基于ZigBee的語音通信終端系統(tǒng)的設計與實現.pdf

1、煤礦安全問題一直是公眾關注的熱點,礦井無線語音通信技術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)境復雜,用于井下的終端設備必須具有低功耗、低成本、高可靠性、較強恢復力等特點。ZigBee技術具備以上特點,是一種新型的無線傳感器網絡技術。傳統(tǒng)上ZigBee傳輸的數據為非即時數據,無線語音通信則屬于即時數據傳輸,因此必須對語音數據進行壓縮以降低數據傳輸量。自適應差分脈沖編碼調制(ADPCM)壓縮算法壓縮率較高、語音質量好且成本

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和語音壓縮算法的基礎上,重點研究了ZigBee無線通信技術和ADPCM語音壓縮編碼算法,設計實現了基于ZigBee技術的語音通信終端系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現了用ZigBee技術對語音數據的實時傳輸,并可通過Qtopia圖形界面靈活地切換工作模式,完成設備間的半雙工通信。
　　 本文的主要工作內容如下:
　　 (1)分析討論了本文的

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

4、件設計,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計、制作與調試。軟件部分研究并分析了Linux平臺下設備的操作流程;設計并完成了ADPCM算法的程序實現:深入研究了ZigBee協(xié)議棧、網絡建立流程以及無線數據的傳輸等;設計實現了應用程序的開發(fā),完成了語音數據的無線傳輸;完成了Qtopia圖形用戶界面的設計。
　　 (4)經測試語音終端系統(tǒng)實現了對語音信號的采集與預處理、ADPCM編碼、無線傳輸以及無線數據