基于设备状态检测实现OTT BOX声音的智能输出

【摘要】随着电视机起来越薄，其声音较难达到使人满意的效果。因此看电视时使用功放及音箱提高声音的质量已成为很多家庭的选择，但使用时手动选择声音输出到电视或功放是一件较烦琐的事。本文介绍基于设备的状态检测，实现ott盒子的声音智能输出到电视或功放的软硬件相关设计。

【关键词】OTT box；声音；智能输出

随着显示技术的进步，电视朝着轻薄的方向发展，一方面电视在视觉效果上不断改进，无论是分辨率、清晰度还是色彩方面都在不断优化，另一方面，由于空间的限制，声音效果却不是很好，甚到比老款的电视还差。因此，看电视时使用功放及音箱提高声音的质量已成为很多家庭的选择，但手动选择声音输出到电视或功放是一件较烦琐的事。近几年，随着互联网技术的不断发展，在内容平台、互联网企业及运营商的共同推动下，OTT（Over The Top）市场开始呈现高速发展的态势，成为继有线数字电视、IPTV之后，数字电视领域最为强劲的一股力量。OTT BOX由于可满足用户对视频节目的多样化需求，逐渐走进千家万户[1][2]。

为解决使用OTT BOX观看电视或其它内容时手动切换声音输出的不便，本文使用霍尔感应芯片设计相关电路，检测功放交流工作电流，通过程序控制OTT BOX的声音输出，实现声音输出的智能化[3][4][5]。

1.设计要求

OTT BOX支持网络输入、HDMI输出、USB输入、音乐、游戏、资讯、相册、地图等诸多功能，在此不再赘述。当OTT BOX开机，电视机、功放在不同的工作状时，OTT BOX音频输出要求如表1所示。

2.设计实现

实现声音的智能输出的功能框图如图1所示，图1中，功放工作电流检测模块负责检测功放设备的工作状态。设计时将霍尔感应芯片的两个交流检测引脚串联到功放的AC220V供电线，当功放处于开机状态时，有AC220V电流流过霍尔感应芯片检测引脚，芯片通过霍尔效应将交变的电流信号变为交变的电压信号，该信号经过放大、比较、滤波等电路处理后，由功放工作电流检测模块输出高电平到OTT BOX处理器的GPIO（通用输入输出）引脚；而当功放处于关机状态时，功放没耗电，霍尔感应芯片检测脚没电流流过，因此功放工作电流检测模块输出为低电平。处理器根据功放工作电流检测模块输出的电平控制音视频处理单元对音视频进行不同的分配，以满足表1的要求。

图1 功能框图

下面就硬件设计及软件设计进行详述。

2.1 功放工作检测模块电路设计

功放检测模块包含霍尔感应芯片及电路、放大电路、比较电路、滤波电路等。

霍尔感应芯片选择Allegro微系统公司的ACS712[6]，该芯片采用霍尔感应技术实现交流检测端与输出的隔离，其功能框图如图2所示，详细的参数可参阅其规格书。

图2 ACS712功能框图

霍尔感应芯片及电路如图3所示，图中U1为ACS712。将U1的1和2脚并联形成一个AC220V检测端，将芯片3和4脚并联形成另一个AC220V检测端，将这两个检测端串联到功放AC220V供电线的零线中。当功放设备开启时，有交流电流流过电磁检测芯片，使得其输出端第7脚VOUT输出一交变的电压信号。该信号经图4的放大电路进行放大，放大电路的偏置通过调整R17和R18的值进行改变，放大电路的放大倍数通过调整R16和R19的值进行改变。信号经过放大后输入到图5的比较电路，通过比较电路滤除一些干扰信号（图4及图5中使用的运放为LMV358）。通过设置放大器的放大倍数及比较器的门限可以调节检测灵敏度。比较器输出的信号经过图6的整流及滤波电路后变成直流信号输入到图7的整形电路，通过整形电路使输出电平与OTT BOX GPIO要求的输入电平一致。

图3 霍尔传感芯片及电路

图4 放大电路

2.2 软件设计

本文的OTT BOX的操作系统采用And-roid4.0。

实现声音智能输出的流程如图8所示。设备启动时，首先获取功放的工作状态，为获取功放的工作状态，不同软件层之间的调用流程如图9所示，应用层通过JNI GPIO检测方法向HAL（硬件抽象）层调用GPIO检测接口，HAL检测接口通过设备驱动层获取GPIO的状态，如果GPIO为电高平，表示功放处于开机状态，应用层软件控制音视频处理单元将音频切换到功放输出（光纤/同轴口），如果GPIO为低电平，表示功放处于关机状态，应用层软件控制音视频处理单元将音频切换到电视输出（HDMI口）。

3.测试

软硬件完成后对产品进行测试验证，功放工作电流检测模块的定量测试结果如表2所示，从表中可以看出，当流过霍尔感应芯片检测脚的电流大于等于290mA（即功放开机功率大于64W）时，功放工作状态检测模块输出高电平（表示功放开机）。

将OTT BOX与电视、功放连接好，当功放开机、关机（或待机）时，OTT BOX能准确识别功放的状态，自动进行声音切换。

4.结语

为解决使用OTT BOX观看电视或其它内容时手动切换声音输出的不便，本文使用霍尔感应芯片设计相关电路，检测功放交流工作电流，通过程序控制OTT BOX的声音输出，实现声音输出的智能化。测试结果表明，设计达到预期要求。

参考文献

[1]于刚.OTT TV互联网电视未来的发展方向[J].山西电子技术，2013（5）：91-92，96.

[2]格兰研究.OTT TV机顶盒芯片架构与操作系统初探[J].电视技术，2013，37（20）：6-8.

[3]谢完成，戴瑜兴.一种新的基于霍尔传感器的电流测量方法[J].电子测量与仪器学报，2012，8（8）：705-709.

[4]郭世才，戴文进.用霍尔元件实现功率测量的新方法研究[J].传感器技术，2005，24（9）：31-32，34.

[5]姜淑忠，李小海.电机驱动器中的电流传感器[J].电机与控制应用，2007，34（6）：29-32.

[6]Allegro Microsystems，Inc.Fully Integrated，Hall Effect-Based Linear Current Sensor with 2.1 kV RMS Voltage Isolation and a Low-Resistance Current Conductor.ACS712-DS，Rev.7：1-14.

作者简介：

张惠兴（1968—），男，贵州人，硕士，工程师，现供职于TCL集团股份有限公司工业研究院，从事数字家庭相关技术研究。

张耿旭（1986—），男，广东人，硕士，现供职于TCL集团股份有限公司工业研究院，从事数字家庭相关技术研究。

陈新刚（1980—），男，广东人，学士，现供职于TCL集团股份有限公司工业研究院，从事数字家庭相关技术研究。