拾音灯设备和拾音灯设备系统的制作方法

本发明涉及智能照明，特别涉及一种拾音灯设备和拾音灯设备系统。

背景技术：

1、随着智能照明技术的发展，音乐同步拾音灯因其能够营造沉浸式氛围而广泛应用于家庭娱乐、舞台演出及商业展示等场景。目前，市面上主流的同步拾音灯系统通常采用“拾音主机和灯光从机”的主从控制架构，该类系统包括一个独立的主机和多个灯光从机，其工作原理是拾音主机采集环境音频信号并进行分析后，通过2.4g无线或有线方式向各从机发送控制指令以驱动声光同步。然而，这种主从架构在实际应用中存在缺陷：系统部署复杂，主机必须放置在最佳音源位置，从机安装受限于主机位置及信号覆盖，一旦环境布局改变需重新布线或调整主机，无法满足即插即用的需求；存在单点故障风险，主机是整个系统的枢纽，一旦主机因断电或硬件故障失效，所有从机将立即失控导致全网瘫痪，严重影响系统的鲁棒性和可靠性；音频传输延迟与同步精度受限，在无线传输场景下，数据包传输和重传机制导致多台从机之间存在毫秒级响应延迟，在快节奏音乐下会产生灯光“拖影”或“不同步”现象，破坏声光同步的实时性与沉浸感；硬件成本高且系统扩展性差，主机需配置高性能mcu及射频芯片，成本远高于从机，同时传统通信协议限制从机最大连接数量（如ble通常限7至8个），难以支持大规模灯光组网的应用场景。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种拾音灯设备和拾音灯设备系统，旨在解决传统主从式架构中存在的单点故障、同步延迟及扩展性差等问题。

2、为实现上述目的，本发明提出的拾音灯设备，应用于拾音灯设备系统，所述拾音灯设备系统包括多个所述拾音灯设备，单个所述拾音灯设备包括：

3、外部电源连接端，用于接入外部电压；

4、电池；

5、麦克风输入电路，用于采集声音信号并放大输出；

6、控制电路，所述控制电路与所述麦克风输入电路的输出端电连接；

7、2.4g射频电路，所述2.4g射频电路与所述控制电路连接，所述2.4g射频电路，用于实现2.4ghz无线接收和发送；

8、led驱动电路，所述led驱动电路的输入端与所述控制电路连接，所述led驱动电路，用于根据所述控制电路输出的灯光控制信号驱动led灯珠发光；

9、其中，所述控制电路，用于接收所述麦克风输入电路输出的音频信号，对所述音频信号执行快速傅里叶变换以提取音频特征参数，并将所述音频特征参数构建状态数据包；

10、所述控制电路，还用于将所述状态数据包通过所述2.4g射频电路以广播模式发送给其他拾音灯设备，通过所述2.4g射频电路接收所述其他拾音灯设备发送的所述状态数据包；

11、所述控制电路，还用于根据自身拾音灯设备的音频特征参数与所述其他拾音灯设备的音频特征参数进行加权融合计算，生成所述灯光控制信号并输出至所述led驱动电路。

12、在一实施方式中，所述加权融合计算包括：

13、所述控制电路通过所述2.4g射频电路接收所述状态数据包的情况下，获取所述状态数据包的接收信号强度指示值；

14、所述控制电路根据所述接收信号强度指示值确定所述其他拾音灯设备的音频特征参数在所述加权融合计算中的权重，所述接收信号强度指示值越大，所述权重越大。

15、在一实施方式中，所述状态数据包包括：

16、所述拾音灯设备的设备标识、时间戳、所述音频特征参数以及校验码。

17、在一实施方式中，所述控制电路通过所述2.4g射频电路接收所述其他拾音灯设备发送的所述状态数据包后，提取所述时间戳，并根据所述时间戳校准自身时钟，使所述拾音灯设备与所述其他拾音灯设备同时输出所述灯光控制信号。

18、在一实施方式中，所述拾音灯设备还包括充电电路；

19、所述充电电路的输入端与所述外部电源连接端连接，所述充电电路的输出端与所述电池连接；

20、所述充电电路，用于给所述电池充电。

21、在一实施方式中，所述拾音灯设备还包括第一ldo稳压电路和第二ldo稳压电路；

22、所述第一ldo稳压电路的输入端、所述第二ldo稳压电路的输入端分别与所述电池连接，所述第一ldo稳压电路的输出端分别与所述麦克风输入电路和所述控制电路电连接，所述第二ldo稳压电路的输出端与所述2.4g射频电路连接；

23、所述第一ldo稳压电路，用于将所述电池的电压稳压后为所述麦克风输入电路和所述控制电路供电；

24、所述第二ldo稳压电路，用于将所述电池的电压稳压后为所述2.4g射频电路供电。

25、在一实施方式中，所述拾音灯设备还包括电压检测电路；

26、所述电压检测电路的输入端与所述电池连接，所述电压检测电路的输出端与所述控制电路连接；

27、所述电压检测电路，用于检测所述电池电压并将检测信号发送至所述控制电路。

28、在一实施方式中，所述拾音灯设备还包括按键检测电路；

29、所述按键检测电路的输出端与所述控制电路电连接；

30、所述按键检测电路，用于检测触摸按键操作并发送触发信号至所述控制电路。

31、在一实施方式中，所述拾音灯设备还包括led级联输出电路；

32、所述led级联输出电路的输入端与所述led驱动电路的输出端连接；

33、所述led级联输出电路包括多颗级联连接的所述led灯珠，所述多颗led灯珠依次级联，用于根据所述led驱动电路输出的所述灯光控制信号逐级传输并显示灯光效果。

34、本发明还提出一种拾音灯设备系统，包括如上述中任一项所述的拾音灯设备。

35、本发明的技术方案通过设置外部电源连接端、电池、麦克风输入电路、控制电路、2.4g射频电路和led驱动电路，使单个拾音灯设备自身具备音频采集、特征提取、无线通信和灯光输出的能力。控制电路对麦克风输入电路采集的音频信号执行快速傅里叶变换以提取音频特征参数，使拾音灯设备无需依赖外部主机即可独立完成音频分析，实现拾音灯设备的即插即用与随意摆放；通过将音频特征参数构建为状态数据包并以广播模式发送给其他拾音灯设备，同时接收其他设备发送的状态数据包，使每个拾音灯设备均具备独立对外通信和获取外部信息的能力，拾音灯设备之间可直接通信而无需经过中心节点转发，当网络中部分设备离线或失效时其余拾音灯设备仍可继续相互通信，消除现有主从架构中因中心主机失效而导致全网宕机的单点故障风险；控制电路根据自身音频特征参数与其他拾音灯设备的音频特征参数进行加权融合计算并生成灯光控制信号，使每个拾音灯设备均能独立进行综合判断与决策，在不同条件下自动选择以自身音源为主还是以其他拾音灯设备音源为主，使网络中的多个拾音灯设备能够收敛到相同的音频参考基准，在无中心主机的条件下实现多拾音灯设备间的同步，有效消除传统主从架构中因指令逐级转发产生的级联延迟和灯光“拖影”现象；所有拾音灯设备的硬件配置相同，无需区分高成本的主机与低成本的从机，无需额外配置中心节点或升级主机硬件。