音/视频扩展装置和方法、输出装置和输出系统的制作方法
音/视频扩展装置和方法、输出装置和输出系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及音/视频技术领域，并且具体地，涉及一种音/视频扩展装置，包括该音/视频扩展装置的输出装置和系统，以及音/视频扩展方法。
【背景技术】
[0002]在一些工厂中，远离警报声源的操作员不能清楚地听到警报声。为了解决这一问题，传统上通过购买昂贵的功放设备加大声音分贝来使远离设备的人员听到声音，例如使用与大音量喇叭或扬声器相连的扩音器，这不仅花费了大量金钱，而且对于在声音设备附近工作的人员来说，过大的分贝将对其身心造成不良影响。现有技术中，通过在工厂的不同位置设立喇叭/显示器来使位于不同岗位的工作人员能够听到声音/看到图像，但是这些喇叭/显示器均需连接到控制设备，诸如PLC (可编程逻辑控制器)，不仅布线较长而且占用PLC的I/O(输入/输出)端口。
【发明内容】
[0003]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的实施例提供了一种音/视频扩展装置和方法，可随意地进行网络拓扑，扩展了声音/图像设备的声音/图像传输距离，节省了长距离布线，并且安装不受空间限制。
[0004]根据本发明的一方面，提供了一种音/视频扩展装置，包括:
[0005]至少一个输入信号端口，用于接收音/视频输入信号；
[0006]基本输出信号端口，用于向功率放大器输出基于所述接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及
[0007]至少一个扩展输出信号端口，用于转发基于所述接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述接收的音/视频输入信号被直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号。
[0009]在本发明的另一个实施例中，所述音/视频扩展装置还包括信号放大器，用于将所述接收的音/视频输入信号放大后用作所述第二音/视频输出信号，以提供给所述至少一个扩展输出信号端口。
[0010]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置还包括音/视频处理芯片，用于将所述接收的音/视频输入信号处理后向所述基本输出信号端口提供所述第一音/视频输出信号和/或向所述至少一个扩展输出信号端口提供所述第二音/视频输出信号。
[0011 ] 在本发明的再一个实施例中，所述至少一个输入信号端口包括基本输入信号端口和扩展输入信号端口。
[0012]在本发明的再一个实施例中，所述扩展输入信号端口包括有线扩展输入接口和/或无线信号接收接口。
[0013]在本发明的再一个实施例中，所述至少一个扩展输出信号端口包括有线扩展输出接口和/或无线信号发射接口。
[0014]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置还包括无线开关，用于控制所述无线信号接收接口和所述无线信号发射接口。
[0015]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置被配置为:优先检测所述基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测所述扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号。
[0016]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置被配置为只有在所述无线开关打开的情况下，才检测所述无线信号接收接口是否有音/视频输入信号。
[0017]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置被配置为只有在所述无线开关打开的情况下，才通过所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
[0018]根据本发明的另一方面，提供了一种输出装置，包括输出终端和所述音/视频扩展装置；
[0019]其中所述音/视频扩展装置的基本输出信号端口连接到所述输出终端以输出声音/图像。
[0020]根据本发明的另一方面，提供了一种输出系统，包括信号源和至少两个所述输出装置；
[0021]其中第一个所述输出装置的至少一个输入信号端口连接到所述信号源；并且其他的所述输出装置中的每一个的至少一个输入信号端口连接到非自身的所述输出装置中的一个的所述至少一个扩展输出信号端口。
[0022]根据本发明的另一方面，提供了一种音/视频扩展方法，包括:
[0023]从至少一个输入信号端口接收音/视频输入信号；
[0024]通过基本输出信号端口向功率放大器输出基于所述接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及
[0025]通过至少一个扩展输出信号端口转发基于所述接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。
[0026]在本发明的一个实施例中，将所述音/视频输入信号直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号。
[0027]在本发明的另一实施例中，将所述音/视频输入信号放大后用作所述第二音/视频输出信号，以通过所述至少一个扩展输出信号端口输出。
[0028]在本发明的再一个实施例中，将所述音/视频输入信号处理后用作所述第一音/视频输出信号，以通过所述基本输出信号端口输出和/或用作所述第二音/视频输出信号，以通过所述至少一个扩展输出信号端口转发。
[0029]在本发明的再一个实施例中，从作为所述至少一个输入信号端口的基本输入信号端口或扩展输入信号端口接收所述音/视频输入信号。
[0030]在本发明的再一个实施例中，从作为所述扩展输入信号端口的有线扩展输入接口或无线信号接收接口接收所述音/视频输入信号。
[0031 ] 在本发明的再一个实施例中，从作为所述至少一个扩展输出信号端口的有线扩展输出接口或无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
[0032]在本发明的再一个实施例中，通过无线开关控制从所述无线信号接收接口接收所述音/视频输入信号和/或从所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
[0033]在本发明的再一个实施例中，优先检测所述基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测所述扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号。
[0034]在本发明的再一个实施例中，只有在所述无线开关打开的情况下，才检测所述无线信号接收接口是否有音/视频输入信号。
[0035]在本发明的再一个实施例中，只有在所述无线开关打开的情况下，才通过所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
[0036]本发明的实施例由于采用了至少一个扩展输出信号端口，因此音/视频信号可以发送到其他音/视频扩展装置，由于采用了有线和无线信号端口，集成了有线、无线的音/视频传输方式，可随意地进行网络拓扑，可扩展声音/图像传输距离；改变了传统的多个声音/图像设备需要分别与PLC等控制设备相连的方式，可以通过算法控制多个声音/图像信息通过一个通道和多个声音/图像设备相连，节省长距离的布线问题；可以在诸如OEM(整机制造厂)设备的工厂设备上任何地方安装本发明的声音/图像扩展装置，不受空间的限制。
【附图说明】
[0037]现在将仅参照附图通过示例对本发明的实施例进行描述，其中相似的部件用相同的附图标记表，附图中:
[0038]图1是根据本发明的示例性实施例的音/视频扩展装置的示意图；
[0039]图2是根据本发明的一个实施例的音频扩展板的示意图；
[0040]图3是图2的音/视频扩展装置的音/视频扩展方法的示意图
[0041]图4是图3的音频扩展板的工作流程图；
[0042]图5是根据本发明的示例性实施例的包括输出装置的输出系统的示意图；
[0043]图6是根据本发明的一个实施例的工业声音设备的意图。
【具体实施方式】
[0044]下面将参考示例性实施例来描述本发明的原理和精神。应当理解，描述这些实施例仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。
[0045]图1是根据本发明的示例性实施例的音/视频扩展装置的示意图；示出了一种音/视频扩展装置10，包括:至少一个输入信号端口 11，用于接收音/视频输入信号；基本输出信号端口 12,用于向功率放大器输出基于接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及至少一个扩展输出信号端口 13,用于转发基于接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。其中，第一音/视频输出信号通过声音放出设备/显示设备来放出声音/显示图像，而第二音/视频输出信号传输到另一音/视频扩展装置。
[0046]在一个实施例中，接收的音/视频输入信号可以被直接用作第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号，也可以经处理后再用作第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号。在一个实施例中，音/视频扩展装置还可以包括信号放大器，接收的音/视频输入信号通过该信号放大器放大后用作第二音/视频输出信号，以提供给至少一个扩展输出信号端口，以避免信号损失造成的信号质量下降。在另一个实施例中，音/视频扩展装置还可以包括音/视频处理芯片，接收的音/视频输入信号经该音/视频处理芯片处理后向基本输出信号端口提供第一音/视频输出信号和/或向至少一个扩展输出信号端口提供第二音/视频输出信号。
[0047]在一个实施例中，至少一个输入信号端口可以包括基本输入信号端口和扩展输入信号端口。进一步，扩展输入信号端口可以包括有线扩展输入接口和/或无线信号接收接口。相应地，至少一个扩展输出信号端口可以包括有线扩展输出接口和/或无线信号发射接口。在无线信号接口和/或无线信号发射接口存在的情况下，音/视频扩展装置还包括用于控制无线信号接收接口和/或无线信号发射接口的无线开关。
[0048]在以上所述的各种输入信号端口中，优先检测基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果有，将音/视频输入信号直接/处理后用作第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号，或放大后用作第二音/视频输出信号；如果没有，再检测扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号，如果有，则执行与上述相同的基于接收的音/视频输入信号确定第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号的过程。在无线开关打开的情况下，检测无线信号接收接口是否有音/视频输入信号，如果有，则除与上述相同的确定输出信号的过程外，还通过无线信号发射接口转发第二音/视频输出信号。
[0049]图2是根据本发明的一个实施例的音频扩展板的示意图。该音频扩展板100是音/视频扩展装置的一个例子，其包括声音信号输入接口 111、有线扩展输入接口 112和无线音频接收器113 (在一个实例中，与图1的输入信号端口 11对应)；基本输出接口 120 ;无线音频发射器131、有线扩展输出接口 131 (在一个实例中，与图1的扩展输出信号端口 13对应)；以及音频处理芯片140、以及无线开关150。
[0050]声音信号输入接口 111可以输入模拟声音信号，米用12S串行接口，其提供了与音频处理芯片的无缝连接，可连接至传统的PLC设备；该12S串行接口支持8、11.025、12、16、
22.05、24、32、48和96kHz等多种接口速率。声音信号输入接口 111也可以输入数字声音信号，采用数字音频接口时，音频数据可以采用16、20或24位三种数字格式。有线扩展输入接口 112为AUX音频接口，可扩展连接其他设备的输入音频信号。有线扩展输出接口 131也为AUX音频接口，可扩展输出音频信号到其他设备。
[0051]无线音频接收器113和无线音频发射器132分别用作无线信号接收接口和无线信号发射接口，均采用挪威Nordic半导体公司的nRF24Zl，这是一种单片式CD音质无线数字音频模块板，其能以24位48kHz的速度处理数字音频流，工作于2.4GHz自由频段，该频段在全世界几乎都是免费授权使用的。2.4GHz无线传输技术，也称为“2.4GHz非联排解决方案”，对比蓝牙、WiFi其优势在于1)带宽宽，能够传输CD品质的无线信号；2)抗干扰强，使用自动调频技术，工作时如果发现频段被占用，会自动跳到一个无人使用的频段；3)功耗低，在发射和接收时不需要连续工作。
[0052]音频处理芯片140内置有音频编码解码器，DAC(模数转换器)/ADC(数模转换器)、微控制器MCU以及数字音频放大器，负责扩展AUX输入和声音信号输入的模数转换和对无线音频接收器和无线音频发射器的控制，同时负责输出音频信号数模转换到基本输出接口 310以传输到内置功放。无线音频接收器113通过音频处理芯片140设置PIN脚，设置nRF24Zl为音频接收器状态，射频连接建立后，将收到的载波信号解调，并把数字音频信号解码转换到基本输出接口 120以传输至内置功放。无线音频发射器132也通过音频处理芯片140设置PIN脚，设置nRF24Zl为音频发射器状态，当射频连接建立后，用户可以通过音频发射器发射无线音频信号。
[0053]无线开关150用于开启无线音频传输功能。在无线开关关闭的情况下，当音频处理芯片140检测到声音信号输入接口(优先级高)或有线扩展输入接口有音频信号时，解析音频信号并将经解析的音频信号输出到连接至内置功放的基本输出接口 120，同时转发音频信号到有线扩展输出接口 131。在无线开关打开的情况下，当音频处理芯片检测到声音信号输入接口或无线音频接收器有音频信号时，解析音频信号或者控制无线音频接收器解析音频信号，并且将经解析的音频信号输出到连接至内置功放等的基本输出接口，同时控制无线音频发射器132发出音频信号。
[0054]图3是图2的音/视频扩展装置的音/视频扩展方法的示意图。在步骤S300中，从至少一个输入信号端口接收音/视频输入信号。在步骤S310中，通过基本输出信号端口向功率放大器输出基于接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及在步骤S320通过至少一个扩展输出信号端口转发基于接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。
[0055]其中基于音/视频输入信号确定第一和/或第二音/视频输出信号的模式包括以下三种:将音/视频输入信号直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号；将音/视频输入信号放大后用作第二音/视频输出信号；将音/视频输入信号处理后用作第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号。
[0056]在一个实施例中，接收音/视频输入信号的步骤包括从作为至少一个输入信号端口的基本输入信号端口或扩展输入信号端口接收音/视频输入信号。进一步，可以从作为扩展输入信号端口的有线扩展输入接口或无线信号接收接口接收音/视频输入信号。
[0057]在一个实施例中，转发第二音/视频输出信号的步骤包括从作为至少一个扩展输出信号端口的有线扩展输出接口或无线信号发射接口转发第二音/视频输出信号。
[0058]在一个实施例中，通过无线开关控制从无线信号接收接口接收音/视频输入信号和/或从无线信号发射接口转发第二音/视频输出信号。
[0059]在操作中，优先检测基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号；在无线开关打开的情况下，检测无线信号接收接口是否有音/视频输入信号，并且通过无线信号发射接口转发第二音/视频输出信号。
[0060]图4是图2的音频扩展板的工作流程图。系统初始化后，如果无线开关打开，则首先检测声音信号输入，如果有声音信号输入，则进行音频处理，对模拟声音进行编解码，利用ADC/DAC进行模数/数模转换，输出数字音频到有线扩展输出接口和连接至内置功放的基本输出接口，如果无声音信号输入，则进一步检测是否有无线音频接收，如果无线音频接收器有音频信号，则也进行音频处理，利用无线射频载波解调，然后利用ADC/DAC进行模数/数模转换，输出数字音频到连接至内置功放的基本输出接口，同时控制无线音频发射器，进行数字音频载波和射频发射。如果无线开关关闭，则首先检查是否声音信号输入，如果有声音信号输入，则进行音频处理，输出数字音频到有线扩展输出接口和连接至内置功放的基本输出接口，如果无声音信号输入，则进一步检测有线扩展输入接口是否有信号输入，如果有，则直接输出信号到有线扩展输出接口和基本输出接口。
[0061]图5是根据本发明的示例性实施例的输出系统的示意图。该输出系统500，包括信号源510 和至少两个输出装置520。该输出装置520包括输出终端521和音/视频扩展装置522(在一个实施例中，对应于图1的音/视频扩展装置10)。其中音/视频扩展装置的基本输出信号端口连接到输出终端以输出声音/图像。输出终端可以为喇叭、电视机、监视器等等。其中第一个输出装置的至少一个输入信号端口连接到信号源；并且其他的输出装置中的每一个的至少一个输入信号端口连接到非自身的输出装置，例如，第二输出装置的输入信号端口连接到第一输出装置的输出信号端口。输出装置之间可以采用串联或并联连接方式。
[0062]图6是根据本发明的输出系统的例性实施例的工业声音设备的意图。
[0063]该工业声音设备600包括PLC(可编程控制器)610及多个作为输出装置的喇叭620，用I/O电缆将PLC与其中一个喇叭，即该喇叭的音频扩展装置的扩展输入接口连接，使用音频电缆将喇叭串联连接，即音频电缆连接不同音频扩展装置的扩展输入接口、扩展输出接口，具体地，例如，第一个喇叭的扩展输出接口连接第二个喇叭的扩展输入接口，第二个喇叭的扩展输出接口连接第三个喇叭的扩展输入接口，在存在无线信号的情况下，通过一定算法可以控制无线信号在喇叭之间传输。如果机器或工厂中有许多喇叭，用户仅需要将PLC连接至一个喇叭，将其余喇叭通过音频电缆依次连接来扩大音量，而无需将每个喇叭都连接至PLC，从而PLC的I/O可以被节省用于其他用途。如果喇叭彼此相连，则这些喇叭可以被组装在较高或较低的地方以扩大音量。采用本发明的实施例，改变了传统多个声音设备需要分别与PLC、HMI等控制设备相连的方式，可以通过算法控制多个声音信息通过一个通道和多个声音设备相连，解决了长距离布线的问题。
[0064]在流水线非常长的情况下，如果用户采用音频扩展方式，在存在喇叭的地方，就存在声音，从而降低了成本。采用本发明的实施例可以在工厂任何地方安装本发明的声音设备，不受空间的限制，并且在大空间内扩大了声音的范围。
[0065]此外，由于采用2.4GHz无线音/视频技术集成传统的有线音/视频解决方案，可随意进行网络拓扑，可扩展声音传输距离、使用区域和使用场景。
[0066]已经出于示出和描述的目的给出了本发明的说明书，但是其并不意在是穷举的或者限制于所公开形式的发明。本领域技术人员可以想到很多修改和变体。
【主权项】
1.一种音/视频扩展装置，包括: 至少一个输入信号端口，用于接收音/视频输入信号； 基本输出信号端口，用于向功率放大器输出基于所述接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及 至少一个扩展输出信号端口，用于转发基于所述接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。2.根据权利要求1所述的音/视频扩展装置，其中所述接收的音/视频输入信号被直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号。3.根据权利要求1所述的音/视频扩展装置，还包括信号放大器，用于将所述接收的音/视频输入信号放大后用作所述第二音/视频输出信号，以提供给所述至少一个扩展输出信号端口。4.根据权利要求1所述的音/视频扩展装置，还包括音/视频处理芯片，用于将所述接收的音/视频输入信号处理后，向所述基本输出信号端口提供所述第一音/视频输出信号，和/或向所述至少一个扩展输出信号端口提供所述第二音/视频输出信号。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的音/视频扩展装置，其中所述至少一个输入信号端口包括基本输入信号端口和扩展输入信号端口。6.根据权利要求5所述的音/视频扩展装置，其中所述扩展输入信号端口包括有线扩展输入接口和/或无线信号接收接口。7.根据权利要求6所述的音/视频扩展装置，其中所述至少一个扩展输出信号端口包括有线扩展输出接口和/或无线信号发射接口。8.根据权利要求7所述的音/视频扩展装置，其中所述音/视频扩展装置还包括无线开关，用于控制所述无线信号接收接口和所述无线信号发射接口。9.根据权利要求6所述的音/视频扩展装置，其中所述音/视频扩展装置被配置为优先检测所述基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测所述扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号。10.根据权利要求8所述的音/视频扩展装置，其中所述音/视频扩展装置被配置为只有在所述无线开关打开的情况下，才检测所述无线信号接收接口是否有音/视频输入信号。11.根据权利要求8所述的音/视频扩展装置，其中所述音/视频扩展装置被配置为只有在所述无线开关打开的情况下，才通过所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。12.—种输出装置，包括输出终端和根据前述权利要求中的任一项所述的音/视频扩展装置； 其中所述音/视频扩展装置的基本输出信号端口连接到所述输出终端以输出声音/图像。13.一种输出系统，包括信号源和至少两个根据权利要求12所述的输出装置； 其中第一所述输出装置的至少一个输入信号端口连接到所述信号源；其他所述输出装置中的每一个的至少一个输入信号端口连接到非自身的所述输出装置中的一个的至少一个扩展输出信号端口。14.一种音/视频扩展方法，包括: 从至少一个输入信号端口接收音/视频输入信号； 通过基本输出信号端口向功率放大器输出基于所述接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及 通过至少一个扩展输出信号端口转发基于所述接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。15.根据权利要求14所述的音/视频扩展方法，其中将所述音/视频输入信号直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号。16.根据权利要求14所述的音/视频扩展方法，其中将所述音/视频输入信号放大后用作所述第二音/视频输出信号，以通过所述至少一个扩展输出信号端口输出。17.根据权利要求14所述的音/视频扩展方法，其中将所述音/视频输入信号处理后用作所述第一音/视频输出信号以通过所述基本输出信号端口输出和/或用作所述第二音/视频输出信号以通过所述至少一个扩展输出信号端口转发。18.根据权利要求14-17中的任一项所述的音/视频扩展方法，其中从作为所述至少一个输入信号端口的基本输入信号端口或扩展输入信号端口接收所述音/视频输入信号。19.根据权利要求18所述的音/视频扩展方法，其中从作为所述扩展输入信号端口的有线扩展输入接口或无线信号接收接口接收所述音/视频输入信号。20.根据权利要求19所述的音/视频扩展方法，其中从作为所述至少一个扩展输出信号端口的有线扩展输出接口或无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。21.根据权利要求20所述的音/视频扩展方法，其中通过无线开关控制从所述无线信号接收接口接收所述音/视频输入信号和/或从所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。22.根据权利要求21所述的音/视频扩展方法，其中优先检测所述基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测所述扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号。23.根据权利要求22所述的音/视频扩展方法，其中只有在所述无线开关打开的情况下，才检测所述无线信号接收接口是否有音/视频输入信号。24.根据权利要求22所述的音/视频扩展方法，其中只有在所述无线开关打开的情况下，才通过所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
【专利摘要】本发明的实施例涉及一种音/视频扩展装置，该音/视频扩展装置包括：至少一个输入信号端口，用于接收音/视频输入信号；基本输出信号端口，用于向功率放大器输出基于接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；至少一个扩展输出信号端口，用于基于接收的音/视频输入信号确定的转发第二音/视频输出信号。通过该音/视频扩展装置，扩展了传统的声音/图像设备的使用区域和使用场景。本发明还涉及一种包括该音/视频扩展装置的输出装置和输出系统，以及一种音/视频扩展方法。
【IPC分类】H04N21/439, H04N21/41, H04N21/44, H04N21/426
【公开号】CN105491412
【申请号】CN201410480153
【发明人】马景川, 周柯
【申请人】施耐德电气工业公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及音/视频技术领域，并且具体地，涉及一种音/视频扩展装置，包括该音/视频扩展装置的输出装置和系统，以及音/视频扩展方法。
【背景技术】
[0002]在一些工厂中，远离警报声源的操作员不能清楚地听到警报声。为了解决这一问题，传统上通过购买昂贵的功放设备加大声音分贝来使远离设备的人员听到声音，例如使用与大音量喇叭或扬声器相连的扩音器，这不仅花费了大量金钱，而且对于在声音设备附近工作的人员来说，过大的分贝将对其身心造成不良影响。现有技术中，通过在工厂的不同位置设立喇叭/显示器来使位于不同岗位的工作人员能够听到声音/看到图像，但是这些喇叭/显示器均需连接到控制设备，诸如PLC (可编程逻辑控制器)，不仅布线较长而且占用PLC的I/O(输入/输出)端口。
【发明内容】
[0003]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的实施例提供了一种音/视频扩展装置和方法，可随意地进行网络拓扑，扩展了声音/图像设备的声音/图像传输距离，节省了长距离布线，并且安装不受空间限制。
[0004]根据本发明的一方面，提供了一种音/视频扩展装置，包括:
[0005]至少一个输入信号端口，用于接收音/视频输入信号；
[0006]基本输出信号端口，用于向功率放大器输出基于所述接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及
[0007]至少一个扩展输出信号端口，用于转发基于所述接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述接收的音/视频输入信号被直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号。
[0009]在本发明的另一个实施例中，所述音/视频扩展装置还包括信号放大器，用于将所述接收的音/视频输入信号放大后用作所述第二音/视频输出信号，以提供给所述至少一个扩展输出信号端口。
[0010]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置还包括音/视频处理芯片，用于将所述接收的音/视频输入信号处理后向所述基本输出信号端口提供所述第一音/视频输出信号和/或向所述至少一个扩展输出信号端口提供所述第二音/视频输出信号。
[0011 ] 在本发明的再一个实施例中，所述至少一个输入信号端口包括基本输入信号端口和扩展输入信号端口。
[0012]在本发明的再一个实施例中，所述扩展输入信号端口包括有线扩展输入接口和/或无线信号接收接口。
[0013]在本发明的再一个实施例中，所述至少一个扩展输出信号端口包括有线扩展输出接口和/或无线信号发射接口。
[0014]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置还包括无线开关，用于控制所述无线信号接收接口和所述无线信号发射接口。
[0015]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置被配置为:优先检测所述基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测所述扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号。
[0016]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置被配置为只有在所述无线开关打开的情况下，才检测所述无线信号接收接口是否有音/视频输入信号。
[0017]在本发明的再一个实施例中，所述音/视频扩展装置被配置为只有在所述无线开关打开的情况下，才通过所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
[0018]根据本发明的另一方面，提供了一种输出装置，包括输出终端和所述音/视频扩展装置；
[0019]其中所述音/视频扩展装置的基本输出信号端口连接到所述输出终端以输出声音/图像。
[0020]根据本发明的另一方面，提供了一种输出系统，包括信号源和至少两个所述输出装置；
[0021]其中第一个所述输出装置的至少一个输入信号端口连接到所述信号源；并且其他的所述输出装置中的每一个的至少一个输入信号端口连接到非自身的所述输出装置中的一个的所述至少一个扩展输出信号端口。
[0022]根据本发明的另一方面，提供了一种音/视频扩展方法，包括:
[0023]从至少一个输入信号端口接收音/视频输入信号；
[0024]通过基本输出信号端口向功率放大器输出基于所述接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及
[0025]通过至少一个扩展输出信号端口转发基于所述接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。
[0026]在本发明的一个实施例中，将所述音/视频输入信号直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号。
[0027]在本发明的另一实施例中，将所述音/视频输入信号放大后用作所述第二音/视频输出信号，以通过所述至少一个扩展输出信号端口输出。
[0028]在本发明的再一个实施例中，将所述音/视频输入信号处理后用作所述第一音/视频输出信号，以通过所述基本输出信号端口输出和/或用作所述第二音/视频输出信号，以通过所述至少一个扩展输出信号端口转发。
[0029]在本发明的再一个实施例中，从作为所述至少一个输入信号端口的基本输入信号端口或扩展输入信号端口接收所述音/视频输入信号。
[0030]在本发明的再一个实施例中，从作为所述扩展输入信号端口的有线扩展输入接口或无线信号接收接口接收所述音/视频输入信号。
[0031 ] 在本发明的再一个实施例中，从作为所述至少一个扩展输出信号端口的有线扩展输出接口或无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
[0032]在本发明的再一个实施例中，通过无线开关控制从所述无线信号接收接口接收所述音/视频输入信号和/或从所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
[0033]在本发明的再一个实施例中，优先检测所述基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测所述扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号。
[0034]在本发明的再一个实施例中，只有在所述无线开关打开的情况下，才检测所述无线信号接收接口是否有音/视频输入信号。
[0035]在本发明的再一个实施例中，只有在所述无线开关打开的情况下，才通过所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
[0036]本发明的实施例由于采用了至少一个扩展输出信号端口，因此音/视频信号可以发送到其他音/视频扩展装置，由于采用了有线和无线信号端口，集成了有线、无线的音/视频传输方式，可随意地进行网络拓扑，可扩展声音/图像传输距离；改变了传统的多个声音/图像设备需要分别与PLC等控制设备相连的方式，可以通过算法控制多个声音/图像信息通过一个通道和多个声音/图像设备相连，节省长距离的布线问题；可以在诸如OEM(整机制造厂)设备的工厂设备上任何地方安装本发明的声音/图像扩展装置，不受空间的限制。
【附图说明】
[0037]现在将仅参照附图通过示例对本发明的实施例进行描述，其中相似的部件用相同的附图标记表，附图中:
[0038]图1是根据本发明的示例性实施例的音/视频扩展装置的示意图；
[0039]图2是根据本发明的一个实施例的音频扩展板的示意图；
[0040]图3是图2的音/视频扩展装置的音/视频扩展方法的示意图
[0041]图4是图3的音频扩展板的工作流程图；
[0042]图5是根据本发明的示例性实施例的包括输出装置的输出系统的示意图；
[0043]图6是根据本发明的一个实施例的工业声音设备的意图。
【具体实施方式】
[0044]下面将参考示例性实施例来描述本发明的原理和精神。应当理解，描述这些实施例仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。
[0045]图1是根据本发明的示例性实施例的音/视频扩展装置的示意图；示出了一种音/视频扩展装置10，包括:至少一个输入信号端口 11，用于接收音/视频输入信号；基本输出信号端口 12,用于向功率放大器输出基于接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及至少一个扩展输出信号端口 13,用于转发基于接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。其中，第一音/视频输出信号通过声音放出设备/显示设备来放出声音/显示图像，而第二音/视频输出信号传输到另一音/视频扩展装置。
[0046]在一个实施例中，接收的音/视频输入信号可以被直接用作第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号，也可以经处理后再用作第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号。在一个实施例中，音/视频扩展装置还可以包括信号放大器，接收的音/视频输入信号通过该信号放大器放大后用作第二音/视频输出信号，以提供给至少一个扩展输出信号端口，以避免信号损失造成的信号质量下降。在另一个实施例中，音/视频扩展装置还可以包括音/视频处理芯片，接收的音/视频输入信号经该音/视频处理芯片处理后向基本输出信号端口提供第一音/视频输出信号和/或向至少一个扩展输出信号端口提供第二音/视频输出信号。
[0047]在一个实施例中，至少一个输入信号端口可以包括基本输入信号端口和扩展输入信号端口。进一步，扩展输入信号端口可以包括有线扩展输入接口和/或无线信号接收接口。相应地，至少一个扩展输出信号端口可以包括有线扩展输出接口和/或无线信号发射接口。在无线信号接口和/或无线信号发射接口存在的情况下，音/视频扩展装置还包括用于控制无线信号接收接口和/或无线信号发射接口的无线开关。
[0048]在以上所述的各种输入信号端口中，优先检测基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果有，将音/视频输入信号直接/处理后用作第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号，或放大后用作第二音/视频输出信号；如果没有，再检测扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号，如果有，则执行与上述相同的基于接收的音/视频输入信号确定第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号的过程。在无线开关打开的情况下，检测无线信号接收接口是否有音/视频输入信号，如果有，则除与上述相同的确定输出信号的过程外，还通过无线信号发射接口转发第二音/视频输出信号。
[0049]图2是根据本发明的一个实施例的音频扩展板的示意图。该音频扩展板100是音/视频扩展装置的一个例子，其包括声音信号输入接口 111、有线扩展输入接口 112和无线音频接收器113 (在一个实例中，与图1的输入信号端口 11对应)；基本输出接口 120 ;无线音频发射器131、有线扩展输出接口 131 (在一个实例中，与图1的扩展输出信号端口 13对应)；以及音频处理芯片140、以及无线开关150。
[0050]声音信号输入接口 111可以输入模拟声音信号，米用12S串行接口，其提供了与音频处理芯片的无缝连接，可连接至传统的PLC设备；该12S串行接口支持8、11.025、12、16、
22.05、24、32、48和96kHz等多种接口速率。声音信号输入接口 111也可以输入数字声音信号，采用数字音频接口时，音频数据可以采用16、20或24位三种数字格式。有线扩展输入接口 112为AUX音频接口，可扩展连接其他设备的输入音频信号。有线扩展输出接口 131也为AUX音频接口，可扩展输出音频信号到其他设备。
[0051]无线音频接收器113和无线音频发射器132分别用作无线信号接收接口和无线信号发射接口，均采用挪威Nordic半导体公司的nRF24Zl，这是一种单片式CD音质无线数字音频模块板，其能以24位48kHz的速度处理数字音频流，工作于2.4GHz自由频段，该频段在全世界几乎都是免费授权使用的。2.4GHz无线传输技术，也称为“2.4GHz非联排解决方案”，对比蓝牙、WiFi其优势在于1)带宽宽，能够传输CD品质的无线信号；2)抗干扰强，使用自动调频技术，工作时如果发现频段被占用，会自动跳到一个无人使用的频段；3)功耗低，在发射和接收时不需要连续工作。
[0052]音频处理芯片140内置有音频编码解码器，DAC(模数转换器)/ADC(数模转换器)、微控制器MCU以及数字音频放大器，负责扩展AUX输入和声音信号输入的模数转换和对无线音频接收器和无线音频发射器的控制，同时负责输出音频信号数模转换到基本输出接口 310以传输到内置功放。无线音频接收器113通过音频处理芯片140设置PIN脚，设置nRF24Zl为音频接收器状态，射频连接建立后，将收到的载波信号解调，并把数字音频信号解码转换到基本输出接口 120以传输至内置功放。无线音频发射器132也通过音频处理芯片140设置PIN脚，设置nRF24Zl为音频发射器状态，当射频连接建立后，用户可以通过音频发射器发射无线音频信号。
[0053]无线开关150用于开启无线音频传输功能。在无线开关关闭的情况下，当音频处理芯片140检测到声音信号输入接口(优先级高)或有线扩展输入接口有音频信号时，解析音频信号并将经解析的音频信号输出到连接至内置功放的基本输出接口 120，同时转发音频信号到有线扩展输出接口 131。在无线开关打开的情况下，当音频处理芯片检测到声音信号输入接口或无线音频接收器有音频信号时，解析音频信号或者控制无线音频接收器解析音频信号，并且将经解析的音频信号输出到连接至内置功放等的基本输出接口，同时控制无线音频发射器132发出音频信号。
[0054]图3是图2的音/视频扩展装置的音/视频扩展方法的示意图。在步骤S300中，从至少一个输入信号端口接收音/视频输入信号。在步骤S310中，通过基本输出信号端口向功率放大器输出基于接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及在步骤S320通过至少一个扩展输出信号端口转发基于接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。
[0055]其中基于音/视频输入信号确定第一和/或第二音/视频输出信号的模式包括以下三种:将音/视频输入信号直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号；将音/视频输入信号放大后用作第二音/视频输出信号；将音/视频输入信号处理后用作第一音/视频输出信号和/或第二音/视频输出信号。
[0056]在一个实施例中，接收音/视频输入信号的步骤包括从作为至少一个输入信号端口的基本输入信号端口或扩展输入信号端口接收音/视频输入信号。进一步，可以从作为扩展输入信号端口的有线扩展输入接口或无线信号接收接口接收音/视频输入信号。
[0057]在一个实施例中，转发第二音/视频输出信号的步骤包括从作为至少一个扩展输出信号端口的有线扩展输出接口或无线信号发射接口转发第二音/视频输出信号。
[0058]在一个实施例中，通过无线开关控制从无线信号接收接口接收音/视频输入信号和/或从无线信号发射接口转发第二音/视频输出信号。
[0059]在操作中，优先检测基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号；在无线开关打开的情况下，检测无线信号接收接口是否有音/视频输入信号，并且通过无线信号发射接口转发第二音/视频输出信号。
[0060]图4是图2的音频扩展板的工作流程图。系统初始化后，如果无线开关打开，则首先检测声音信号输入，如果有声音信号输入，则进行音频处理，对模拟声音进行编解码，利用ADC/DAC进行模数/数模转换，输出数字音频到有线扩展输出接口和连接至内置功放的基本输出接口，如果无声音信号输入，则进一步检测是否有无线音频接收，如果无线音频接收器有音频信号，则也进行音频处理，利用无线射频载波解调，然后利用ADC/DAC进行模数/数模转换，输出数字音频到连接至内置功放的基本输出接口，同时控制无线音频发射器，进行数字音频载波和射频发射。如果无线开关关闭，则首先检查是否声音信号输入，如果有声音信号输入，则进行音频处理，输出数字音频到有线扩展输出接口和连接至内置功放的基本输出接口，如果无声音信号输入，则进一步检测有线扩展输入接口是否有信号输入，如果有，则直接输出信号到有线扩展输出接口和基本输出接口。
[0061]图5是根据本发明的示例性实施例的输出系统的示意图。该输出系统500，包括信号源510 和至少两个输出装置520。该输出装置520包括输出终端521和音/视频扩展装置522(在一个实施例中，对应于图1的音/视频扩展装置10)。其中音/视频扩展装置的基本输出信号端口连接到输出终端以输出声音/图像。输出终端可以为喇叭、电视机、监视器等等。其中第一个输出装置的至少一个输入信号端口连接到信号源；并且其他的输出装置中的每一个的至少一个输入信号端口连接到非自身的输出装置，例如，第二输出装置的输入信号端口连接到第一输出装置的输出信号端口。输出装置之间可以采用串联或并联连接方式。
[0062]图6是根据本发明的输出系统的例性实施例的工业声音设备的意图。
[0063]该工业声音设备600包括PLC(可编程控制器)610及多个作为输出装置的喇叭620，用I/O电缆将PLC与其中一个喇叭，即该喇叭的音频扩展装置的扩展输入接口连接，使用音频电缆将喇叭串联连接，即音频电缆连接不同音频扩展装置的扩展输入接口、扩展输出接口，具体地，例如，第一个喇叭的扩展输出接口连接第二个喇叭的扩展输入接口，第二个喇叭的扩展输出接口连接第三个喇叭的扩展输入接口，在存在无线信号的情况下，通过一定算法可以控制无线信号在喇叭之间传输。如果机器或工厂中有许多喇叭，用户仅需要将PLC连接至一个喇叭，将其余喇叭通过音频电缆依次连接来扩大音量，而无需将每个喇叭都连接至PLC，从而PLC的I/O可以被节省用于其他用途。如果喇叭彼此相连，则这些喇叭可以被组装在较高或较低的地方以扩大音量。采用本发明的实施例，改变了传统多个声音设备需要分别与PLC、HMI等控制设备相连的方式，可以通过算法控制多个声音信息通过一个通道和多个声音设备相连，解决了长距离布线的问题。
[0064]在流水线非常长的情况下，如果用户采用音频扩展方式，在存在喇叭的地方，就存在声音，从而降低了成本。采用本发明的实施例可以在工厂任何地方安装本发明的声音设备，不受空间的限制，并且在大空间内扩大了声音的范围。
[0065]此外，由于采用2.4GHz无线音/视频技术集成传统的有线音/视频解决方案，可随意进行网络拓扑，可扩展声音传输距离、使用区域和使用场景。
[0066]已经出于示出和描述的目的给出了本发明的说明书，但是其并不意在是穷举的或者限制于所公开形式的发明。本领域技术人员可以想到很多修改和变体。
【主权项】
1.一种音/视频扩展装置，包括: 至少一个输入信号端口，用于接收音/视频输入信号； 基本输出信号端口，用于向功率放大器输出基于所述接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及 至少一个扩展输出信号端口，用于转发基于所述接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。2.根据权利要求1所述的音/视频扩展装置，其中所述接收的音/视频输入信号被直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号。3.根据权利要求1所述的音/视频扩展装置，还包括信号放大器，用于将所述接收的音/视频输入信号放大后用作所述第二音/视频输出信号，以提供给所述至少一个扩展输出信号端口。4.根据权利要求1所述的音/视频扩展装置，还包括音/视频处理芯片，用于将所述接收的音/视频输入信号处理后，向所述基本输出信号端口提供所述第一音/视频输出信号，和/或向所述至少一个扩展输出信号端口提供所述第二音/视频输出信号。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的音/视频扩展装置，其中所述至少一个输入信号端口包括基本输入信号端口和扩展输入信号端口。6.根据权利要求5所述的音/视频扩展装置，其中所述扩展输入信号端口包括有线扩展输入接口和/或无线信号接收接口。7.根据权利要求6所述的音/视频扩展装置，其中所述至少一个扩展输出信号端口包括有线扩展输出接口和/或无线信号发射接口。8.根据权利要求7所述的音/视频扩展装置，其中所述音/视频扩展装置还包括无线开关，用于控制所述无线信号接收接口和所述无线信号发射接口。9.根据权利要求6所述的音/视频扩展装置，其中所述音/视频扩展装置被配置为优先检测所述基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测所述扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号。10.根据权利要求8所述的音/视频扩展装置，其中所述音/视频扩展装置被配置为只有在所述无线开关打开的情况下，才检测所述无线信号接收接口是否有音/视频输入信号。11.根据权利要求8所述的音/视频扩展装置，其中所述音/视频扩展装置被配置为只有在所述无线开关打开的情况下，才通过所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。12.—种输出装置，包括输出终端和根据前述权利要求中的任一项所述的音/视频扩展装置； 其中所述音/视频扩展装置的基本输出信号端口连接到所述输出终端以输出声音/图像。13.一种输出系统，包括信号源和至少两个根据权利要求12所述的输出装置； 其中第一所述输出装置的至少一个输入信号端口连接到所述信号源；其他所述输出装置中的每一个的至少一个输入信号端口连接到非自身的所述输出装置中的一个的至少一个扩展输出信号端口。14.一种音/视频扩展方法，包括: 从至少一个输入信号端口接收音/视频输入信号； 通过基本输出信号端口向功率放大器输出基于所述接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；以及 通过至少一个扩展输出信号端口转发基于所述接收的音/视频输入信号确定的第二音/视频输出信号。15.根据权利要求14所述的音/视频扩展方法，其中将所述音/视频输入信号直接用作所述第一音/视频输出信号和/或所述第二音/视频输出信号。16.根据权利要求14所述的音/视频扩展方法，其中将所述音/视频输入信号放大后用作所述第二音/视频输出信号，以通过所述至少一个扩展输出信号端口输出。17.根据权利要求14所述的音/视频扩展方法，其中将所述音/视频输入信号处理后用作所述第一音/视频输出信号以通过所述基本输出信号端口输出和/或用作所述第二音/视频输出信号以通过所述至少一个扩展输出信号端口转发。18.根据权利要求14-17中的任一项所述的音/视频扩展方法，其中从作为所述至少一个输入信号端口的基本输入信号端口或扩展输入信号端口接收所述音/视频输入信号。19.根据权利要求18所述的音/视频扩展方法，其中从作为所述扩展输入信号端口的有线扩展输入接口或无线信号接收接口接收所述音/视频输入信号。20.根据权利要求19所述的音/视频扩展方法，其中从作为所述至少一个扩展输出信号端口的有线扩展输出接口或无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。21.根据权利要求20所述的音/视频扩展方法，其中通过无线开关控制从所述无线信号接收接口接收所述音/视频输入信号和/或从所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。22.根据权利要求21所述的音/视频扩展方法，其中优先检测所述基本输入信号端口是否有音/视频输入信号；如果没有，再检测所述扩展输入信号端口是否有音/视频输入信号。23.根据权利要求22所述的音/视频扩展方法，其中只有在所述无线开关打开的情况下，才检测所述无线信号接收接口是否有音/视频输入信号。24.根据权利要求22所述的音/视频扩展方法，其中只有在所述无线开关打开的情况下，才通过所述无线信号发射接口转发所述第二音/视频输出信号。
【专利摘要】本发明的实施例涉及一种音/视频扩展装置，该音/视频扩展装置包括：至少一个输入信号端口，用于接收音/视频输入信号；基本输出信号端口，用于向功率放大器输出基于接收的音/视频输入信号确定的第一音/视频输出信号；至少一个扩展输出信号端口，用于基于接收的音/视频输入信号确定的转发第二音/视频输出信号。通过该音/视频扩展装置，扩展了传统的声音/图像设备的使用区域和使用场景。本发明还涉及一种包括该音/视频扩展装置的输出装置和输出系统，以及一种音/视频扩展方法。
【IPC分类】H04N21/439, H04N21/41, H04N21/44, H04N21/426
【公开号】CN105491412
【申请号】CN201410480153
【发明人】马景川, 周柯
【申请人】施耐德电气工业公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
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