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1、WiFi對講機(jī)的設(shè)計摘要：本文介紹了WiFi對講機(jī)的對講原理、軟硬件設(shè)計要點(diǎn)以及關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計出來的WiFi對講機(jī)經(jīng)測試，完全滿足對講聯(lián)絡(luò)的要求，是傳統(tǒng)模擬數(shù)字對講機(jī)的有力補(bǔ)充。關(guān)鍵詞：對講機(jī)；WiFi通信；測試效果Abstract：ThispaperdescribestheprincipleofWiFiinterphone，thekeypointofhardwareandsoftwaredesign，andthekeytechnology.ThetestshowsthattheWiFiinterphoneiscom
2、pletelymeettherequirementsforcommunication.Whatismore,thephoneisalsoanadditionoftraditionalanalogousanddigitalinterphone.Keywords:interphone；WiFicommunication；testeffect中圖分類號：TN92文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A目前模擬、數(shù)字對講機(jī)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但是，在樓房、廠房等較為分散的有阻擋的區(qū)域之間，這些模擬和數(shù)字對講機(jī)就失去了作用?，F(xiàn)在，以太網(wǎng)和WiFi無線網(wǎng)
3、絡(luò)已經(jīng)非常普遍，特別是特大型企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)和WiFi無線網(wǎng)絡(luò)基本上實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，在這些企業(yè)中，利用現(xiàn)有的有線和無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對講通話等工作聯(lián)絡(luò)是非常需要的。為此，我們設(shè)計了WiFi對講機(jī)，通過WiFi網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)遠(yuǎn)程對講。一、實現(xiàn)原理通過MIC采集聲音信號并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，MCU對A/D轉(zhuǎn)換過的數(shù)字信號進(jìn)行編碼，再把編碼后的數(shù)據(jù)以50ms為一包，按照選擇的通道，通過WiFi的組播發(fā)送出去。在收到其他對講機(jī)發(fā)來的組播數(shù)據(jù)包后，MCU進(jìn)行解碼，并緩存150ms的語音數(shù)據(jù)，待緩存滿后開始取出緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，把語
4、音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號，再經(jīng)功放后接入喇叭，播放出聲音。和傳統(tǒng)對講機(jī)一樣，WiFi對講機(jī)設(shè)置有通道選擇旋鈕，共16個通道，每一個通道對應(yīng)一個組播地址，相同組播地址的對講機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)語音數(shù)據(jù)的相互收發(fā)，實現(xiàn)分組對講。WiFi無線信號會隨著對講機(jī)的移動出現(xiàn)信號飄移，為了使語音播放更流暢，需要對收到的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，這樣，偶爾出現(xiàn)傳輸延遲，也不至于引起語音播放的卡頓。緩存時間越長，播放越流暢，但時間過長就會有延遲的感覺。本設(shè)計采用150ms的緩存，這樣，播放的聲音聽起來基本感覺不到延遲，而又起到了補(bǔ)償傳輸延遲避免卡頓的作用。
5、無線傳輸語音數(shù)據(jù)要盡量少地占用帶寬，以便減少傳輸時間，使MCU能夠有丟包重傳的處理時間，這就需要對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼。比較ADPCM、G.711、G.721等語音編碼，ADPCM編碼把語音數(shù)據(jù)按1:4的壓縮比進(jìn)行壓縮，算法簡單，占用MCU時間短，解碼后語音質(zhì)量良好。本設(shè)計采用了ADPCM編解碼算法。漫游是移動對講必須要解決的問題，以便實現(xiàn)對講機(jī)在跨越WiFi路由器時不中斷對講。對講機(jī)中的WiFi模塊在檢測到連接的路由器的信號強(qiáng)度（RSSI）小于-80DB時，開始檢測其他路由器的信號強(qiáng)度，當(dāng)其他路由器的信號強(qiáng)度大于
6、-70DB時，則立刻連接到信號強(qiáng)度較強(qiáng)的這臺路由器。為了更快速地進(jìn)行路由器連接切換，在部署路由器網(wǎng)絡(luò)時，所有路由器全部配置成相同的名字（SSID），這樣，漫游時，對講機(jī)只檢測SSID相同的路由器的信號強(qiáng)度，使路由檢測和切換速度大大提高。二、硬件設(shè)計對講機(jī)由Win模塊、MCU、CODEC編解碼、數(shù)字功放、MIC、SPEAK、電源部分等組成，其構(gòu)成框圖如圖1所示。選用意法的4系列ARM芯片作為MCU，ARM芯片本身帶有128KRAM，完全滿足語音數(shù)據(jù)緩存和WiFi收發(fā)所需內(nèi)存，ARM芯片具有兩個SPI，一個與WiFi模塊
7、通信，一個與編解碼芯片通信，用于收發(fā)語音數(shù)據(jù)，還具有一個I2C接口，該接口與編解碼芯片通信，用于對編解碼芯片初始化和參數(shù)配置。選用TI公司的內(nèi)置2W數(shù)字功放的編解碼(CODEC)芯片AIC3100,該芯片可直接接入MIC和4Q喇叭。可以通過寄存器設(shè)置，進(jìn)行語音濾波、回音抑制、音量調(diào)節(jié)等。該芯片的I2C接口用于寄存器配置和語音采集與播放控制，SPI接口用于傳輸語音數(shù)據(jù)。通道選擇旋鈕驅(qū)動MCU上的GPIO，以便MCU檢測出選擇的通道，MCU檢測到所選通道后，通過SPI接口，配置WiFi模塊的組播地址，以便實現(xiàn)組內(nèi)語音數(shù)據(jù)
8、的組播收發(fā)，實現(xiàn)分組對講功能。音量調(diào)節(jié)旋鈕接入MCU的一路A/D通道，以便MCU檢測出調(diào)節(jié)的音量，MCU根據(jù)測得的音量旋鈕的電阻值，通過I2C接口配置CODEC芯片的音量大小，達(dá)到音量調(diào)節(jié)的作用。WiFi模塊選用具備SPI透傳接口的低功耗嵌入式模塊，天線采用模塊自帶的板載天線，工作模式選擇為STA模式，組播功能開啟。三、軟件設(shè)計軟件系統(tǒng)包括MC
