專利名稱：一種基于ZigBee技術(shù)的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線語(yǔ)音通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于ZigBee技術(shù)的全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸裝置和方法，適用于有緊急需求和有線網(wǎng)絡(luò)布置困難的環(huán)境下，如礦井救援、消防救災(zāi)等傳統(tǒng)通信方式無法滿足要求的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在特定區(qū)域內(nèi)的大量微型廉價(jià)的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成的，這些節(jié)點(diǎn)以協(xié)作的方式感知和采集用戶所需要的信息，并把這些數(shù)據(jù)通過無線信道傳送給用戶。一個(gè)典型的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是由若干傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、具有無線接收功能的匯聚節(jié)點(diǎn)(sink node)、Internet或其它通信網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程用戶控制中心組成。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)用于采集特定區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)并以無線傳輸和多跳自組織方式發(fā)送到匯 聚節(jié)點(diǎn)；匯聚節(jié)點(diǎn)用于接收傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并將其通過Internet、CAN總線或其它網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程用戶控制中心；遠(yuǎn)程用戶控制中心接收匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，同時(shí)也可根據(jù)監(jiān)測(cè)需要，對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和配置、發(fā)布監(jiān)測(cè)任務(wù)或是收集回傳數(shù)據(jù)等，以達(dá)到用戶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和交互式管理。ZigBee技術(shù)是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是基于IEEE批準(zhǔn)通過的802. 15. 4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的，涵蓋了組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定其最大符號(hào)速率為250kbps，因此其主要適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務(wù)。由于在無線語(yǔ)音通信特別是全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信中，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很大(當(dāng)語(yǔ)音信號(hào)采用SKHz采樣率、16Bits量化時(shí)，那么要實(shí)現(xiàn)全雙工語(yǔ)音通信需要傳輸?shù)膬糨d荷數(shù)據(jù)量為8KHZ*16Bits*2=256Kbps)，再加上ZigBee協(xié)議中MAC層和PHY層的報(bào)頭數(shù)據(jù)，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的符號(hào)速率。因此傳統(tǒng)上認(rèn)為基于ZigBee技術(shù)是無法實(shí)現(xiàn)全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信的。哈爾濱理工大學(xué)汪影、上海交通大學(xué)敬朝暉等介紹了基于ZigBee技術(shù)的語(yǔ)音通信系統(tǒng)(哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011，“基于ZigBee技術(shù)的語(yǔ)音通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”、上海交通大學(xué)碩士學(xué)問論文，2008，“基于IEEE802. 15. 4/ZigBee的語(yǔ)音通信技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)”)，其在星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了采集、傳輸、播放的單向非實(shí)時(shí)語(yǔ)音信號(hào)的傳輸。但是此種技術(shù)無法提供全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信功能。武漢理工大學(xué)吳學(xué)紅等分析了在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中MAC層和路由層協(xié)議對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)包的延遲造成的影響(傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2008，21(9): 1605-1608，“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音應(yīng)用研究”)，通過對(duì)目前主流的多種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議和路由協(xié)議的分析，定性地比較了采用這些協(xié)議進(jìn)行語(yǔ)音傳輸時(shí)數(shù)據(jù)包的延遲。但是沒有研究全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信的具體實(shí)施方案和關(guān)鍵技術(shù)問題。西安科技大學(xué)李文峰等發(fā)明了一種基于ZigBee協(xié)議的短距離無線語(yǔ)音通信方法(公開號(hào)101500323A)，此方法對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采集、壓縮、排序、存儲(chǔ)、傳輸、解包、解壓和播放等一系列操作，實(shí)現(xiàn)了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的語(yǔ)音通信。但此方法也是單向非實(shí)時(shí)的傳輸方案，無法提供全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗和成本較低，用于實(shí)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)內(nèi)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸?shù)难b置和方法。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明基于ZigBee技術(shù)的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包含兩個(gè)相同對(duì)等的裝置A和裝置B，所述裝置A和裝置B的結(jié)構(gòu)設(shè)置均為—駐極體式麥克風(fēng)，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)；
—電動(dòng)式揚(yáng)聲器，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)；一語(yǔ)音處理電路，是由包含有語(yǔ)音采集單元和語(yǔ)音播放單元的語(yǔ)音編解碼芯片及其外圍元件所組成的電路，由所述語(yǔ)音采集單元接收駐極體式麥克風(fēng)輸出的模擬電壓信號(hào)，通過語(yǔ)音編解碼芯片內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，并傳送至嵌入式微控制器電路；同時(shí)還接收所述嵌入式微控制器電路輸出的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，通過語(yǔ)音編解碼芯片內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，并傳送至電動(dòng)式揚(yáng)聲器；所述嵌入式微控制器電路，是由包含有語(yǔ)音采集緩沖區(qū)、語(yǔ)音壓縮單元、語(yǔ)音播放緩沖區(qū)和語(yǔ)音解壓?jiǎn)卧奈⒖刂破餍酒捌渫鈬M成的電路，由所述語(yǔ)音采集緩沖區(qū)接收語(yǔ)音處理電路輸出的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，經(jīng)過語(yǔ)音壓縮單元的壓縮和組包后傳送至ZigBee射頻電路進(jìn)行射頻發(fā)送；同時(shí)還接收Z(yǔ)igBee射頻電路輸出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過語(yǔ)音解壓?jiǎn)卧慕獍徒鈮嚎s，再經(jīng)語(yǔ)音播放緩沖區(qū)的緩存?zhèn)魉椭琳Z(yǔ)音處理電路中的語(yǔ)音播放單元；所述ZigBee射頻電路，是由包含有ZigBee發(fā)送單元和ZigBee接收單元的標(biāo)準(zhǔn)ZigBee射頻芯片及其外圍元件組成的電路，由所述ZigBee發(fā)送單元接收嵌入式微控制器電路輸出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼和調(diào)制后無線傳送至裝置B或裝置A ;同時(shí)還通過所述ZigBee接收單元接收裝置B或裝置A通過無線信道發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)過解調(diào)和解碼后傳送至嵌入式微控制器電路；電源電路，為所述裝置提供電源。本發(fā)明基于ZigBee技術(shù)的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸裝置的語(yǔ)音傳輸方法的特點(diǎn)是按如下過程進(jìn)行步驟一、裝置A或裝置B中語(yǔ)音信號(hào)的采集和壓縮由駐極體式麥克風(fēng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)送入語(yǔ)音處理電路；所述語(yǔ)音處理電路中的語(yǔ)音編解碼芯片將來自駐極體式麥克風(fēng)的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，并傳至嵌入式微控制器電路中微控制器芯片的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)進(jìn)行緩存，微控制器芯片中的語(yǔ)音壓縮單元采用“乒乓”處理方式從所述語(yǔ)音采集緩沖區(qū)中將數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)取出，采用MELP壓縮算法進(jìn)行語(yǔ)音壓縮獲得壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)，由所述壓縮數(shù)據(jù)組成ZigBee協(xié)議中的標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包傳送至ZigBee射頻電路中的ZigBee射頻芯片；步驟二，裝置A或裝置B中數(shù)據(jù)無線傳輸所述ZigBee射頻芯片在收到所述標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包后采用O-QPSK調(diào)制方式和DSSS擴(kuò)頻將標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包以250kbs的速率通過無線信道發(fā)送至裝置B或裝置A中的ZigBee射頻電路；步驟三，裝置B或裝置A中語(yǔ)音數(shù)據(jù)解壓縮和播放裝置B或裝置A中的所述ZigBee射頻電路對(duì)于從無線信道中收到的來自裝置A或裝置B的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，還原成ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包，并取出所述標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包中的壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)，然后傳送至嵌入式微控制器電路中進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的解壓縮和緩存獲得數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，同時(shí)語(yǔ)音處理電路采用“乒乓”處理方式從語(yǔ)音播放緩沖區(qū)中取出所述數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，通過語(yǔ)音編解碼芯片內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，送入揚(yáng)聲器中進(jìn)行播放；本發(fā)明語(yǔ)音傳輸方法的特點(diǎn)也在于所述語(yǔ)音采集緩沖區(qū)“乒乓”處理方式是由所述的語(yǔ)音處理電路將實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換的數(shù) 字語(yǔ)音信號(hào)寫入到所述的嵌入式微控制器電路中微控制器芯片的大小為1280字節(jié)的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)中，所述的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)被分為大小為640字節(jié)上下兩個(gè)半?yún)^(qū)，當(dāng)所述的MELP語(yǔ)音壓縮程序?qū)ι习雲(yún)^(qū)進(jìn)行壓縮時(shí)，數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)被寫入到下半?yún)^(qū)中，當(dāng)所述的MELP語(yǔ)音壓縮程序?qū)ο掳雲(yún)^(qū)進(jìn)行壓縮時(shí)，數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)被寫入到上半?yún)^(qū)中，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音采集和壓縮的實(shí)時(shí)連續(xù)進(jìn)行。所述語(yǔ)音播放緩沖區(qū)“乒乓”處理方式是由所述的MELP語(yǔ)音解壓程序?qū)⒔鈮嚎s后的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到所述的嵌入式微控制器電路中微控制器芯片的大小為1280字節(jié)的語(yǔ)音播放緩沖區(qū)中，并由所述的語(yǔ)音處理電路進(jìn)行實(shí)時(shí)播放，所述的語(yǔ)音播放緩沖區(qū)被分為大小為640字節(jié)上下兩個(gè)半?yún)^(qū)，當(dāng)所述的MELP語(yǔ)音解壓程序?qū)?shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到上半?yún)^(qū)時(shí)，所述的語(yǔ)音處理電路對(duì)下半?yún)^(qū)進(jìn)行播放，當(dāng)所述的MELP語(yǔ)音解壓程序?qū)?shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到下半?yún)^(qū)時(shí)，所述的語(yǔ)音處理電路對(duì)上半?yún)^(qū)進(jìn)行播放，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音解壓和播放的實(shí)時(shí)連續(xù)進(jìn)行。所述MELP語(yǔ)音壓縮算法是以每40ms的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)作為一個(gè)語(yǔ)音幀，對(duì)應(yīng)于SKHz采樣率、16bits量化條件下的640字節(jié)采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)過高通濾波、基音估計(jì)、非周期標(biāo)志計(jì)算、參數(shù)量化和差錯(cuò)控制過程，對(duì)所述的一個(gè)語(yǔ)音幀進(jìn)行壓縮比為1:16的壓縮，獲得40字節(jié)的壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)；當(dāng)在所述的一個(gè)語(yǔ)音幀時(shí)間內(nèi)裝置A或裝置B完成語(yǔ)音壓縮和ZigBee射頻發(fā)送，且裝置B或裝置A完成ZigBee射頻接收和語(yǔ)音解壓縮過程，配合裝置A或裝置B中語(yǔ)音采集緩沖區(qū)“乒乓”處理方式和裝置B或裝置A中語(yǔ)音播放緩沖區(qū)“乒乓”處理方式，實(shí)現(xiàn)裝置A與裝置B之間的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在I、本發(fā)明利用高壓縮比的語(yǔ)音數(shù)據(jù)壓縮算法大幅度降低了需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，并且在語(yǔ)音采集端和語(yǔ)音播放端都采用了 “乒乓”方式對(duì)語(yǔ)音采集緩沖區(qū)和語(yǔ)音播放緩沖區(qū)進(jìn)行處理，當(dāng)在一個(gè)語(yǔ)音幀時(shí)間內(nèi)裝置A或B完成語(yǔ)音壓縮、ZigBee射頻發(fā)送，且裝置B或A完成ZigBee射頻接收、語(yǔ)音解壓縮過程，那么由于裝置A和B對(duì)語(yǔ)音緩沖區(qū)的操作是分為上下半?yún)^(qū)交替進(jìn)行的，那么即可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音采集、壓縮、傳輸、解壓和播放的連續(xù)實(shí)時(shí)進(jìn)行，使得裝置A與B之間可進(jìn)行無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸。同時(shí)“乒乓”處理方式可以消除對(duì)同一緩沖區(qū)同時(shí)讀寫造成的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，提高了語(yǔ)音通話質(zhì)量。本發(fā)明消除了傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中提供高質(zhì)量全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信。
2、本發(fā)明方法尤其使得在有緊急需求和有線網(wǎng)絡(luò)布置困難的環(huán)境下，如礦井救援、消防救災(zāi)等，利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸體現(xiàn)出其巨大的實(shí)用價(jià)值。


圖I為本發(fā)明中相同對(duì)等的裝置A和裝置B ;圖2為本發(fā)明中裝置A或裝置B的結(jié)構(gòu)圖；圖3語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集“乒乓”操作示意圖；圖4全雙工語(yǔ)音通信語(yǔ)音采集、播放緩沖區(qū)工作示意圖。
具體實(shí)施方式

參見圖I、圖2，本實(shí)施例中基于ZigBee技術(shù)的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)置包含兩個(gè)相同對(duì)等的裝置A和裝置B，裝置A和裝置B的結(jié)構(gòu)設(shè)置均為—駐極體式麥克風(fēng)，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)；—電動(dòng)式揚(yáng)聲器，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)；一語(yǔ)音處理電路，是由包含有語(yǔ)音采集單元和語(yǔ)音播放單元的語(yǔ)音編解碼芯片及其外圍元件所組成的電路，由語(yǔ)音采集單元接收駐極體式麥克風(fēng)輸出的模擬電壓信號(hào)，通過語(yǔ)音編解碼芯片內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，并傳送至嵌入式微控制器電路；同時(shí)還接收嵌入式微控制器電路輸出的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，通過語(yǔ)音編解碼芯片內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，并傳送至電動(dòng)式揚(yáng)聲器；嵌入式微控制器電路，是由包含有語(yǔ)音采集緩沖區(qū)、語(yǔ)音壓縮單元、語(yǔ)音播放緩沖區(qū)和語(yǔ)音解壓?jiǎn)卧奈⒖刂破餍酒捌渫鈬M成的電路，由語(yǔ)音采集緩沖區(qū)接收語(yǔ)音處理電路輸出的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，經(jīng)過語(yǔ)音壓縮單元的壓縮和組包后傳送至ZigBee射頻電路進(jìn)行射頻發(fā)送；同時(shí)還接收Z(yǔ)igBee射頻電路輸出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過語(yǔ)音解壓?jiǎn)卧慕獍徒鈮嚎s，再經(jīng)語(yǔ)音播放緩沖區(qū)的緩存?zhèn)魉椭琳Z(yǔ)音處理電路中的語(yǔ)音播放單元；ZigBee射頻電路,是由包含有ZigBee發(fā)送單元和ZigBee接收單元的標(biāo)準(zhǔn)ZigBee射頻芯片及其外圍元件組成的電路，由ZigBee發(fā)送單元接收嵌入式微控制器電路輸出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼和調(diào)制后無線傳送至裝置B或裝置A ;同時(shí)還通過ZigBee接收單元接收裝置B或裝置A通過無線信道發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)過解調(diào)和解碼后傳送至嵌入式微控制器電路；
電源電路，為裝置提供電源。本實(shí)施例中基于ZigBee技術(shù)的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸裝置的語(yǔ)音傳輸方法的特點(diǎn)是按如下過程進(jìn)行步驟一、裝置A或裝置B中語(yǔ)音信號(hào)的采集和壓縮由駐極體式麥克風(fēng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)送入語(yǔ)音處理電路；語(yǔ)音處理電路中的語(yǔ)音編解碼芯片將來自駐極體式麥克風(fēng)的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，并傳至嵌入式微控制器電路中微控制器芯片的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)進(jìn)行緩存，微控制器芯片中的語(yǔ)音壓縮單元采用“乒乓”處理方式從語(yǔ)音采集緩沖區(qū)中將數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)取出，采用MELP壓縮算法進(jìn)行語(yǔ)音壓縮獲得壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)，由壓縮數(shù)據(jù)組成ZigBee協(xié)議中的標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包傳送至ZigBee射頻電路中的ZigBee射頻芯片；步驟二，裝置A或裝置B中數(shù)據(jù)無線傳輸
ZigBee射頻芯片在收到標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包后采用O-QPSK調(diào)制方式和DSSS擴(kuò)頻將標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包以250kbs的速率通過無線信道發(fā)送至裝置B或裝置A中的ZigBee射頻電路；步驟三，裝置B或裝置A中語(yǔ)音數(shù)據(jù)解壓縮和播放裝置B或裝置A中的ZigBee射頻電路對(duì)于從無線信道中收到的來自裝置A或裝置B的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，還原成ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包，并取出標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包中的壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)，然后傳送至嵌入式微控制器電路中進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的解壓縮和緩存獲得數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，同時(shí)語(yǔ)音處理電路采用“乒乓”處理方式從語(yǔ)音播放緩沖區(qū)中取出數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，通過語(yǔ)音編解碼芯片內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，送入揚(yáng)聲器中進(jìn)行播放；
具體實(shí)施中語(yǔ)音采集緩沖區(qū)“乒乓”處理方式是由的語(yǔ)音處理電路將實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到的嵌入式微控制器電路中微控制器芯片的大小為1280字節(jié)的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)中，的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)被分為大小為640字節(jié)上下兩個(gè)半?yún)^(qū)，當(dāng)?shù)腗ELP語(yǔ)音壓縮程序?qū)ι习雲(yún)^(qū)進(jìn)行壓縮時(shí)，數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)被寫入到下半?yún)^(qū)中，當(dāng)?shù)腗ELP語(yǔ)音壓縮程序?qū)ο掳雲(yún)^(qū)進(jìn)行壓縮時(shí)，數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)被寫入到上半?yún)^(qū)中，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音采集和壓縮的實(shí)時(shí)連續(xù)進(jìn)行。語(yǔ)音播放緩沖區(qū)“乒乓”處理方式是由的MELP語(yǔ)音解壓程序?qū)⒔鈮嚎s后的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到的嵌入式微控制器電路中微控制器芯片的大小為1280字節(jié)的語(yǔ)音播放緩沖區(qū)中，并由的語(yǔ)音處理電路進(jìn)行實(shí)時(shí)播放，的語(yǔ)音播放緩沖區(qū)被分為大小為640字節(jié)上下兩個(gè)半?yún)^(qū)，當(dāng)?shù)腗ELP語(yǔ)音解壓程序?qū)?shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到上半?yún)^(qū)時(shí)，的語(yǔ)音處理電路對(duì)下半?yún)^(qū)進(jìn)行播放，當(dāng)?shù)腗ELP語(yǔ)音解壓程序?qū)?shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到下半?yún)^(qū)時(shí)，的語(yǔ)音處理電路對(duì)上半?yún)^(qū)進(jìn)行播放，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音解壓和播放的實(shí)時(shí)連續(xù)進(jìn)行。MELP語(yǔ)音壓縮算法是以每40ms的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)作為一個(gè)語(yǔ)音幀，對(duì)應(yīng)于8KHz采樣率、16bits量化條件下的640字節(jié)采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)過高通濾波、基音估計(jì)、非周期標(biāo)志計(jì)算、參數(shù)量化和差錯(cuò)控制過程，對(duì)的一個(gè)語(yǔ)音幀進(jìn)行壓縮比為1:16的壓縮，獲得40字節(jié)的壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)；當(dāng)在的一個(gè)語(yǔ)音幀時(shí)間內(nèi)裝置A或裝置B完成語(yǔ)音壓縮和ZigBee射頻發(fā)送，且裝置B或裝置A完成ZigBee射頻接收和語(yǔ)音解壓縮過程，配合裝置A或裝置B中語(yǔ)音采集緩沖區(qū)“乒乓”處理方式和裝置B或裝置A中語(yǔ)音播放緩沖區(qū)“乒乓”處理方式，實(shí)現(xiàn)裝置A與裝置B之間的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸。在本實(shí)施例中，語(yǔ)音編解碼芯片為TI公司生產(chǎn)的音頻編解碼芯片TLV320AIC32，微控制器芯片為意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STM32F107芯片，標(biāo)準(zhǔn)ZigBee射頻芯片為TI公司生產(chǎn)的ZigBee SOC芯片CC2430，語(yǔ)音壓縮和解壓縮算法為低速率語(yǔ)音編碼MELP算法。在本實(shí)施例中，由于語(yǔ)音傳輸是全雙工實(shí)時(shí)進(jìn)行的，因此語(yǔ)音通信的雙方是對(duì)等的，每一個(gè)裝置都既是發(fā)送方又是接收方，分別以裝置A和裝置B表示。在雙方進(jìn)行語(yǔ)音通信時(shí)，裝置B中TLV320AIC32語(yǔ)音編解碼芯片中的語(yǔ)音采集單元以8KHz的采樣率連續(xù)地從駐極體式麥克風(fēng)中采集模擬語(yǔ)音信號(hào)，依次完成A/D采樣、量化和μ率壓縮過程，那么每一次采樣后模擬語(yǔ)音信號(hào)變?yōu)閷挾葹镾bits的數(shù)字信號(hào)即總數(shù)據(jù)速率為8KHZ*8bits*2=128Kbps。在A/D采樣、量化和μ率壓縮完成后，裝置A中的語(yǔ)音采集單元會(huì)將此語(yǔ)音數(shù)據(jù)寫入微控制器芯片STM32F107中的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)內(nèi)進(jìn)行緩存，此緩沖區(qū)大小為1280字節(jié)，分為上下兩個(gè)半?yún)^(qū)，每個(gè)半?yún)^(qū)各有640字節(jié)可以緩存40ms的語(yǔ)音數(shù)據(jù)。當(dāng)語(yǔ)音編解碼芯片TLV320AIC32向上半?yún)^(qū)寫入語(yǔ)音數(shù)據(jù)的時(shí)候，裝置A中的微控制器芯片STM32F107中的語(yǔ)音壓縮單元即從下半?yún)^(qū)中讀取640個(gè)字節(jié)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)(即為40ms)作為一個(gè)語(yǔ)音幀進(jìn)行MELP壓縮，壓縮比為1:16即640字節(jié)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮后變?yōu)?0字節(jié)，由此可知語(yǔ)音數(shù)據(jù)經(jīng)過MELP算法壓縮后，原128kbps的數(shù)據(jù)速率變?yōu)?kbps，待一個(gè)40ms的語(yǔ)音幀壓縮完成后，此40字節(jié)的語(yǔ)音壓縮數(shù)據(jù)被加上ZigBee協(xié)議MAC層的報(bào)頭和報(bào)尾，組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的MAC層數(shù)據(jù)包，寫入到ZigBee射頻芯片CC2430中，經(jīng)過ZigBee發(fā)送單元的調(diào)制后發(fā)送至裝置B ;當(dāng)語(yǔ)音編解碼芯片TLV320AIC32向語(yǔ)音采集緩沖區(qū)的下半?yún)^(qū)寫入語(yǔ)音數(shù)據(jù)的時(shí)候，微控制器芯片中的語(yǔ)音壓縮單元即從上半?yún)^(qū)中讀取語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和射頻發(fā)送。這種處理方式即為語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集的“乒乓”操作，如圖3所示。圖3中白色單元表示在緩沖區(qū)上半?yún)^(qū)中的數(shù)據(jù)，灰色單元表示在緩沖區(qū)下半?yún)^(qū)中的數(shù)據(jù)。在h時(shí)刻語(yǔ)音采集單元向緩沖區(qū)的上半?yún)^(qū)寫入40ms的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，在h時(shí)刻第一幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)寫入完畢，開始向緩沖區(qū)的下半?yún)^(qū)寫入第二幀40ms的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，同時(shí)從h時(shí)刻開始語(yǔ)音壓縮單元從緩沖區(qū)的上半?yún)^(qū)中讀取第一幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)并用MELP算法進(jìn)行壓縮，在t2時(shí)刻壓縮完畢開始進(jìn)行ZigBee協(xié)議MAC層數(shù)據(jù)打包和射頻發(fā)送，在t3時(shí)刻ZigBee射頻發(fā)送完畢語(yǔ)音壓縮單元開始進(jìn)入休眠階段等待下一個(gè)40ms語(yǔ)音幀的到來；在t4時(shí)刻時(shí)，緩沖 區(qū)中下半?yún)^(qū)第二幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)寫入完畢，由于上半?yún)^(qū)中的第一幀數(shù)據(jù)已經(jīng)壓縮、傳輸處理完畢，語(yǔ)音采集單元可以繼續(xù)將第三幀數(shù)據(jù)寫入上半?yún)^(qū)，同時(shí)語(yǔ)音壓縮單元休眠結(jié)束開始對(duì)下半?yún)^(qū)中的第二幀數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和傳輸。從此過程可以看出，語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集與壓縮、發(fā)送是按照語(yǔ)音幀以“乒乓”方式交替進(jìn)行的，這種處理方式可以避免對(duì)一個(gè)緩沖區(qū)進(jìn)行同時(shí)讀寫而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)讀取錯(cuò)誤，可以提高語(yǔ)音信號(hào)質(zhì)量；而且配合語(yǔ)音播放和解壓的“乒乓”操作，可以實(shí)現(xiàn)全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信。同時(shí)裝置B也會(huì)執(zhí)行上述相同操作，將一個(gè)40ms的語(yǔ)音幀采集、壓縮后發(fā)送至裝置A。由于ZigBee發(fā)送單元具有CSMA/CA信道接入機(jī)制，具有沖突避免功能，因此若裝置A和裝置B同時(shí)都有數(shù)據(jù)要發(fā)送的時(shí)候，它們的ZigBee發(fā)送單元會(huì)首先檢測(cè)信道，只有當(dāng)前信道空閑的時(shí)候才會(huì)執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送操作，否則就隨機(jī)退避一段時(shí)間再進(jìn)行發(fā)送，這樣就避免了數(shù)據(jù)沖突。當(dāng)裝置A的ZigBee接收單元收到裝置B發(fā)來的一幀數(shù)據(jù)時(shí)，其微控制器芯片STM32F107中的語(yǔ)音解壓?jiǎn)卧獣?huì)首先將此標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee協(xié)議MAC層數(shù)據(jù)包去掉報(bào)頭和報(bào)尾，以得到完整的一幀40ms語(yǔ)音壓縮數(shù)據(jù)(長(zhǎng)度為40字節(jié))，然后采用相應(yīng)的MELP算法對(duì)其解壓縮，由于算法壓縮比為1:16，那么解壓后的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為640字節(jié)，并將其寫入裝置A的語(yǔ)音播放緩沖區(qū)中。同語(yǔ)音采集緩沖區(qū)一樣，播放緩沖區(qū)大小為1280字節(jié)，也分為上下兩個(gè)半?yún)^(qū)，每個(gè)半?yún)^(qū)大小各為640字節(jié)，可以緩存40ms的語(yǔ)音數(shù)據(jù)。當(dāng)語(yǔ)音解壓?jiǎn)卧獙⒔鈮嚎s后的數(shù)據(jù)寫入語(yǔ)音播放緩沖區(qū)的上半?yún)^(qū)時(shí)，語(yǔ)音編解碼芯片TLV320AIC32中的語(yǔ)音播放單元即從語(yǔ)音播放緩沖區(qū)的下半?yún)^(qū)中讀取一幀640字節(jié)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，完成μ率解壓和8kHz采樣率的D/A轉(zhuǎn)換并驅(qū)動(dòng)麥克風(fēng)進(jìn)行40ms的語(yǔ)音播放；當(dāng)語(yǔ)音解壓?jiǎn)卧獙⒔鈮嚎s后的數(shù)據(jù)寫入下半?yún)^(qū)時(shí)，語(yǔ)音播放單元即從語(yǔ)音播放緩沖區(qū)的上半?yún)^(qū)中讀取一幀數(shù)據(jù)，完成μ率解壓和D/A轉(zhuǎn)換并進(jìn)行播放。這種處理方式即為語(yǔ)音數(shù)據(jù)播放的“乒乓”操作，其操作過程與語(yǔ)音采集類似。裝置A和裝置B進(jìn)行全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信時(shí)，其語(yǔ)音采集、播放緩沖區(qū)工作過程如圖4所示。在圖4中，白色單元表示保存在微控制器芯片STM32F107語(yǔ)音采集緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，灰色單元表示保存在語(yǔ)音播放緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，I. I表示裝置A采集的第一幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)，I. 2表示裝置A采集的第二幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)，2. I表示裝置B采集的第一幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)，2. 2表示裝置B采集的第二幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)，以此類推。裝置A在O時(shí)刻開始采集I. I幀，到40ms時(shí)刻采集結(jié)束，開始執(zhí)行語(yǔ)音壓縮、ZigBee協(xié)議MAC層組包、ZigBee協(xié)議物理層調(diào)制和射頻發(fā)送，然后裝置B收到無線數(shù)據(jù)包之后執(zhí)行ZigBee協(xié)議物理層解調(diào)、ZigBee協(xié)議MAC層解包、語(yǔ)音解壓縮并開始播放第I. I幀，同時(shí)裝置B也開始采集2. I幀經(jīng)過同樣的處理發(fā)送至裝置A進(jìn)行播放。假設(shè)裝置B在tf^ms時(shí)刻開始播放I. I幀，顯 然裝置A壓縮一幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)的時(shí)間+裝置A通過ZigBee發(fā)送一幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)的時(shí)間+裝置B通過ZigBee發(fā)送一幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)的時(shí)間+裝置B解壓一幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)的時(shí)間，因此只要hOOms即可保證語(yǔ)音數(shù)據(jù)全雙工實(shí)時(shí)傳輸?shù)倪B續(xù)不斷進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種基于ZigBee技術(shù)的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸裝置，其特征是包含兩個(gè)相同對(duì)等的裝置A和裝置B，所述裝置A和裝置B的結(jié)構(gòu)設(shè)置均為 一駐極體式麥克風(fēng)，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)； 一電動(dòng)式揚(yáng)聲器，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)； 一語(yǔ)音處理電路，是由包含有語(yǔ)音采集單元和語(yǔ)音播放單元的語(yǔ)音編解碼芯片及其外圍元件所組成的電路，由所述語(yǔ)音采集單元接收駐極體式麥克風(fēng)輸出的模擬電壓信號(hào)，通過語(yǔ)音編解碼芯片內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，并傳送至嵌入式微控制器電路；同時(shí)還接收所述嵌入式微控制器電路輸出的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，通過語(yǔ)音編解碼芯片內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，并傳送至電動(dòng)式揚(yáng)聲器； 所述嵌入式微控制器電路，是由包含有語(yǔ)音采集緩沖區(qū)、語(yǔ)音壓縮單元、語(yǔ)音播放緩沖區(qū)和語(yǔ)音解壓?jiǎn)卧奈⒖刂破餍酒捌渫鈬M成的電路，由所述語(yǔ)音采集緩沖區(qū)接收語(yǔ)音處理電路輸出的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，經(jīng)過語(yǔ)音壓縮單元的壓縮和組包后傳送至ZigBee射頻電路進(jìn)行射頻發(fā)送；同時(shí)還接收Z(yǔ)igBee射頻電路輸出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過語(yǔ)音解壓?jiǎn)卧慕獍徒鈮嚎s，再經(jīng)語(yǔ)音播放緩沖區(qū)的緩存?zhèn)魉椭琳Z(yǔ)音處理電路中的語(yǔ)音播放單元； 所述ZigBee射頻電路,是由包含有ZigBee發(fā)送單元和ZigBee接收單元的標(biāo)準(zhǔn)ZigBee射頻芯片及其外圍元件組成的電路，由所述ZigBee發(fā)送單元接收嵌入式微控制器電路輸出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼和調(diào)制后無線傳送至裝置B或裝置A ；同時(shí)還通過所述ZigBee接收單元接收裝置B或裝置A通過無線信道發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)過解調(diào)和解碼后傳送至嵌入式微控制器電路； 電源電路，為所述裝置提供電源。
2.—種權(quán)利要求I所述的基于ZigBee技術(shù)的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸裝置的語(yǔ)音傳輸方法，其特征是按如下過程進(jìn)行 步驟一、裝置A或裝置B中語(yǔ)音信號(hào)的采集和壓縮 由駐極體式麥克風(fēng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)送入語(yǔ)音處理電路； 所述語(yǔ)音處理電路中的語(yǔ)音編解碼芯片將來自駐極體式麥克風(fēng)的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，并傳至嵌入式微控制器電路中微控制器芯片的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)進(jìn)行緩存，微控制器芯片中的語(yǔ)音壓縮單元采用“乒乓”處理方式從所述語(yǔ)音采集緩沖區(qū)中將數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)取出，采用MELP壓縮算法進(jìn)行語(yǔ)音壓縮獲得壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)，由所述壓縮數(shù)據(jù)組成ZigBee協(xié)議中的標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包傳送至ZigBee射頻電路中的ZigBee射頻芯片; 步驟二，裝置A或裝置B中數(shù)據(jù)無線傳輸 所述ZigBee射頻芯片在收到所述標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包后采用O-QPSK調(diào)制方式和DSSS擴(kuò)頻將標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包以250kbs的速率通過無線信道發(fā)送至裝置B或裝置A中的ZigBee射頻電路； 步驟三，裝置B或裝置A中語(yǔ)音數(shù)據(jù)解壓縮和播放 裝置B或裝置A中的所述ZigBee射頻電路對(duì)于從無線信道中收到的來自裝置A或裝置B的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，還原成ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包，并取出所述標(biāo)準(zhǔn)MAC層數(shù)據(jù)包中的壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)，然后傳送至嵌入式微控制器電路中進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的解壓縮和緩存獲得數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，同時(shí)語(yǔ)音處理電路采用“乒乓”處理方式從語(yǔ)音播放緩沖區(qū)中取出所述數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，通過語(yǔ)音編解碼芯片內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，送入揚(yáng)聲器中進(jìn)行播放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的語(yǔ)音傳輸方法，其特征是所述語(yǔ)音采集緩沖區(qū)“乒乓”處理方式是由所述的語(yǔ)音處理電路將實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到所述的嵌入式微控制器電路中微控制器芯片的大小為1280字節(jié)的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)中，所述的語(yǔ)音采集緩沖區(qū)被分為大小為640字節(jié)上下兩個(gè)半?yún)^(qū)，當(dāng)所述的MELP語(yǔ)音壓縮程序?qū)ι习雲(yún)^(qū)進(jìn)行壓縮時(shí)，數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)被寫入到下半?yún)^(qū)中，當(dāng)所述的MELP語(yǔ)音壓縮程序?qū)ο掳雲(yún)^(qū)進(jìn)行壓縮時(shí)，數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)被寫入到上半?yún)^(qū)中，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音采集和壓縮的實(shí)時(shí)連續(xù)進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的語(yǔ)音傳輸方法，其特征是所述語(yǔ)音播放緩沖區(qū)“乒乓”處理方式是由所述的MELP語(yǔ)音解壓程序?qū)⒔鈮嚎s后的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到所述的嵌入式微控制器電路中微控制器芯片的大小為1280字節(jié)的語(yǔ)音播放緩沖區(qū)中，并由所述的語(yǔ)音處理電路進(jìn)行實(shí)時(shí)播放，所述的語(yǔ)音播放緩沖區(qū)被分為大小為640字節(jié)上下兩個(gè)半?yún)^(qū)，當(dāng)所述的MELP語(yǔ)音解壓程序?qū)?shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到上半?yún)^(qū)時(shí)，所述的語(yǔ)音處理電路對(duì)下半?yún)^(qū)進(jìn)行播放，當(dāng)所述的MELP語(yǔ)音解壓程序?qū)?shù)字語(yǔ)音信號(hào)寫入到下半?yún)^(qū)時(shí)，所述的語(yǔ)音處理電路對(duì)上半?yún)^(qū)進(jìn)行播放，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音解壓和播放的實(shí)時(shí)連續(xù)進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的語(yǔ)音傳輸方法，其特征是所述MELP語(yǔ)音壓縮算法是以每40ms的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)作為一個(gè)語(yǔ)音幀，對(duì)應(yīng)于8KHz采樣率、16bits量化條件下的640字節(jié)采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)過高通濾波、基音估計(jì)、非周期標(biāo)志計(jì)算、參數(shù)量化和差錯(cuò)控制過程，對(duì)所述的一個(gè)語(yǔ)音幀進(jìn)行壓縮比為1:16的壓縮，獲得40字節(jié)的壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)；當(dāng)在所述的一個(gè)語(yǔ)音幀時(shí)間內(nèi)裝置A或裝置B完成語(yǔ)音壓縮和ZigBee射頻發(fā)送，且裝置B或裝置A完成ZigBee射頻接收和語(yǔ)音解壓縮過程，配合裝置A或裝置B中語(yǔ)音采集緩沖區(qū)“乒乓”處理方式和裝置B或裝置A中語(yǔ)音播放緩沖區(qū)“乒乓”處理方式，實(shí)現(xiàn)裝置A與裝置B之間的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于ZigBee技術(shù)的無線全雙工實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸裝置和方法，其特征是包含兩個(gè)相同對(duì)等的裝置A和B，裝置A和B的結(jié)構(gòu)設(shè)置均為駐極體式麥克風(fēng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)；電動(dòng)式揚(yáng)聲器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)；語(yǔ)音處理電路將駐極體式麥克風(fēng)輸出的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳送至嵌入式微控制器電路；同時(shí)還接收嵌入式微控制器電路輸出的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后傳送至電動(dòng)式揚(yáng)聲器；嵌入式微控制器電路接收語(yǔ)音處理電路輸出的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，以“乒乓”方式進(jìn)行壓縮后傳送至ZigBee射頻電路進(jìn)行射頻發(fā)送；同時(shí)還接收Z(yǔ)igBee射頻電路輸出的數(shù)據(jù)，解壓縮后以“乒乓”方式傳送至語(yǔ)音處理電路。本發(fā)明設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗和成本較低。
文檔編號(hào)G10L19/00GK102790671SQ20121025401
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者孫偉, 戴雷, 朱程輝, 李奇越, 王建平, 秦劍, 穆道明, 鄧凡李, 錢自拓, 魏常勇, 黎潔 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)