一种用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统

技术领域

本发明属于教育行业的智能教具设备技术领域，具体涉及一种用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统。

背景技术

教育行业的教育场所通常同时设置有多个培训教室，每个培训教室需要分别设置智能白板和无线麦克风，以便分别展示和讲解教学培训知识；由于多个培训教室通常相邻设置，多个培训教室的多个无线麦克风与多个智能白板之间易产生串扰；传统技术中采用UHF频段对ID地址进行分配，虽然能够可靠地防止串扰，但是对于产品的生产技术水平和设备的安装调试技术水平要求比较高，操作不方便；现有技术中采用2.4GHz全数字方案解决防止串扰的问题，虽然结构相对比较简单，但是在相邻两个教室间如果遇到同时配对的情况，仍然会产生误连接。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统，能够可靠防止不同教室的麦克风与智能白板产生串扰，不需要特意区分设备，结构简单紧凑，操作简便快捷，简化安装调试工作量。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统，包括有无线接收电路和无线发射电路；所述无线发射电路设置于麦克风的第一PCB基板上，所述无线接收电路设置于智能交互一体机内部的第二PCB基板上；

所述无线发射电路用于传输数字通讯射频信号和红外信号；

所述无线接收电路用于接收数字通讯射频信号和红外信号。

进一步地，所述无线发射电路和所述无线接收电路设置有一对射频收发主控芯片；

所述无线发射电路和所述无线接收电路通过一对射频收发主控芯片实现数字通讯射频信号和红外信号的配对传输。

进一步地，所述无线发射电路包括有无线发射主控模块和红外发射器；

所述无线发射主控模块采用第一射频收发主控芯片U11，红外发射器的TX-IR发射控制端连接至第一射频收发主控芯片U11的第41号TX-IR输入输出控制端口。

进一步地，所述红外发射器的覆盖范围为1～3米。

进一步地，所述第一射频收发主控芯片U11连接有咪头和天线，天线连接至第一射频收发主控芯片U11的第1号ANT引脚，咪头连接至第一射频收发主控芯片U11的第22号MBIAS引脚和第23号MICI引脚；咪头连接线和天线连接线分别从第一PCB基板的两端引出。

进一步地，所述无线发射电路还包括有TYPEC充电数据模块、状态提示灯模块和耐高压充电模块。

进一步地，所述无线接收电路包括有无线接收主控模块和红外接收器；

所述无线接收主控模块采用第二射频收发主控芯片U21，红外接收器的PD12输出端连接至第二射频收发主控芯片U21的第10号PD12输入输出控制端口。

进一步地，所述第二射频收发主控芯片U21连接有天线与双声道输出单元；所述天线连接至第二射频收发主控芯片U21的第1号ANT引脚，双声道输出单元连接至第二射频收发主控芯片U21的第30号DACL引脚和第32号DACR引脚；天线连接线和双声道输出单元分别从第二PCB基板的两端引出。

最后，所述无线接收电路还包括有降压模块，所述降压模块包括有同步降压调节器芯片U22；

所述同步降压调节器芯片U22的第6号SW引脚连接至电池BAT，第1号BS引脚通过第二电容C2也连接至第6号SW引脚，第3号FB引脚经第六电阻R6和第二十二电阻R22也连接至第6号SW引脚；

同步降压调节器芯片U22的第2号GND引脚并联连接有第一排针端子和第三排针端子，第一排针端子和第三排针端子经第一电阻R1连接至电池BAT，或者第一排针端子和第三排针端子经第三电阻R3连接至直流电源输入接口DCIN；

同步降压调节器芯片U22的第4号EN引脚作为ON/OFF开关连接至第二射频收发主控芯片U21的第9号PWRKEY引脚；

同步降压调节器芯片U22的第5号IN引脚也连接至直流电源输入接口DCIN。

本发明的有益效果为：

一种用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统，包括无线接收电路和无线发射电路；无线发射电路设置于麦克风的第一PCB基板上，无线接收电路设置于智能交互一体机内部的第二PCB基板上；无线发射电路传输数字通讯射频信号和红外信号；无线接收电路用于接收数字通讯射频信号和红外信号；当前麦克风若不能通过常规2.4GHz数字通讯技术与当前智能白板配对匹配，则通过麦克风的第一PCB基板上的无线发射电路发射红外信号，利用红外对码的不可穿墙特性，从而强制与当前智能白板的第二PCB基板上的无线接收电路实现配对匹配。能够可靠防止不同教室的麦克风与智能白板产生串扰，不需要特意区分设备，结构简单紧凑，操作简便快捷，简化安装调试工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路的TYPEC充电数据接口原理结构示意图；

图2是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路的耐高压充电模块原理结构示意图；

图3是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路的电池焊接点原理结构示意图；

图4是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路的硬件开/关原理结构示意图；

图5是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路的程序调试测试点原理结构示意图；

图6是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路的无线发射主控模块原理结构示意图；

图7是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路的状态提示灯原理结构示意图；

图8是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路的按键模块原理结构示意图；

图9是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线接收电路的降压模块原理结构示意图；

图10是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线接收电路的TP10测试电源节点原理结构示意图；

图11是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线接收电路的状态提示灯原理结构示意图；

图12是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线接收电路的程序升级调试测试点原理结构示意图；

图13是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线接收电路的无线接收主控模块原理结构示意图；

图14是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路原理结构示意图；

图15是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线接收电路原理结构示意图；

图16是本发明实施例一用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统的无线麦克风硬件结构示意图；(a)为正视图；(b)为左视图；(c)为右视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1～16所示，本发明为了提供一种用于智能交互一体机的无线麦克风防串扰控制系统，整体策划方案为：以现有技术的每个教室都配备的智能电子白板的机械结构和控制系统为基础，借助现有技术智能电子白板的安装结构、电源系统和红外接收头进行适应性改进，并配置头戴式无线麦克风。

在头戴式无线麦克风内部设置第一PCB基板，在智能电子白板内部空间的电气安装板上的空置区域设置第二PCB基板；本发明用于智能电子白板的无线麦克风防串扰控制系统，包括无线接收电路和无线发射电路；无线发射电路设置在头戴式无线麦克风内部的第一PCB基板上，无线接收电路设置于智能电子白板内部的第二PCB基板上；智能电子白板直接采用现有技术中的智能电子白板结构，也即本发明用于智能电子白板的无线麦克风防串扰控制系统的无线接收电路和第二PCB基板可以直接结合设置在现有技术中的智能电子白板基础结构上。头戴式无线麦克风的硬件结构如图16所示，图中1为M键，2为头戴卡箍，3为麦克风，4为耳机式外壳，5为音量调节键，6为TYPCE充电数据接口，7为电源开关，8为状态提示灯；在耳机式外壳内部可以安装第一PCB基板和电池。

附图中未示出耳机式外壳内部的第一PCB基板和电池结构特征，也未示出智能电子白板、其内部的电气安装板上的空置区域以及第二PCB基板的具体结构特征，具体结构可按照现有技术中的常规技术方案进行适应性选择。

通过无线发射电路可以传输数字通讯射频信号和红外信号；通过无线接收电路可以接收数字通讯射频信号和红外信号。在正常情况下当前头戴式无线麦克风可以通过传输数字通讯射频信号与当前智能电子白板实现自动配对匹配；若当前头戴式无线麦克风不能与当前智能电子白板实现正常配对匹配，则当前头戴式无线麦克风可以利用红外对码的不可穿墙特性，基于现有技术中的智能电子白板自带红外接收头的结构基础，通过发射红外信号与智能电子白板实现强行配对匹配。

即使智能电子白板未配置红外接收头，也可以通过第二PCB基板增设红外接收器。

具体可以在无线发射电路和无线接收电路设置一对相同规格型号或者不同规格型号的射频收发主控芯片；无线发射电路和无线接收电路通过一对射频收发主控芯片实现数字通讯射频信号和红外信号的配对传输。结构简单紧凑，操作方便，成全低廉，占用空间少。具体可以在无线发射电路和无线接收电路设置相同型号规格或者不同规格型号的一对射频收发主控芯片，具体可以采用内部具有mcu核的2.4GHz、5.8GHz等频率的数字通讯芯片。

实施例一的具体技术方案如下：

实施例一的智能交互一体机具体基础结构为现有技术中的智能电子白板。

实施例一的无线发射电路传输数字通讯射频信号和红外信号的主要结构为无线发射主控模块和红外发射器；无线发射主控模块的核心结构采用一颗第一射频收发主控芯片U11，红外发射器的TX-IR发射控制端连接至第一射频收发主控芯片U11的第41号TX-IR输入输出控制端口。

红外发射器的覆盖范围可以设置10米以内，以确保近场配对模式和近场配对效果。红外发射器的覆盖范围具体可以设置在1～3米，实施例一中的红外发射器的覆盖范围为1米。

在第一射频收发主控芯片U11上连接咪头和天线，天线连接至第一射频收发主控芯片U11的第1号ANT引脚，咪头连接至第一射频收发主控芯片U11的第22号MBIAS引脚和第23号MICI引脚；咪头连接线和天线连接线分别从第一PCB基板的两端引出。

无线发射电路还设置TYPEC充电数据模块、程序升级调试测试点、电池焊接点、硬件开/关、按键电路、状态提示灯模块和耐高压充电模块，通过TYPEC充电数据模块可以经TYPCE充电数据接口为电池充电。TYPEC充电数据模块、程序升级调试测试点、电池焊接点、硬件开/关、按键电路、状态提示灯模块和耐高压充电模块的各自具体电路原理结构和逻辑控制方法均可直接采用现有技术中的常规结构和常规方法。

第一射频收发主控芯片U11连接有咪头和天线，天线连接至第一射频收发主控芯片U11的第1号ANT引脚，咪头连接至第一射频收发主控芯片U11的第22号MBIAS引脚和第23号MICI引脚；使得咪头和天线分别从第一PCB基板的两端引出。第一PCB基板为长方形结构；无线发射主控模块如图6所示，天线连接线从第一射频收发主控芯片U11的第1号ANT引脚引出后，沿着向左的方向延伸；咪头连接线从第一射频收发主控芯片U11的第22号MBIAS引脚和第23号MICI引脚引出后，沿着向下向右的方向延伸；第一射频收发主控芯片U11固定焊接于第一PCB基板上后，天线连接线和咪头连接线分别从第一PCB基板的长度方向的两端引出，从而使得天线和咪头之间的间隔距离达到最远。

在实际使用操作过程中本发明用于智能电子白板的无线麦克风防串扰控制系统的无线发射电路通过头戴式无线麦克风硬件结构支撑安装应用，硬件结构具体包括第一PCB基板、耳机式外壳、头戴卡箍和麦克风，构成头戴式无线麦克风结构；第一PCB基板固定限位安装在耳机式外壳内部，头戴卡箍连接至外壳上端，麦克风连接至外壳下端，从而实现天线连接线和咪头连接线分别从第一PCB基板的长度方向的两端引出。

进一步地，实施例一的无线接收电路接收数字通讯射频信号和红外信号的主要结构为无线接收主控模块和红外接收器；无线接收主控模块的核心结构采用一颗第二射频收发主控芯片U21，红外接收器的PD12输出端连接至第二射频收发主控芯片U21的第10号PD12输入输出控制端口。

第二射频收发主控芯片U21连接天线以接收数字通讯射频信号和红外信号，并进行音频解码处理后通过双声道输出单元(输出接口)LINE-OUT输出模拟信号到扬声器等音频设备。

天线连接至第二射频收发主控芯片U21的第1号ANT引脚，双声道输出单元连接至第二射频收发主控芯片U21的第30号DACL引脚和第32号DACR引脚；天线连接线和双声道输出单元分别从第二PCB基板的两端引出。

无线接收电路还设置降压模块、TP10测试电源节点和程序升级调试测试点，降压模块、TP10测试电源节点和程序升级调试测试点的各自具体电路原理结构和控制方法均可以直接采用现有技术中的相关电路和控制方法。

本例中的降压模块的核心结构为一颗同步降压调节器芯片U22；同步降压调节器芯片U22的第6号SW引脚连接至电池BAT，第1号BS引脚通过第二电容C2也连接至第6号SW引脚，第3号FB引脚经第六电阻R6和第二十二电阻R22也连接至第6号SW引脚；

同步降压调节器芯片U22的第2号GND引脚并联连接有第一排针端子和第三排针端子，第一排针端子和第三排针端子经第一电阻R1连接至电池BAT，或者第一排针端子和第三排针端子经第三电阻R3连接至直流电源输入接口DCIN；同步降压调节器芯片U22通过两个DCIN端口连接至现有技术中智能交互一体机的主控制板上，本例中的智能交互一体机为智能白板，通过现有技术中的智能白板主控制板同时为无线接收电路提供电源。

同步降压调节器芯片U22的第4号EN引脚作为ON/OFF开关连接至第二射频收发主控芯片U21的第9号PWRKEY引脚；

同步降压调节器芯片U22的第5号IN引脚也连接至直流电源输入接口DCIN。

在实际使用操作过程中本发明用于智能电子白板的无线麦克风防串扰控制系统的在线接收电路直接在现有技术中的智能白板硬件结构基础上进行适应性改进安装应用，利用现有技术中的智能白板硬件结构内部的空置区域设置第二PCB基板，第二PCB基板也为长方形结构；天线接收主控模块如图13所示，第二射频收发主控芯片U21连接有双声道输出单元和天线，天线连接至第二射频收发主控芯片U21的第1号ANT引脚，双声道输出单元连接至第二射频收发主控芯片U21的第30号DACL引脚和第32号DACR引脚；天线连接线和双声道输出单元分别从第二PCB基板的两端引出，如图13所示，天线连接线自第二射频收发主控芯片U21的第1号ANT引脚沿着水平方向向左延伸，双声道输出单元自第二射频收发主控芯片U21的第30号DACL引脚和第32号DACR引脚沿着水平方向向右延伸，从而使得天线和双声道输出单元之间的间隔距离达到最远。

最后，第一射频收发主控芯片U11与第二射频收发主控芯片U21采用相同规格型号的射频收发主控芯片；

第一射频收发主控芯片U11与所述第二射频收发主控芯片U21也采用相同规格型号的晶振。

使用过程中，双击当前头戴式无线麦克风的M键，进入1米范围内的近场配对模式，此时状态提示灯闪烁，进入自动配对模式；当前头戴式无线麦克风内部第一PCB基板上的无线发射电路首先通过2.4GHz数字通讯技术传输数字通讯射频信号与智能电子白板内部第二PCB基板上的无线接收电路配对匹配。实施例一中以2.4GHz数字通讯技术为主，但不仅仅局限于2.4GHz，其他5.8GHz等频率数字通讯同样可以适用。

若当前头戴式无线麦克风上的状态提示灯点亮，则说明当前头戴式无线麦克风已经与智能电子白板成功配对匹配；若当前智能电子白板能够正常接收输出到当前头戴式无线麦克风的语音信息，则说明当前头戴式无线麦克风与当前智能电子白板成功配对匹配，可以正常使用。

若当前智能电子白板不能接收输出当前头戴式无线麦克风的语音信息，则说明发生串扰，当前头戴式无线麦克风与其他智能电子白板误配对匹配；此时可长按M键，强制启动当前头戴式无线麦克风的红外发射器发射红外信号，当前头戴式无线麦克风与当前智能电子白板强行配对匹配，状态提示灯点亮。

本发明用于智能电子白板的无线麦克风防串扰控制系统，包括无线接收电路和无线发射电路；无线发射电路设置于麦克风的第一PCB基板上，无线接收电路设置于智能电子白板内部的第二PCB基板上；无线发射电路传输数字通讯射频信号和红外信号；无线接收电路用于接收数字通讯射频信号和红外信号；当前麦克风若不能通过常规2.4GHz数字通讯技术与当前智能白板配对匹配，则通过麦克风的第一PCB基板上的无线发射电路发射红外信号，利用红外对码的不可穿墙特性，从而强制与当前智能白板的第二PCB基板上的无线接收电路实现配对匹配。能够可靠防止不同教室的麦克风与智能白板产生串扰，不需要特意区分设备，结构简单紧凑，操作简便快捷，简化安装调试工作量。

无线发射电路注意事项：

+PD12接红外信输入引脚；

+需预软件升级测试点，软件调试测试点，PD11为打印口预留测试点；

+ON/OFF为指定开关机引脚；PDO引脚为软件升级引脚，优先引出到按键，方便后续成品升级；

+PCB布局时注意预留好天线净空区，以免影响距离；

+天线做50欧姆匹配阻抗板；

+咪头位置尽量远离天线；

+注意分割模拟地与数字地单点接地；

+TX/RX晶振使用同品牌24MHZ，9pF±10ppm。

本发明就是为了达到既简单便捷，不需要特意做设备区分以及给安装调试带来更大的工程量；而且又能可靠地防止教室间的串扰。

本发明就是为了达到既简单便捷，不需要特意做设备区分以及给安装调试带来更大的工程量；而且又能可靠地防止教室间的串扰。

本发明以2.4GHz数字通讯技术为主，以红外锁频为辅，利用数字传输锁频的便捷性外加红外对码的不可穿墙特性相结合，实现简单便捷又可靠的无线麦克风对频、锁频。

双击麦克风的M键进入1米范围内近场配对模式，此时连接指示灯闪烁，自动配对。

如果3S内配对失败，红外头在1米范围内对准接收机红外，红外辅助配对。

配对成功，指示灯常亮。

教学用的智能白板自身就带有红外接收头，我们的麦克风接收板就可以共用智能白板系统的电源和红外接收头。

实现了无线麦克风对频、锁频的便利性和可靠性系统。

无线接收电路注意事项：

+PD12接红外信输入引脚；

+需预软件升级测试点，软件调试测试点，PD11为打印口预留测试点；

+ON/OFF为指定开关机引脚。PDO引脚为软件升级引脚，优先引出到按键方便后续成品升级；

+PCB布局时注意预留好天线净空区，以免影响距离；

+天线做50欧姆匹配阻抗板；

+咪头(DACL/DACR左声道右声道)位置尽量远离天线；

+注意分割模拟地与数字地单点接地；

+TX/RX晶振使用同品牌24MHZ，9pF±10ppm。

以上内容仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本发明不局限于上述可选实施方式，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，不论在其形状或结构上作任何变化，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。