通信系统开发

通亚洲杯滚球讯体系

2019-02-15作者:OPE来源:opebet 次阅读

  。文中引见了该体系的软硬件设想,经测试,该体系在现实情况中拥有优良的不变性和及时性。

  中国作为产煤大国,煤矿平安不断都是重中之重。若何包管井下和井上之间靠得住的及时语音通讯,越来越遭到关心和注重。目前煤矿通讯体系次要分为两种:一种是安排德律风,包罗有线和无线德律风;另一种是井下局部扩音德律风体系。对付数字通讯体例,目前很多公司仍采用模仿信号来实现煤矿语音体系,与数字语音通讯体系比拟,其具有不不变、不矫捷等错误真理,而现阶段模仿通讯体系已逐步被取代。目前,现场总线已成长成为集计较机收集、现场节制、出产办理等内容为一体的现场总线节制体系。因为现场总线漫衍在主动化使用的各个角落,给设想者和利用者供给了便利,但这些使用均被制约于数据传输。本设想基于CAN总线建立井下对讲体系,与其他通讯体例比拟,其拥有较好的及时性、靠得住性和矫捷性。

  体系布局框图如图1所示,一语音节点颠末麦克风度集声音信号,以8 kHz采样进行A/D量化成16位数据,然后经语音压缩芯片进行数据压缩,并传输给STM32处置器,处置器经CAN收发器传输至井下语音CAN总线上。其他语音节点通过CAN收发器领受井下语音CAN总线上的压缩数据,经语音解码芯片进行解码后通过D/A转换,再由扩音器播出。

  本体系使用于井下皮带庇护体系,拥有收罗井下皮带事情形态消息和节制井下皮带运作,同时还拥有语音通讯体系。处置器作为体系焦点,需对语音消息、皮带事情消息及其通讯和谈进行处置、整合、贮存、安排,因而处置器的取舍是环节。体系采用ST公司的互联性系列节制器STM32F107作为模块处置器,此芯片拥有较强的工业机能,体系时钟最高可达72 MHz,尺度外设有10个按时器、两个12位1-Msample/s AD、两个12位D/A、两个I2C接口、5个USART接口和3个SPI端口以及高品质数字音频接口IIS。别的STM32F107具有全速USB(OTG)接口,两路CAN2.0B接口,以及以太网10/100 MAC模块,以此餍足皮带庇护体系。体系利用此中一升引来实现语音通讯;另一升引来实现现场办理及现场节制。处置器部门电路如图2所示。主控芯片除了必需的复位、晶振、电源等电路外,还包罗了与CAN总线收发加强器以及与AMBE-1000语音编码芯片的毗连。主控芯片STM32F107与AMBE-1000之间采用SPI同步出口毗连,而AlMBE-1000与CSP-1027S之间采用了公用的同步接口毗连,该种接口无需添加分外的单片机驱动便可进行通讯。最初将CSP-1027S与麦克风、扬声器之间进行毗连。

  CAN总线传输距离是以捐躯带宽为价格,因而需在包管优良语音品质的前提下,采用较低语音比特率传输,表1为CAN总线传输距离与波特率关系。

  为包管高保真、低带宽语音通讯,体系采用MBE手艺进行语音压缩。数字语音压缩目前在多媒体消息手艺和收集手艺中使用普遍,而压缩手艺也较为成熟。因为采用DSP进行数字语音压缩,算法庞大且价钱高贵,故本体系采用单片集成芯片AMBE-1000进行语音压缩。AMBE-1000是一款高机能多速度语音编解码芯片,采用MBE手艺的语音压缩算法,拥有语音音质好和编码速度低等长处,语音编解码速度可在2.4~9.6 kbits-1之间以50 kbits-1的间隔变迁,即便在2.4 kbits-1时,仍可连结天然的语音品质和可懂度。所有编码息争码操作均在芯片内部完成,无需分外的存储器。这些特征使其合用于本体系设想。体系中CAN波特率设为18 kbits-1,传输距离2 km。

  AMBE-1000集成编码器息争码器,两者彼此独立。编码器领受8 kHz采样的语音数据流并以必然的速度输出信道数据。相反,解码器领受信道数据并合针言音数据流。编码器息争码器接口的时序是彻底异步的,其事情信道布局如图3所示。语音消息颠末发送方的AMBE-1000编码器被压缩为数字言语编码,经CAN总线传入领受方的AMBE-1000解码器,再经由解码器获得发送方的语音消息。同样,原领受方也可由不异的体例将本身的言语消息传送至原发送方。

  AMBE-1000采用A/D-D/A芯片作为语音信号的接口。为餍足要求与机能,体系选用A/D-D/A芯片CSP1027S与AMBE-1000作为接口毗连。芯片集成16位串行A/D和D/A,由低功耗的CMOS手艺和低电压数字体系设想而成,其模仿接口处内置了前置放大器,因而能够输入较小的语音信号。合适G.712语音频带相应和信噪比规范,个人通信系统最高采样率可达24 kHz,餍足AMBE-1000编码要求。其与AMBE接口电路如图4所示。

  为提高处置器CAN总线的驱动威力,需在处置器与现场总线间添加CAN收发器。体系选用周建功的CTM8251,该芯片内部集成了CAN所必须的断绝及收发器件。该芯片的次要功效是将CAN节制器的逻辑电平转换为CAN总线所必须的差分电平,并拥有DC-DC断绝功效,其接口电路如图5所示。通讯体系

  体系软件在Keil4开辟情况完成设想,同时该开辟情况与Jlink-v8共同可实此刻线调试功效,为本体系的完成供给了便利。

  软件基于模块化设想,分歧模块完成响应功效。起首,开机进入设施初始化功效,此中包罗体系时钟设置装备安排、管脚设置装备安排、数字通信系统CAN节制器设置装备安排、AMBE-1000初始化等。体系时钟设置装备安排为72 MHz,这是主控芯片STM32F107所能到达的最高事情频次,在该频次下具有足够高的效率来处置各外设消息。对管脚的设置装备安排包罗对按键和部额外设I/O口的设置装备安排,对CAN总线节制器的设置装备安排次要为传输速率设置装备安排。因井下正常两节点距离3 km,且语音颠末压缩后为8 kbits-1,所以将CAN总线 kbits-1,这便餍足了3 km的传输要求。AMBE-1000的初始化次要为通讯接口的初始化,其通讯接口为SPI同步串口,可间接与主控芯片的SPI接口毗连。

  体系启动落伍入一般事情模式,当有语音按钮按下时,处置器进入语音收罗模式,并通过SPI使能AMBE-1000,AMBE-1000将线 ms压缩为一个语音数据包,再经由STM32主控芯片将压缩包上传至CAN总线。CAN总线领受端设置装备安排成中缀模式,当有语音数据领受时,触发中缀并将该数据压缩包颠末SPI同步串口授入AMBE-1000,并节制其进行解压缩并播放。在解码器部门,当其检测到遗失一帧语音数据时,能根据上一帧数据尽量实在地预测下一帧语音数据,同时给出恰当的语音信号。体系流程如图6所示,中缀法式流程如图7所示。

  测试体系由两个语音节点构成,两节点之间由20 m线长相毗连,并在一号节点放相信号产生器,二号节点安排示波器与分贝计。因人声频次范畴为300~3 400 Hz之间,所以信号产生器别离取在该范畴内的5个点作为测试点,测试成果如表2所示。

  对应这5个频次点由信号产生器发出相应频次的正弦波,再由分贝计从节点2的扬声器音响中测得分贝值,而失真度可通过示波器察看出正弦波的失真环境。测试成果申明,扬声器音响80 dB,失线%,根基餍足人声的辨识度。

  通过现实测试证了然将语音信号进行压缩并通过CAN总线进行传输事情优良,实现了低速度数字近程传布。同时本体系拥有较好的矫捷性,通亚洲杯滚球讯体系可实现广播、组播、点对点等多种通讯体例,并拥有较好的及时性和抗滋扰性。

  文中引见了一种使用于煤矿的井下语音传输体系,该体系基于MBE语音压缩手艺,且以CAN总线为传输体例。本体系使用于井下皮带庇护体系中的语音扩音体系内,次要用以实现井上与井下,以及井下各部门进行的彼此及时语音通讯,为确保煤矿平安供给保障。文中设想本钱较低,便于维护和点窜,且适用性较强。

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