基于ZigBee的語音通信終端系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、煤礦安全問題一直是公眾關(guān)注的熱點,礦井無線語音通信技術(shù)的研究為煤礦安全管理提供了很好地解決方案。由于煤礦井下環(huán)境復(fù)雜,用于井下的終端設(shè)備必須具有低功耗、低成本、高可靠性、較強恢復(fù)力等特點。ZigBee技術(shù)具備以上特點,是一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳統(tǒng)上ZigBee傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為非即時數(shù)據(jù),無線語音通信則屬于即時數(shù)據(jù)傳輸,因此必須對語音數(shù)據(jù)進行壓縮以降低數(shù)據(jù)傳輸量。自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)壓縮算法壓縮率較高、語音質(zhì)量好且成本

2、低,比較適合運用在帶寬有限的ZigBee無線通信中。
　　 本文在分析和對比幾種無線通信技術(shù)和語音壓縮算法的基礎(chǔ)上,重點研究了ZigBee無線通信技術(shù)和ADPCM語音壓縮編碼算法,設(shè)計實現(xiàn)了基于ZigBee技術(shù)的語音通信終端系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了用ZigBee技術(shù)對語音數(shù)據(jù)的實時傳輸,并可通過Qtopia圖形界面靈活地切換工作模式,完成設(shè)備間的半雙工通信。
　　 本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　 (1)分析討論了本文的

3、研究背景和意義,歸納總結(jié)了礦井語音通信技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,概述了本文的主要研究工作。
　　 (2)分析對比了幾種現(xiàn)在比較常用的無線射頻技術(shù)和語音編碼算法,重點研究了以IEEE802.15.4為基礎(chǔ)的ZigBee技術(shù)和ADPCM語音壓縮編碼算法;結(jié)合礦井的特殊性,設(shè)計了基于ZigBee的語音通信終端系統(tǒng)的實現(xiàn)流程與架構(gòu);對Qtopia圖形界面進行了研究與分析,給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。
　　 (3)研究并實現(xiàn)了本系統(tǒng)的硬

4、件設(shè)計,主要有主控芯片的分析與選型,硬件平臺的搭建,各個功能模塊的電路設(shè)計、制作與調(diào)試。軟件部分研究并分析了Linux平臺下設(shè)備的操作流程;設(shè)計并完成了ADPCM算法的程序?qū)崿F(xiàn):深入研究了ZigBee協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò)建立流程以及無線數(shù)據(jù)的傳輸?shù)?設(shè)計實現(xiàn)了應(yīng)用程序的開發(fā),完成了語音數(shù)據(jù)的無線傳輸;完成了Qtopia圖形用戶界面的設(shè)計。
　　 (4)經(jīng)測試語音終端系統(tǒng)實現(xiàn)了對語音信號的采集與預(yù)處理、ADPCM編碼、無線傳輸以及無線數(shù)據(jù)