Аудио је саставни део многих иОТ апликација, укључујући потрошачке производе као што су звучници и слушалице, носиве и медицинске уређаје (нпр. Слушачке помоћи), апликације за слушне и индустријске контроле, забавне системе и аутомобилских инфотаинментних јединица.
ИОТ АУДИО може бити широко категорисан у три врсте: стриминг (тј. Музика, глас и податке), препознавање / команде и бежичности путем Блуетоотх и Ви-Фи повезивања (нпр. Стреаминг вишеканални аудио преко Ви-Фи-а на кућни сурроунд звучни систем). Међутим, дизајн висококвалитетних, непрекидних акустичких аудио подсистема може се изазвати када се инжењери морају придржавати строгих ограничења потребних за уређаје засноване на ИОТ-у.
Потребно је више сложених дизајна да укључе напредне функције као што су препознавање гласа, попут омогућавања управљачких програма да контролишу инфотаинмент систем у свом аутомобилу на исти начин без руку као и мобилни телефон. Пошто је МЦУ у срцу свих ових аудио система, важно је одабрати МЦУ који интегрише потребне аудио технологије потребне за дизајн поузданог аудио система без буке. Овај рад истражује аудио технологије које се могу користити за израду таквих система.
Компоненте аудио подсистема
ИОТ аудио укључује три главне активности: паре висококвалитетни глас / подаци, бежични пренос и контролу реорганизације гласа. Слика 1 приказује најважније грађевинске блокове у уграђеном систему.
Овај блок дијаграм приказује важније грађевинске блокове подсистема за обраду звука
Имајте на уму да се многе од ових функција могу интегрисати у савремени МЦУ, као што је Ципресс ЦИВ43907 са интегрисаним Ви-Фи 802.11н који се користи у овом примеру. Некна је важних аудио технологија које могу бити укључене у систем засноване на ИОТ-у укључују:
Музичке апликације
МЦУ-ови за аудио омогућавају инжењерима да декодирају МП3 / 4 стреами које користе најпопуларнији медијски плејери и провајдери садржаја. Многи дизајни такође морају да подрже ВМА и Аппле-ов ААЦ декодирање, која захтева додатну снагу обраде. У потрошачким аудио апликацијама се често могу користити нискобилни аудио МЦУ често управљати управљањем дигиталним музичким токовима из аудио додатака као што су сетови дигиталног звучника.
У овим апликацијама, оквир ПЦМ аудио података (инкапсулирана у УСБ аудио класу формата) стиже свака 1 мс кроз један од СПИ / И²Ц серијских канала процесора. У зависности од извора, аудио ток може стићи у једном од неколико формата (тј. Лево поравнано, исправно поравнати, И2С итд.). Међутим, неке ниске трошкове могу прихватити само одређене формате. У тим случајевима, МЦУ игра важну улогу у осигуравању да се подаци правилно ускладе пре него што се нахрани у кодек.
Будући да сви аудио извори користе исту стопу узорковања, кодек мора да прилагоди своју фреквенцију узорковања и на МЦУ на МЦУ да претвори узорков ток података у заједничку стопу података (види слику 2). У тим случајевима МЦУ мора управљати потоком да не би дошло до услова или преоптерећења који могу довести до мута, попова и аудио дисконтинуити који могу проузроковати губитак података и пореметити искуство слуса за слушање корисника. Имајте на уму да се аудио МЦУ такође може користити за спровођење других функција аудио подсистема, као што је контрола осветљења током репродукције звука.
Аудио МЦУ ће можда требати да изврши конверзију формата, прилагођавање узорка и управљање струјом, као и подршку аудио корисничке интерфејсе.
Да бисте имплементирали звук у широком спектру апликација, аудио МЦУ-а треба да подржи различите аудио технологије. Слика 3 приказује примере ових аудио технологија.
звучна технологија
Аудио кодеци
Аудио кодеци су главна предња компонента аудио система. Многи МЦУС изграђени за иОТ апликације подржавају функционалност кодек у хардверу. То омогућава да се систем смањи величина дигиталних аудио узорака да убрза бежични пренос (штеди енергију) и спрема простора за складиштење (смањујући напрезање капацитета интерне меморије). Кодек може да подржи разне стандардне формате звука као што су ААЦ, АЦ -3 и Алац. Да бисте то учинили, за то је потребна јединица за декодирање (АУ), која се спроводи пре било ког аудио накнадне обраде (нпр. Дсола, Сола). Када се користи са стандардним аудио форматама, као што је ААЦ, АЦ -3 и Алац, аудио категорисано је на такав начин да су наредни аудио узорци у прописаном формату наведеном у току АУДИО пакета података. Такође је успело да размак пакета омогућава минималан крствисед и непрекинути рад у присуству загушења. Величина АУ-а за коришћење омогућава извршење било ког прикривања које треба обавити.
Обрада опсега
Сигнал Басебанд је основна група фреквенција у аналогном или дигиталном таласном облику који се могу прерадити електронским кругом. Сигнал базе може се састојати од једне фреквенције или групе фреквенција или, у дигиталном домену, ток података посланих преко неплозираног канала. Басебанд је дефинисан као опсег (сигнал / други) помешан са носачем сигнала за производњу модулираног сигнала. Имајте на уму да у МЦУ-у који подржавају иот аудио аудио кодек интегрише прераду опсега и РФ на један чип. Аудио кодек се може применити у различитим бежичним примопредајницима како би се добила гласовна података и / или музичку функцију. Кодек такође садржи моно и стерео канале за аудио излаз, као и стерео инпуте.
Прикривање губитка пакета и репликација података
Прекомерна латенција, губитак пакета и висока латентна подршка може нарушити квалитет комуникације. Вероватноћа да се изненадни губитак пакета повећава са оптерећењем мреже и резултира прекидима које корисник може саслушати. Робусни аудио пренос преко Ви-Фи-ја може се побољшати напредним функцијама као што су технологија прикривања пакета за пакетирање пакета. Извор / пријемник системске архитектуре је следећи: један извор снима аудио, мултиплексе ПЦМ податке кроз структуру РТП стреам и синхронизује сат са свим пријемницима повезаним на извор ПЛЦ-а.
Имајте на уму да перформансе комуникацијске везе зависи од квалитета перформанси буџета везе. Овај буџет за повезивање одређује се три фактора: преносне снаге, преношење антене и добијате добитак антене. На пример, поуздана комуникација преко 802.11 мреже је могућа ако је снага стазе у минусу губитак расположивог простора већа од минималног нивоа примљеног сигнала пријемног радија (види слику 4).
Перформансе комуникацијске везе зависи од квалитета перформанси буџета за повезивање
Појачање разумљивости говора (СИ)
Позадински шум у аудио систему може смањити разумљивост говора. Ако бука прелази одређени ниво, говор је можда тешко да корисник разуме. Доступност континуираног препознавања говора у реалном времену на уграђеним уређајима захтева систем који повећава разумљивост говора оштећеног буке. Одабир МЦУ-а који подржава преношење и оптимизацију уобичајеног високог речника континуирано препознавање говора (ЛВЦСР) може поједноставити развој.
Детекција фразе буђења
Ова напредна функција омогућава корисницима да се баве системом без употребе активирањем уређаја својим гласом.
Ефикасан мултраст на једном или више звучника
Мултицастинг је метода мреже који се користи за слање порука групи циљева истовремено користећи најефикаснију стратегију. Поруке се испоручују само једном кроз сваку везу у мрежи, а копије се креирају само када се следећа веза подели на више одредишта, обично на мрежним прекидачима и рутерима. Међутим, као што је кориснички датаграм протокол (УДП), Мултицаст не гарантује испоруку тока порука, што може довести до посла и неорганизована испорука поруке. Поуздан мултицаст (РМЦ) даје признања за пакете за вишеструке пакете (само пакете) тако да се одређени посебни пакети за вишеструке мултицаст могу поуздано испоручити. Одашиљач одабире пријемник са најслабијим РССИ-ом да призна оквир. У малом окружењу, имплементација РМЦ-а значи да Ви-Фи предајник бира једног од многих Ви-Фи пријемника за потврду пријем оквира. Одашиљач одабире пријемник са најслабијим РССИ-ом да призна оквир. Примена користи оперативни оквир који садржи власничке РМЦ информативне елементе за обавештавање и омогућавање признања. Имплементација такође садржи РМЦ-ове команде ВИ-ФИ драјвера за постављање МАЦ адресе МУЛТИЦАСТ и омогућити и онемогућити РМЦ.
За аудио и видео са фиксним и симетричним кашњењима преноса, испуњени су потребе за синхронизацијом времена; На пример, РМЦ се може ослонити на веома тачна времена и синхронизације за глатко пренос ћелија до ћелија у ћелији података о гласовима, видео и мобилним подацима. Постизање високо тачног и прецизног времена није лако са техничког становишта, тако да је важно пронаћи имплементације које се могу верификовати да би се испунили захтеви за пријаву.
Формати уоквирења, прослеђивање исправке грешке и репликација пакета
За аудио стреаминг је критичан да је сат синхронизован са свим Ви-Фи пријемницима. Један приступ је да се користи заједнички сат за изворне и пријемнике, који се често назива зидни сат или системски сат (СТЦ). Прво, сваки пријемник (пријемник) синхронизује свој СТЦ (зидни сат) са Извор / Транслатер'с Стц (Мастер зидни сат). Сваки пријемник сада може да врати сат предајника, јер је временска ознака која је убачена извором (доступна у продуженом заглављу сваког РТП пакета) одражава узорни тренутак медија у односу на заједнички сат.
СТЦ се заснива на вредностима Грандмастер Цлоцк наличених у спецификацији 802.1. Пошто су сви уређаји за пријемнике свесни корелације између Стц-а и медијског сата изворног уређаја (јер се односи на РТП или медијску временску ознаку), сваки пријемник може реконструисати копију РТП Медиа Цломера изворног уређаја и редовиће своје производње у складу с тим да је у складу с тим у складу с тим речено. Транспарентно свлачење је место где је хардвер / уцоде могла да вам је примљено и преношено време и преношено што ближе Мац / Пхи интерфејсу. Иако се ова вредност сата не користи за репродукцију, може се користити за мерење Јиттер-а у целом систему и обављати потпуну анализу перформанси.
Пример паметног кућног аудио система
Да бисте разумели иот звук у контексту, узмите у обзир паметни кућни пример и улога аудио може да игра у побољшању укупне функционалности паметног кућног система. Дома постаје паметан дом када уређаји и уређаји у њему могу комуницирати једни са другима и људима који тамо живе. Повећавањем наше интерконективности, паметне куће побољшавају наш квалитет живота и повећавају нашу сигурност.
Један од главних случајева употребе звука у паметном дому је чување и дељење звука преко Ви-Фи-ја или Блуетоотх-а. Избор Ви-Фи-а преко Бле-а варира од примене и зависи од потреба квалитета звука и аудио квалитета. На пример, кућни контролер може да игра одређени звук у свакој соби куће ако неко звони на вратима на вратима, а не само прикључивање звона у једном делу куће. Слично томе, регулатор може ограничити звук на одређене собе, као што нису у вртићу за бебе. Уграђени контролори помажу у обради овог звука и да систем постане паметније управљањем различитим функцијама излазне контроле.
Репродукција аудио система
Реплаи аудио системи постали су важна примена на аудио тржишту. Бежични аудио репродуцијски системи су у срцу паметног дома, доносећи много различитих паметних уређаја у кући и доношење интелигентних одлука у име корисника. На пример, аудио систем може да контролише обрасце осветљења у кући заснованој на музици која се тренутно свира. Такође може да користи претворбу текста до говора да прочита корисничке обавештења или е-пошту наглас наглас. Корисници такође имају могућност стварања зона у вишесобно аудио систему коришћењем умрежаваних аудио уређаја, као што су бежични звучници у различитим собама куће. Овај приступ ствара цео екосистем да би се осигурало да дом увек делује на врхунској ефикасности док минимизира интеракције са људима који тамо живе. Да бисте креирали такав екосистем, иОТ дизајнери морају да одаберу уграђени микроконтролер са правим перформансама и аудио функцијама које су оптимизоване за иОТ апликације.
Дигитални ефекти обраде сигнала
Обрада аудио сигнала у дигиталном домену је важан део било ког аудио система пре преношења аудио података преко бежичне везе. Ова обрада обично укључује мерење, филтрирање и / или компримирање аудио аналогног сигнала. Уграђени МЦУ са интегрисаном ДСП функционалношћу омогућавају ефекте као што су додатак дигиталног миксера и подршке функцијама даљинског управљања. Са 5- бенд Екуализер за сваки канал, репродукција звука може бити паметно интегрисана са већином секвенцерских апликација за креирање моћног студијског система.