浅谈基于嵌入式微处理器的无线WiFi音箱

2018-06-09宋冲王群

科学与财富 2018年10期

宋冲王群

摘要：现在的音箱一般为有线音箱，极大地限制了音箱的空间位置，目前也有蓝牙音箱，但其音质差和传输距离短的缺点遭人诟病，而无线WIFI音箱把路由器作为中介与电视相连，可以使音箱随意位置擺放，并且相对于蓝牙音箱音质更好、传输距离更远，同时基于微控制器STM32单片机，可以使音箱拥有定时、播放SD 卡存储音乐、一个终端控制多个音箱等优点。

关键词：WIFI音箱；音质好；传输距离远；微控制器；

一、传统音箱

1.有线音箱的笨拙不便早已渐渐被人抛弃，较为普遍得就是蓝牙音箱，蓝牙是一种低成本大容量的短距离无线通信规范。蓝牙音箱指的是内置蓝牙芯片，以蓝牙连接取代传统线材连接的音响设备，通过与手机平板电脑和笔记本等蓝牙播放设备连接，达到方便快捷的目的。然而其带宽一般都在24Mbps（蓝牙4.0）以下，越来越达不到传输高品质音乐的需求，并且传输距离在10米左右，这也是我们之前很多人都在说无线音箱音质不行的重要原因。

2.蓝牙音箱只可以单个任务播放。当用手机听歌时，突然想看视频，此时只能将音乐暂时关闭，进行视频播放，也就是说手机听音乐的时候只可以听音乐，与声音相关的其他事情则不允许发生，因为手机的音频完全都是一路输出，这也是蓝牙音箱无法避免的状况。

二、WIFI音箱

Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（WLAN）的技术，WIFI是目前应用广泛的一种短距离无线通信技术，它具有接入速率高、组建灵活简便等优点，在开放性区域， WIFI的通讯距离可达到 300多米，在封闭性区域，通讯距离大约为 76米到 122米。

嵌入式系统正在渗透工业控制、交通运输、消费电子和航空航天等众多领域嵌入式系统的联网是其发展的必然趋势，也是物联网产业发展的必然要求。随着计算机技术和 Internet 技术的飞速发展，无线网络技术结合了最新的计算机网络技术与无线通信技术，具有可移动性好、组网更加灵活、规模升级更加方便以及成本低廉等优点，再加之日益成熟的无线网络标准以及城乡无线网络的大规模覆盖，这些使得无线网络技术有了越来越广泛的应用环境和发展前景。

网络已经遍布全球任何一个角落，在工业4.0物联网时代，更是迫切想要使所有物品联网，让人类提高工作效率、尽情享受生活。所以，WIFI音箱势必要替代传统音箱，并广泛应用，WIFI音箱有许多传统音箱没有的优势：

（1）传输质量好。WiFi音箱基本上的带宽都能保证在150Mbps以上，对于无损音乐和视频的传输效果得到了很大的提升，很多人也都从WiFi音箱上体验到了无线也能聆听HiFi的真谛。

（2）一对多。WiFi音箱可以实现多音箱互联单独播放或者整体播放的需求。将手机看成是一个控制终端，通过APP来操控不同的WiFi音箱播放不同的音乐。能实现这一功能的主要原因是因为WiFi音箱基本上都处于一个网络之下，手机通过APP可以看到每一个房间的播放曲目，也可以为其他的房间增添不同的曲目列表，进行集中控制，使用WiFi音箱更可以将其组成一对2.0系统进行播放，不同的声道使用不同的WiFi音箱来进行播放。

（3）多任务播放。WiFi音箱为完全的独立工作，并没有占用到手机的音频通道，就算一边用WiFi音箱听音乐，一边使用手机看视频也不会相互有影响，也就是在看视频的时候可以播放自己喜欢的背景音乐，聆听起来更加的惬意。

（4）WiFi音箱的传输距离和穿墙能力更好，手机在WiFi音箱当中更像是一个遥控器终端，音箱开始播放之后就可以脱离手机来单独使用，音箱可以按照预先设置的播放列表进行播放，无论你走到哪里都不会影响到WiFi音箱的工作，做到真正的无拘无束的聆听感受。

（5）基于嵌入式微控制器的无线WIFI音箱可进行定时，远程控制睡眠，唤醒等功能。利用STM32带有的定时器功能，可通过WIFI远程对音响进行定时，睡眠，唤醒等操作，手动操作音响，极大的便利了享受音乐的生活。

（6）基于嵌入式微控制器的无线WIFI音箱拥有SD卡播放音乐功能。STM32本身带有内置读卡配置，因此可在SD卡中事先存储好MP3文件，也可在无网条件下随时随地玩转音乐。

（7）基于嵌入式微控制器的无线WIFI音箱也可进行音箱互联。因此多个音箱可通过WIFI互联，共享一个SD卡。

（8）基于嵌入式微控制器的无线WIFI音箱可通过局域网与现在流行的液晶网络电视进行互联，这样可以把音箱安装在适合的地方，适宜家居。

三、硬件模块

WIFI音箱包括无线WIFI模块、嵌入式微控制器模块、显示模块、音频编解码模块、播放模块、按键模块、扬声器模块，通过嵌入式微控制器实现所有模块的互联。

四、技术方案

WIFI音箱原理框图如下：

WiFi音箱通过无线路由器，通过特定协议即在路由器内完成交换，可将液晶网络电视与音箱相连，实现电视音频推送到音箱当中进行播放。也可通过无线路由器将音箱接入到外部网络当中，然后通过手机、平板，电脑等设备连接音箱，通过多媒体的协议将音乐推送到音箱当中进行播放。

五、总结