基于ZigBee的语音通信节点的设计与实现.pdf

《基于ZigBee的语音通信节点的设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于ZigBee的语音通信节点的设计与实现许勇，翟超，贺宁，冯明驰，金熠(中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，安徽合肥230027)TheDesignandImplementationofVoiceCommunicationNodeBasedonZigBeeXUYong，ZHAIChao，HENing，FENGMing—chi，JINYi(DepartmentofPrecisionMachineryandPrecisionInstrumentation，UniversityofSciencean

2、dTechnologyofChina，Herei230027，China)摘要：为了能在短距离上实现低成本、低功耗的大的局限，而增加语音通讯功能可开拓其使用范围。无线语音通讯，应用ZigBee技术，设计了无线语音1总体方案设计通讯方案，可以很好地实现短距离的实时语音通话，并且在不影响通讯质量的情况下，兼顾了成本、功耗门禁系统总的设计如图1所示，包括1个用于的问题，使其能够在较大的范围内得到应用。人机交互的上位机，1个用于语音通讯及中转数据关键词：ZigBee；语音通讯；A／D转换；D／A转的系统主

3、节点(也即语音主节点)，以及若干能实现换；PWM不同用途的子节点模块。实际搭建的门禁系统中用中图分类号：TP277到了以下几个子节点模块：1个用于检测当前温湿文献标识码：A度的传感器节点、2个用于与系统主节点进行通话文章编号：1001—2257(2010)12—0022—03的语音子节点，1个用于识别指纹数据的指纹子节Abstract：Inordertoprovidelow—cost，low—点以及由4个信标子节点确定未知节点位置的无线powershort——distancewirelessvoi

4、cecommunica——定位模块。该系统可实时在上位机上显示目标区域tions，designawirelessvoicecommunicationsolu—内的温湿度和人员位置，并能与目标区域进行语音tionbasedonZigBeetechnology，canrealizeshort—通话，且能根据指纹数据限制陌生人的进出。rangereal—timevoicecalls，thennotaffectingthe无线定位模块qualityofcommunications，andtakingint

5、oaccountthecost，powerconsumptionissues，SOthatitcanbespreadwiththelarger．Keywords：ZigBee；voicecommunications；A／Dconversion；D／Aconversion；PWM图1门禁系统框架0引言系统主节点不仅要与语音子节点进行通话，还能与其它子节点进行通信，将有用的数据上传给上ZigBee是IEEE802．15．4协议口的代名词。位机显示和处理，并将上位机的一些指令下发给相根据该协议规定的技术

6、是一种短距离、低功耗的无应的子节点，而ZigBee网络传输速率最高只有250线通讯技术]。ZigBee技术在门禁系统、矿井井下kbps，这就对系统主节点的通信提出了更高要求。监测、工业过程控制、定位及消防安全等领域有广泛的应用前景。虽然实现语音通讯不是ZigBee联盟2语音通讯节点的软硬件设计的初衷，但在许多领域(如门禁系统、矿井井下监测语音通信节点的架构为：以嵌入式处理器和等)中，若没有语音通讯的功能，将使其应用受到很射频收发芯片为核心，辅以外围的放大与滤波电路收稿日期：201007—21实现语

7、音通讯，其总体框架如图2所示。·22·《机械与电．子}2010(12)毫伏，不适合直接进行A／D转换，而且有直流偏置，所以采用了先隔直再放大的电路，如图3所示。考虑要使信号放大到适合A／D转换的幅值，单电源正图2语音通信模块框架好可以满足要求，而且自动增益放大是更好的选择，按功能分，主要包括以下几个部分：故系统采用的是这种方式。1t1．语音前置隔直放大电路。主要对麦克风接收的语音电信号进行隔直流再放大的处理。b．嵌入式处理器。发送语音信号时，完成对语音模拟电信号的采集，将其转化为数字信号，并打包A

8、TD3T0ATD成数据帧，加上必要的帧头，送给射频收发器发送；接收语音信号时，读取射频收发器中缓存器的数据，将其转换为模拟信号，通过PWM送给外围的语音9l00kQ接收电路进行处理。而如果是语音主节点，则还需图3隔直放大电路要完成上位机与其它子节点之间的联系，起到一个b．语音信号的还原。利用单片机自带的PWM交通枢纽的作用。功能就能实现数字量到模拟量的转换。c．射频收发器。完成数据的收发，并将接收到．m一由数模转换的原理可知，D／A转换后输出信号一一一‘一的数据送到嵌入式处理器中。