐播放器自定义底层解码库，将解码后的脉冲调制数据通过WiFi网络进行传输。

[0010] 所述音乐播放器在软件界面上设置接收端的网络信息，通过USB数据线或者在线设置方式将网络设置信息传递给接收端。

[0011] 所述接收端包括主控单元、WiFi网络单元、存储单元和数模转换输出单元，主控单元结合外围存储设备完成中央控制功能；WiFi网络单元通过USB HOST方式连接到主控单元，WiFi网络模块通过无线网络传输的方式接收发送端传输的音频数据，并将接收的音频数据发送给主控模块；数模转换输出单元对音频数据做数模转换，完成音频接收播放，同时提供输出接口至音箱设备；外围存储设备用于存储音频数据。

[0012] 所述接收端还包括了按键和提示灯，按键和提示灯直接与主控单元相连，作为控制输入和提示输出。

[0013] 所述发送端与接收端之间的无线连接方式采用路由模式或者直连模式。[0014] 本发明的有益效果：本发明非常适用于家庭无线局域网中，通过简单配置，使接收端通过WiFi网络自动连接到家庭网络，结合便携式终端配套的音乐播放器，即可实现音乐的无线播放，自在共享，免除了有线连接的不便，节约了时间，为人们提供便捷的生活体验；同时，不使用流媒体传输方式，节约了转换开销，直接在本机进行软件解码，再通过WiFi网络传输到接收端，减少了解码芯片部分成本。

附图说明

[0015] 图1为本发明的实施方式一连接方式示意图；

[0016] 图2为本发明的实施方式二连接方式示意图；

[0017] 图3为本发明的工作流程示意图；

[0018] 图4为本发明发送端功能框架示意图；

[0019] 图5为本发明接收端双缓存接收机制原理示意图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图对发明进行进一步阐述。

[0021] 本发明的基于无线音频数据传输的音乐播放系统包括发送端1、接收端2和音箱3，发送端1对音频文件进行音频解码，并通过WiFi网络传输至接收端2，接收端2通过WiFi 网络接收发送端1传输的音频数据，将接收的音频数据进行数模转换形成音频模拟信号并播放，以供音箱3设备直接输出，音箱3连接接收端2，直接输出对应的音频信号。[0022] 发送端1为运行于移动终端设备上的音乐播放器，该移动终端上安装有支持WiFi 功能的Android系统（Android 2.1以上版本），移动终端为智能手机或者平板电脑等移动终端设备，音乐播放器基于Android SDK开发，音乐播放器对音频文件进行音频解码传输，音乐播放器不采用Android系统自带的音频解码接口，而是自定义底层解码库，音乐播放器将解码后的脉冲调制（PCM）数据通过WiFi网络进行传输。发送端1音乐播放器可在软件界面上设置接收端2的网络信息，可通过USB数据线或者在线设置方式将网络设置信息传递给接收端2，前者将电子终端作为USB从盘接入接收端2，可靠有效，后者适用于两端已建立无线连接，快速简便，配置后接收端2会自动尝试连接指定的无线接入点。

[0023] 接收端2通过WiFi网络接收发送端传输的音频数据，将接收的音频数据进行数模转换形成音频模拟信号，同时并播放，以供音箱设备直接输出。接收端包括主控单元、WiFi 网络单元、存储单元和数模转换输出单元。主控单元以s3c2440为主控芯片，结合外围存储设备等完成中央控制功能；WiFi网络单元以88W8686芯片为中心，通过USB HOST方式连接

到主控单元，WiFi网络模块通过无线网络传输的方式连接到发送端，接收外部（发送端）无线网络传输过来的音频数据，并将接收的音频数据发送给主控模块；数模转换输出单元采用WM8728芯片作为数模转换芯片（DAC），装载Linux嵌入式操作系统，对音频数据做数模转换，完成音频接收播放，同时提供输出接口至音箱设备；外围存储设备包括64Mb的NAND Flash和64M b的SDRAM，另外接收端2还包括了一些按键、USB接口单元和提示灯等外设，按键和提示灯直接与主控单元相连，作为控制输入和提示输出。接收端以Linux为操作系统，承载底层驱动与应用程序，应用程序利用相关驱动实现无线接入、监控按键控制和音频输出等；同时通过相关网络协议接收音频解码数据以及控制消息，完成传输控制任务。[0024] 本发明的发送端和接收端工作于WiFi网络中，根据无线连接方式的不同，本发明可以分为路由模式和直连模式。

[0025] 如图1所示，路由模式基于家庭无线路由器4所构成的无线局域网，发送端1和接收端2均需接入该网络，以无线路由器4为转接进行无线通讯。该方式适合家庭多终端使用，无线路由器4覆盖范围内有效，在这种模式下，使用者在无线播放音乐的同时，还可以使用家庭网络享受互联网服务。

[0026] 图2为直连模式，直连模式以移动终端为AP（Access Point），接收端2只需要以发送端1为接入点进行连接即可。该方式要求接收端2支持WiFi Hotspot服务功能（Android 2.2及以上），简单方便，应用自由。

[0027] 图3展示了发送端1和接收端2的功能模块与流程交互的基础框架，发送端1在开机初始化后，通过广播搜索获取接收端2信息，根据反馈信息进行选取建立连接；然后开始启动控制服务和传输服务，其中，控制服务用于监控用户输入信息，对本地解码和远程播放做相应处理，传输服务将播放歌曲解码后封装成网络包形式，通过TCP传输到远端，除了这两个服务外，在整个连接过程中，发送端1和接收端2还维护着心跳同步，保持双方定时响应，以便及时监测连接状态。

[0028] 接收端2在上电复位后，首先会进行初始化工作，设置相关硬件，根据配置信息自动尝试连接无线接入点；在完成上面工作之后，接收端2会以服务器形式，等待客户端连接，在这一过程中会响应发送端1的搜索消息，反馈本地信息，如音箱名称和网络地址；在发送端1选择并建立连接后，接收端会2启动接收服务、播放服务、交互服务和控制服务。接收服务线程通过TCP方式缓存接收音频数据，传送给播放服务线程，播放服务线程再将音频数据输送到声卡中进行数模转换播放，同时控制服务线程监控本地控制信息，对相应的命令做处理，交互服务线程作为消息终端，接收发送端控制消息，解析处理，此外，接收端也维持着心跳机制，以监测连接状态，以上是无线音乐传输系统接收端的多线程工作流程。[0029] 图4展示了Android端无线音乐播放器的基本功能模块，其支持音乐本机播放与无线播放两种模式，用户界面模块负责与用户进行交互，读取用户操作，显示相关信息。软件启动后，首先读取保存的属性信息，恢复现场；如果上次退出时处于无线播放模式，则调用自动连接模块，连接失败用户可手动进行搜索，具体通过搜索连接模块实现；在建立连接后，播放控制模块负责与接收端进行消息通信，保持通话；解码输出模块负责将本地音频文件解码，封装成网络包格式进行传输；心跳同步模块维持着与接收端的心跳同步，提供一种监控连接有效性的机制，此外，用户可对接收端进行重命名，以及快速切回本机播放模式。在程序退出前，会先保存相关信息，以便下次启动进行恢复。

[0030] 为了提高接收效率以及改善播放效果，本发明采用了双缓存接收机制，通过读写信号量交互控制，在两个共享缓存数组中交叉读写，具体时序如图5所示，接收服务线程往缓存中写入音频解码数据，播放服务线程从缓存中读取数据进行播放，分工同步。每写（读）完一个缓存，释放一个可读（可写）信号量，然后需要等待一个可写（可读）信号量，才能往另一个缓存继续写（读）。在正常网络状况下，网络传输速度远大于播放速度，所以在一个缓存播放结束之前，另一个缓存已经准备就绪，克服了播放时不流畅的问题。同时接收服务线程需要等待有空闲缓存时才能继续接收数据。

[0031] 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。

图1

图2

图3

图4

图5