專利名稱：基于Zigbee的mp5播放器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種mp5播放器，尤其是一種能夠?qū)崿F(xiàn)Zigbee信息傳輸?shù)膍p5播放
ο
背景技術(shù)：
Zigbee技術(shù)是一種可靠的短距離傳輸技術(shù)，是一種供廉價的固定、便捷或移動設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、成本、功耗的低速率無線連接技術(shù)。IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)定義了兩個較低層物理層(PHY)和媒體訪問控制子層(MAC) Zigbee聯(lián)盟在此基礎(chǔ)上建立了網(wǎng)絡(luò)層(NMK)和應(yīng)用層構(gòu)架。Zigbee物理層(PHY)的任務(wù)是通過無線通信進(jìn)行安全、有效的數(shù)據(jù)通信，為MAC層提供服務(wù)。Zigbee使用擴頻技術(shù)和高效率的調(diào)制/解調(diào)方法，滿足了在較小發(fā)射功率的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)距離足夠遠(yuǎn)而又可靠的通信。Zigbee的MAC層使用CSMA/CA算法，因此物理層應(yīng)該具有檢測各信道狀態(tài)的功能和選擇信道的能力。Zigbee所使用的頻率范圍分別為2. 4GHz和868/915MHz。其中，2. 4GHz波段為全球統(tǒng)一、無需申請的ISM頻段，有助于Zigbee設(shè)備的推廣和生產(chǎn)成本的降低。2. 4GHz的物理層通過采用16相調(diào)制技術(shù)，能夠提供250kbit/s的傳輸速率，從而提高了數(shù)據(jù)吞吐量，減小了通信時延，縮短了數(shù)據(jù)收發(fā)的時間，因此更加省電。868MHz是歐洲附加的ISM頻段，915MHz是美國附加的ISM頻段，工作在這兩個頻段上的Zigbee設(shè)備避開了來自2. 4GHz頻段中其他無線通信設(shè)備和家用電器的無線電干擾。Zigbee技術(shù)的主要優(yōu)點(1)工作頻段靈活使用頻段為2. 4GHz,868MHz及915MHz均為免執(zhí)照頻段。(2)功耗低在低耗電待機模式下，兩節(jié)普通5號干電池可使用六個月到兩年，免去了充電或者頻繁更換電池的麻煩。(3)成本低=Zigbee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本。且免收專利費。(4)網(wǎng)絡(luò)容量大每個Zigbee路由器最多可支持255個設(shè)備。(5)時延短通常時延都在15毫秒至30毫秒之間。(6)安全=Zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，采用AES-128加密算法。(7)有效范圍小有效覆蓋范圍10-75米之間，具體依據(jù)實際發(fā)射功率的大小和各種不同的應(yīng)用模式而定，基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環(huán)境。在傳輸過程中，需要對節(jié)點進(jìn)行定位，通常使用的定位方法有三邊測量定位方法、 三角測量法和極大似然估計法?，F(xiàn)有mp5僅能通過數(shù)據(jù)線由電腦進(jìn)行媒體文件等的傳輸，由此，便產(chǎn)生了文件傳輸?shù)木窒扌?。為了解決上述問題，繼續(xù)提出Zigbee技術(shù)下的mp5。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于Zigbee的mp5播放器，使得mp5播放器中的媒體文件傳輸能夠打破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)線的束縛，通過Zigbee技術(shù)進(jìn)行無線傳輸。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述基于Zigbee的mp5播放器包括電源管理模塊、 微控制器模塊、Zigbee射頻模塊、音頻處理模塊、圖像處理模塊、按鈕模塊、顯示模塊；所述 Zigbee射頻模塊、音 頻處理模塊、圖像處理模塊、按鈕模塊、顯示模塊均與微控制器模塊相連，由微控制器進(jìn)行命令控制；所述音頻處理模塊連接揚聲器；所述電源管理模塊用于對各模塊提供穩(wěn)定電壓、對電池電壓的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測以及給電池進(jìn)行充電；所述微控制器模塊，用于實現(xiàn)相關(guān)的協(xié)議、進(jìn)行系統(tǒng)控制以及進(jìn)行基帶處理；所述Zigbee射頻模塊，包括相互連接的射頻調(diào)制、放大芯片及相關(guān)匹配網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)射頻的傳輸；所述音頻處理模塊，包括相互連接的語音壓縮芯片、編碼芯片及語音放大芯片，實現(xiàn)語音的放大、A/D及D/A轉(zhuǎn)換，還有語音壓縮/解壓縮功能；所述圖像處理模塊，包括相互連接的圖像壓縮芯片、編碼芯片及圖像放大芯片，實現(xiàn)圖像的放大、A/D及D/A轉(zhuǎn)換，還有圖像的壓縮/解壓縮功能；所述按鈕模塊，用于為微控制器模塊輸入用戶控制信息；所述顯示模塊，包括顯示屏及驅(qū)動電路，顯示操作菜單及各種狀態(tài)信息。所述微控制器模塊中的微控制器芯片的運行時鐘為32MHz。所述Zigbee射頻模塊包括一個2. 4GHz DSSS(直接序列擴頻)的射頻收發(fā)器核心。所述圖像處理模塊采用的圖像壓縮算法為基于模糊剪枝的最優(yōu)小波包基圖像壓縮算法。所述Zigbee射頻模塊在節(jié)點數(shù)據(jù)通信中，節(jié)點定位使用兩邊兩角測量定位方法， 即在二維空間中，當(dāng)目標(biāo)節(jié)點獲得自身與兩個參考節(jié)點的距離，并獲得以目標(biāo)節(jié)點為頂點的三點夾角角度θ，同時獲得以所述兩參考節(jié)點之間連線方向為參考系χ軸，以其中一個參考節(jié)點為頂點的三點夾角β時，就確定了目標(biāo)節(jié)點的坐標(biāo)。具體為所述Zigbee射頻模塊確定目標(biāo)節(jié)點的坐標(biāo)是通過設(shè)目標(biāo)節(jié)點0的坐標(biāo)是(χ，y)，兩個參考節(jié)點A、B的坐標(biāo)分別為(xi; Y1)，(χ2, y2)，以目標(biāo)節(jié)點0為頂點的三點夾角為θ，以參考節(jié)點A為頂點的三點夾角為β，建立如下方程組I1 = ^I(X-X1)2 +(y-y1f ；I2 = ^j(X-X2)2+(y-y2)2 ；I32 = I1M22H1I2COS θ ；I3 = ^I(X2-X1)2+(y2-y,)2 ；其中，規(guī)定在χ軸上，逆時針方向的角度β為正，順時針為負(fù)；由上述方程組得到兩組解x，y，然后通過β的正負(fù)來最終確定目標(biāo)節(jié)點0的位置。本發(fā)明的優(yōu)點是本方案中對于節(jié)點的定位使用了兩邊兩角測量定位法；通過本發(fā)明的技術(shù)方案，該mp5播放器能使用Zigbee技術(shù)，解決了僅能使用數(shù)據(jù)線進(jìn)行媒體文件傳輸局限性的問題。


圖1為本發(fā)明實施例的基于Zigbee的mp5播放器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述兩邊兩角測量定位算法示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明所述的基于Zigbee的mp5播放器(以下簡稱mp5播放器)，能使用Zigbee 技術(shù)進(jìn)行文件傳輸，解決僅能使用數(shù)據(jù)線進(jìn)行文件傳輸?shù)膯栴}。如圖1所示，為發(fā)明實施例的一種MP5播放器結(jié)構(gòu)示意圖，其中，mp5播放器Cl 主要包括電源管理模塊C001，微控制器模塊C002，Zigbee射頻模塊C003，音頻處理模塊 C004，圖像處理模塊C005，按鈕模塊C006，顯示模塊C007。其中，電源管理模塊COOl與微控制器模塊C002、Zigbee射頻模塊C003、音頻處理模塊C004、圖像處理模塊C005、按鈕模塊C006及顯示模塊C007相連，為各模塊供電。微控制器模塊C002連接Zigbee射頻模塊C003、音頻處理模塊C004、圖像處理模塊C005、按鈕模塊C006以及顯示模塊C007。電源管理模塊C001，由相互連接的充電管理芯片、穩(wěn)壓芯片及相關(guān)輔助電路組成， 其功能都是為其它模塊提供穩(wěn)定的電壓、監(jiān)測電池電壓的狀態(tài)以及為電池進(jìn)行充電。微控制器模塊C002是由微控制芯片組成的，用以實現(xiàn)相關(guān)協(xié)議、系統(tǒng)控制功能以及基帶處理。Zigbee射頻模塊C003主要包含相互連接的射頻調(diào)制、放大芯片及相關(guān)匹配網(wǎng)絡(luò)， 實現(xiàn)射頻的傳輸。音頻處理模塊C004，包括相互連接的語音壓縮芯片、編碼芯片及語音放大芯片，實現(xiàn)語音的放大、A/D及D/A轉(zhuǎn)換以及語音壓縮/解壓縮功能。圖像處理模塊C005，包括相互連接的圖像壓縮芯片、編碼芯片及圖像放大芯片、實現(xiàn)圖像的放大、A/D及D/A轉(zhuǎn)換以及圖像壓縮/解壓縮功能。按鈕模塊C006，由按鈕及按鈕處理芯片和外圍電路組成，主要負(fù)責(zé)將各按鈕的輸入信息傳遞給微控制器模塊C002，從而達(dá)到控制MP5播放器的目的。顯示模塊C007，由驅(qū)動電路和顯示屏組成，負(fù)責(zé)顯示MP5播放器的各菜單及其它相關(guān)的一些狀態(tài)信息，令使用更便捷。如果顯示模塊C007采用觸摸屏，則所述按鈕模塊 C006則為位于觸摸屏中作為軟按鈕。在節(jié)點定位過程中，本發(fā)明使用了兩邊兩角測量定位方法，即在二維空間中，當(dāng)一個節(jié)點(稱為目標(biāo)節(jié)點)獲得自身與兩個參考節(jié)點的距離，并獲得以目標(biāo)節(jié)點為頂點，與兩參考節(jié)點之間的三點夾角角度θ，同時獲得以兩參考節(jié)點連線方向(以下稱為參考線)為參考系X軸，以其中一個參考點為頂點的三點夾角β時，就可以確定該點的坐標(biāo)。兩邊兩角測量定位方法是基于幾何學(xué)，用點與點之間的距離及角度來計算目標(biāo)節(jié)點的位置。如圖2所示，在二維空間中，需要知道目標(biāo)節(jié)點與兩個參考點的距離及以目標(biāo)節(jié)點為頂點所組成的三點間的夾角θ、以參考線為X軸并以其中一個參考點為頂點的三點間夾角β，這樣才能唯一確定目標(biāo)節(jié)點的位置。假 設(shè)目標(biāo)節(jié)點0的坐標(biāo)是(X，y)，兩個參考節(jié)點為信標(biāo)節(jié)點(自身位置已知的節(jié)點)，兩個參考節(jié)點A、B的坐標(biāo)分別為(Xl，Y1)，(x2, y2)，以目標(biāo)節(jié)點0為頂點的夾角為θ， 以一信標(biāo)節(jié)點A為頂點的夾角為β。根據(jù)二維空間距離計算方法，可建立如下方程組I1 = ,J(X-X1)2 +(y-y^2 ；I2 = ^(X-X2)2 +(y-y,f ；I32 = I1M22H1I2COS θ ；I3 = ^(X2-X1)2+ (y^y,)2 ；其中，規(guī)定在χ軸上，逆時針方向的角度β為正，順時針為負(fù)。由上述方程組可得到兩組解x，y。本發(fā)明是采用計算軟件進(jìn)行X和y的求解。然后通過β的正負(fù)來最終確定目標(biāo)節(jié)點0的位置。本發(fā)明所述的基于Zigbee的ΜΡ5播放器是一種能夠進(jìn)行無線短距離文件傳輸?shù)?ΜΡ5播放器，解決了僅能使用數(shù)據(jù)線進(jìn)行文件傳輸?shù)膯栴}，方便了廣大的用戶。
權(quán)利要求
1.基于Zigbee的mp5播放器，其特征是包括電源管理模塊、微控制器模塊、Zigbee射頻模塊、音頻處理模塊、圖像處理模塊、按鈕模塊、顯示模塊；所述Zigbee射頻模塊、音頻處理模塊、圖像處理模塊、按鈕模塊、顯示模塊均與微控制器模塊相連，由微控制器進(jìn)行命令控制；所述音頻處理模塊連接揚聲器；所述電源管理模塊用于對各模塊提供穩(wěn)定電壓、對電池電壓的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測以及給電池進(jìn)行充電；所述微控制器模塊，用于實現(xiàn)相關(guān)的協(xié)議、進(jìn)行系統(tǒng)控制以及進(jìn)行基帶處理；所述Zigbee射頻模塊，包括相互連接的射頻調(diào)制、放大芯片及相關(guān)匹配網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)射頻的傳輸；所述音頻處理模塊，包括相互連接的語音壓縮芯片、編碼芯片及語音放大芯片，實現(xiàn)語音的放大、A/D及D/A轉(zhuǎn)換，還有語音壓縮/解壓縮功能；所述圖像處理模塊，包括相互連接的圖像壓縮芯片、編碼芯片及圖像放大芯片，實現(xiàn)圖像的放大、A/D及D/A轉(zhuǎn)換，還有圖像的壓縮/解壓縮功能；所述按鈕模塊，用于為微控制器模塊輸入用戶控制信息；所述顯示模塊，包括顯示屏及驅(qū)動電路，顯示操作菜單及各種狀態(tài)信息。
2.如權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的mp5播放器，其特征是，所述微控制器模塊中的微控制器芯片的運行時鐘為32MHz。
3.如權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的mp5播放器，其特征是，所述Zigbee射頻模塊包括一個2. 4GHz直接序列擴頻的射頻收發(fā)器核心。
4.如權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的mp5播放器，其特征是，所述圖像處理模塊采用的圖像壓縮算法為基于模糊剪枝的最優(yōu)小波包基圖像壓縮算法。
5.如權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的mp5播放器，其特征是，所述Zigbee射頻模塊在節(jié)點數(shù)據(jù)通信中，節(jié)點定位使用兩邊兩角測量定位方法，即在二維空間中，當(dāng)目標(biāo)節(jié)點獲得自身與兩個參考節(jié)點的距離，并獲得以目標(biāo)節(jié)點為頂點的三點夾角角度θ，同時獲得以所述兩參考節(jié)點之間連線方向為參考系X軸，以其中一個參考節(jié)點為頂點的三點夾角β 時，就確定了目標(biāo)節(jié)點的坐標(biāo)。
6.如權(quán)利要求5所述的基于Zigbee的mp5播放器，其特征是，所述Zigbee射頻模塊確定目標(biāo)節(jié)點的坐標(biāo)是通過設(shè)目標(biāo)節(jié)點O的坐標(biāo)是(x，y)，兩個參考節(jié)點A、B的坐標(biāo)分別為(X1, Y1)，(x2，y2)，以目標(biāo)節(jié)點O為頂點的三點夾角為θ，以參考節(jié)點A為頂點的三點夾角為β，建立如下方程組I1=^(X-X1)2 +(y-y,)2 ；I2=^j(X-X2)2 +(y-y2f ；I32 = I1M22H1I2Cos θ ；A=Vo2-a)2+O2-義)2 ；其中，規(guī)定在χ軸上，逆時針方向的角度β為正，順時針為負(fù)；由上述方程組得到兩組解x，y，然后通過β的正負(fù)來最終確定目標(biāo)節(jié)點O的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于Zigbee的mp5播放器，其包括電源管理模塊，微控制器模塊，Zigbee射頻模塊，音頻處理模塊，圖像處理模塊，按鈕模塊，顯示模塊；其中，由電源模塊對其它各模塊進(jìn)行能源供給，而射頻模塊、音頻處理模塊、圖像處理模塊、按鈕模塊、顯示模塊均與微控制器模塊相連，由微控制器進(jìn)行命令控制。本發(fā)明的Zigbee射頻模塊采用了用于節(jié)點定位的兩邊兩角測量法。本發(fā)明的優(yōu)點是通過本發(fā)明的技術(shù)方案，使該mp5播放器使用Zigbee技術(shù)，解決了僅能使用數(shù)據(jù)線進(jìn)行媒體文件傳輸局限性的問題，實現(xiàn)了Zigbee短距離傳輸文件的mp5播放器。
文檔編號H04W84/18GK102385907SQ201110355240
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者曹文靜, 王艷, 紀(jì)志成, 高春能 申請人:江南大學(xué)