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，目前也有藍牙音箱，但其音質(zhì)差和傳輸距離短的缺點遭人詬病，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，并且相對于藍牙音箱音質(zhì)更好、傳輸距離更遠，同時基于微控制器STM32單片機，可以使音箱擁有定時、播放SD 卡存儲音樂、一個終端控制多個音箱等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：WIFI音箱；音質(zhì)好；傳輸距離遠；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，較為普遍得就是藍牙音箱，藍牙是一種低成本大容量的短距離無線通信規(guī)范。藍牙音箱指的是內(nèi)置藍牙芯片，以藍牙連接取代傳統(tǒng)線材連接的音響設備，通過與手機平板電腦和筆記本等藍牙播放設備連接，達到方便快捷的目的。然而其帶寬一般都在24Mbps（藍牙4.0）以下，越來越達不到傳輸高品質(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.藍牙音箱只可以單個任務播放。當用手機聽歌時，突然想看視頻，此時只能將音樂暫時關(guān)閉，進行視頻播放，也就是說手機聽音樂的時候只可以聽音樂，與聲音相關(guān)的其他事情則不允許發(fā)生，因為手機的音頻完全都是一路輸出，這也是藍牙音箱無法避免的狀況。

二、WIFI音箱

Wi-Fi是一種允許電子設備連接到一個無線局域網(wǎng)（WLAN）的技術(shù)，WIFI是目前應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，在開放性區(qū)域， WIFI的通訊距離可達到 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、交通運輸、消費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。隨著計算機技術(shù)和 Internet 技術(shù)的飛速發(fā)展，無線網(wǎng)絡技術(shù)結(jié)合了最新的計算機網(wǎng)絡技術(shù)與無線通信技術(shù)，具有可移動性好、組網(wǎng)更加靈活、規(guī)模升級更加方便以及成本低廉等優(yōu)點，再加之日益成熟的無線網(wǎng)絡標準以及城鄉(xiāng)無線網(wǎng)絡的大規(guī)模覆蓋，這些使得無線網(wǎng)絡技術(shù)有了越來越廣泛的應用環(huán)境和發(fā)展前景。

網(wǎng)絡已經(jīng)遍布全球任何一個角落，在工業(yè)4.0物聯(lián)網(wǎng)時代，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音箱上體驗到了無線也能聆聽HiFi的真諦。

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

（3）多任務播放。WiFi音箱為完全的獨立工作，并沒有占用到手機的音頻通道，就算一邊用WiFi音箱聽音樂，一邊使用手機看視頻也不會相互有影響，也就是在看視頻的時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，手機在WiFi音箱當中更像是一個遙控器終端，音箱開始播放之后就可以脫離手機來單獨使用，音箱可以按照預先設置的播放列表進行播放，無論你走到哪里都不會影響到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音箱可進行定時，遠程控制睡眠，喚醒等功能。利用STM32帶有的定時器功能，可通過WIFI遠程對音響進行定時，睡眠，喚醒等操作，手動操作音響，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卡中事先存儲好MP3文件，也可在無網(wǎng)條件下隨時隨地玩轉(zhuǎn)音樂。

（7）基于嵌入式微控制器的無線WIFI音箱也可進行音箱互聯(lián)。因此多個音箱可通過WIFI互聯(lián)，共享一個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)絡電視進行互聯(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、揚聲器模塊，通過嵌入式微控制器實現(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)絡電視與音箱相連，實現(xiàn)電視音頻推送到音箱當中進行播放。也可通過無線路由器將音箱接入到外部網(wǎng)絡當中，然后通過手機、平板，電腦等設備連接音箱，通過多媒體的協(xié)議將音樂推送到音箱當中進行播放。

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，勢必會取代傳統(tǒng)的有線、藍牙音箱。

參考文獻：

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

[2]王宜懷. 嵌入式技術(shù)基礎與實踐[M]. 清華大學出版社. 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：學生；單位：鄭州大學物理工程學院；專業(yè)：物理電子專業(yè)；研究方向：單片機

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