wifi对讲机的设计

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1、WiFi对讲机的设计摘要：本文介绍了WiFi对讲机的对讲原理、软硬件设计要点以及关键技术，设计出来的WiFi对讲机经测试，完全满足对讲联络的要求，是传统模拟数字对讲机的有力补充。关键词：对讲机；WiFi通信；测试效果Abstract：ThispaperdescribestheprincipleofWiFiinterphone，thekeypointofhardwareandsoftwaredesign，andthekeytechnology.ThetestshowsthattheWiFiinterphoneiscom

2、pletelymeettherequirementsforcommunication.Whatismore,thephoneisalsoanadditionoftraditionalanalogousanddigitalinterphone.Keywords:interphone；WiFicommunication；testeffect中图分类号：TN92文献标识码：A目前模拟、数字对讲机已经得到了广泛应用，但是，在楼房、厂房等较为分散的有阻挡的区域之间，这些模拟和数字对讲机就失去了作用。现在，以太网和WiFi无线网

3、络已经非常普遍，特别是特大型企业内部的局域网和WiFi无线网络基本上实现了网络全覆盖，在这些企业中，利用现有的有线和无线网络实现对讲通话等工作联络是非常需要的。为此，我们设计了WiFi对讲机，通过WiFi网络来实现远程对讲。一、实现原理通过MIC采集声音信号并进行A/D转换，MCU对A/D转换过的数字信号进行编码，再把编码后的数据以50ms为一包，按照选择的通道，通过WiFi的组播发送出去。在收到其他对讲机发来的组播数据包后，MCU进行解码，并缓存150ms的语音数据，待缓存满后开始取出缓存的数据进行D/A转换，把语

4、音数据转换成模拟信号，再经功放后接入喇叭，播放出声音。和传统对讲机一样，WiFi对讲机设置有通道选择旋钮，共16个通道，每一个通道对应一个组播地址，相同组播地址的对讲机能够实现语音数据的相互收发，实现分组对讲。WiFi无线信号会随着对讲机的移动出现信号飘移，为了使语音播放更流畅，需要对收到的语音数据进行缓存，这样，偶尔出现传输延迟，也不至于引起语音播放的卡顿。缓存时间越长，播放越流畅，但时间过长就会有延迟的感觉。本设计采用150ms的缓存，这样，播放的声音听起来基本感觉不到延迟，而又起到了补偿传输延迟避免卡顿的作用。

5、无线传输语音数据要尽量少地占用带宽，以便减少传输时间，使MCU能够有丢包重传的处理时间，这就需要对语音数据进行编码和解码。比较ADPCM、G.711、G.721等语音编码，ADPCM编码把语音数据按1:4的压缩比进行压缩，算法简单，占用MCU时间短，解码后语音质量良好。本设计采用了ADPCM编解码算法。漫游是移动对讲必须要解决的问题，以便实现对讲机在跨越WiFi路由器时不中断对讲。对讲机中的WiFi模块在检测到连接的路由器的信号强度（RSSI）小于-80DB时，开始检测其他路由器的信号强度，当其他路由器的信号强度大于

6、-70DB时，则立刻连接到信号强度较强的这台路由器。为了更快速地进行路由器连接切换，在部署路由器网络时，所有路由器全部配置成相同的名字（SSID），这样，漫游时，对讲机只检测SSID相同的路由器的信号强度，使路由检测和切换速度大大提高。二、硬件设计对讲机由Win模块、MCU、CODEC编解码、数字功放、MIC、SPEAK、电源部分等组成，其构成框图如图1所示。选用意法的4系列ARM芯片作为MCU，ARM芯片本身带有128KRAM，完全满足语音数据缓存和WiFi收发所需内存，ARM芯片具有两个SPI，一个与WiFi模块

7、通信，一个与编解码芯片通信，用于收发语音数据，还具有一个I2C接口，该接口与编解码芯片通信，用于对编解码芯片初始化和参数配置。选用TI公司的内置2W数字功放的编解码(CODEC)芯片AIC3100,该芯片可直接接入MIC和4Q喇叭。可以通过寄存器设置，进行语音滤波、回音抑制、音量调节等。该芯片的I2C接口用于寄存器配置和语音采集与播放控制，SPI接口用于传输语音数据。通道选择旋钮驱动MCU上的GPIO，以便MCU检测出选择的通道，MCU检测到所选通道后，通过SPI接口，配置WiFi模块的组播地址，以便实现组内语音数据

8、的组播收发，实现分组对讲功能。音量调节旋钮接入MCU的一路A/D通道，以便MCU检测出调节的音量，MCU根据测得的音量旋钮的电阻值，通过I2C接口配置CODEC芯片的音量大小，达到音量调节的作用。WiFi模块选用具备SPI透传接口的低功耗嵌入式模块，天线采用模块自带的板载天线，工作模式选择为STA模式，组播功能开启。三、软件设计软件系统包括MC