本發(fā)明屬于無線擴(kuò)音領(lǐng)域，具體涉及可用于微小型無人機(jī)使用的無線空中擴(kuò)音、通訊裝置。

背景技術(shù)：

近年來無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，無人機(jī)不受起飛著陸場地限制，能垂直起降、空中懸停，能向任何一個(gè)方向靈活飛行?；谝陨蟽?yōu)勢無人機(jī)現(xiàn)被應(yīng)用于多種領(lǐng)域，已經(jīng)在國內(nèi)外呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢，如農(nóng)業(yè)、探測、氣象、災(zāi)害預(yù)報(bào)和救援等多種領(lǐng)域，具體如影視拍攝、搜索搜救、消防指揮等。

在城市化進(jìn)程中，人口聚集，城市的交通擁堵，時(shí)常出現(xiàn)需要疏散人群、指揮交通的情況，另外高層、超高層建筑日益增多，當(dāng)面臨較大場面的火災(zāi)時(shí)，給消防救援帶來新的挑戰(zhàn)。在無人機(jī)上安裝無線擴(kuò)音裝置是解決上述問題的有效工具。因而開發(fā)與無人機(jī)相匹配的擴(kuò)音裝置具有較為現(xiàn)實(shí)意義。

市面上語音對講模塊輸出的語音信號為模擬信號，容易受到電磁干擾，導(dǎo)致信號失真，影響通話質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.要解決的技術(shù)問題

為了解決在混亂場合中不便于通信、管理的問題，本發(fā)明提供了一種天專為微小型無人機(jī)開發(fā)的一款無線空中擴(kuò)音、通訊裝置，特別適合于微小型無人直升機(jī)、多旋翼等飛行平臺。本發(fā)明產(chǎn)品可廣泛用于公安、消防等領(lǐng)域。本發(fā)明擴(kuò)音裝置抗干擾性強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，語音清晰完整、還原度高，同時(shí)傳輸距離遠(yuǎn)。

2.技術(shù)方案

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種擴(kuò)音裝置，包括擴(kuò)音裝置主機(jī)、高分貝喇叭，所述擴(kuò)音裝置主機(jī)電路板信號層進(jìn)行敷銅鋪地，優(yōu)選所述擴(kuò)音裝置主機(jī)電路板音頻信號線和射頻信號兩側(cè)與底層接地。所述電路板將數(shù)字信號與模擬信號分開、射頻信號與低頻信號分開。

所述擴(kuò)音裝置的電路板走線優(yōu)選采用鈍角。

所述電路板厚度為0.9-1.3mm，優(yōu)選為1.0mm。

本發(fā)明擴(kuò)音裝置包括擴(kuò)音裝置主機(jī)、高分貝喇叭，所述高分貝喇叭通過安裝夾固定于擴(kuò)音裝置主機(jī)，所述擴(kuò)音裝置主機(jī)包括頻道顯示屏、對頻旋鈕、電源線，通過調(diào)節(jié)對頻旋鈕調(diào)節(jié)頻道，與對講機(jī)保持通信。所述擴(kuò)音裝置主機(jī)內(nèi)部包含語音對講模塊，功放模塊，控制模塊?？刂颇K發(fā)指令給語音對講模塊，配置相關(guān)參數(shù)以及控制工作流程，語音對講模塊接收對講機(jī)信號，并經(jīng)語音對講模塊計(jì)算處理后輸出語音信號傳遞給功放模塊，功放模塊把幅度很小的語音信號放大為高能量的信號驅(qū)動(dòng)高分貝喇叭。

所述控制模塊選用stm32f105rbt6主控芯片；所述功放模塊使用功放芯片為tda8932bt；所述語音對講模塊選用型號sr-frs。

所述擴(kuò)音裝置主機(jī)上設(shè)有2-4個(gè)安裝孔，便于安裝在無人機(jī)上。

所述高分貝喇叭通過安裝夾固定于擴(kuò)音裝置主機(jī)。

所述電源線用于連接外置電源，可為獨(dú)立外接電池，也可以為無人機(jī)電源。

3.有益效果

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、體積小、重量輕，幾乎適配所有行業(yè)類無人機(jī)。采用碳纖維和高強(qiáng)度鋁合金作為擴(kuò)音裝置的主體材料。

2、聲音距離遠(yuǎn)。因?yàn)椴捎?00m頻段，繞射能力強(qiáng)。采用芯片集成度高，模塊化設(shè)計(jì)。最大的傳輸距離可達(dá)到4km，能滿足絕大多數(shù)行業(yè)應(yīng)用。

3、使用簡便。機(jī)載端自帶安裝孔位。僅需提供12-24v供電即可工作，無需復(fù)雜的配置。

4、應(yīng)用范圍廣。除了無人飛行平臺掛載，無人車、無人船或其他需要遠(yuǎn)程無線擴(kuò)音的平臺、場景均可使用本產(chǎn)品。

5、升級方便。用戶可根據(jù)實(shí)際使用情況更換功率更高的喇叭(speaker-i天語者主機(jī)支持8歐、20-30w喇叭)以適應(yīng)不同的使用環(huán)境。

6、語音對講模塊輸出的語音信號為模擬信號，容易受到電磁干擾，導(dǎo)致信號失真，必須充分考慮信號完整性問題，這是一個(gè)難點(diǎn)，而本設(shè)計(jì)通過計(jì)算電路板各項(xiàng)性能參數(shù)，合理設(shè)計(jì)元件放置與線路走線，很好的解決了這一問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明內(nèi)部控制系統(tǒng)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1為擴(kuò)音裝置主機(jī)；2為高分貝喇叭；3為安裝夾，11為對頻旋鈕；12為頻道顯示屏；13為電源線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體的實(shí)施例，對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明擴(kuò)音裝置包括擴(kuò)音裝置主機(jī)1、高分貝喇叭2，所述高分貝喇叭2通過安裝夾3固定于擴(kuò)音裝置主機(jī)1。

如圖2所示，所述擴(kuò)音裝置主機(jī)1電路板包含語音對講模塊，功放模塊，控制模塊。所述電路板信號層進(jìn)行大面積敷銅鋪地，音頻信號線和射頻信號兩側(cè)與底層均接地。同時(shí)，所述電路板遵循數(shù)字信號與模擬信號分開、射頻信號與低頻信號分開原則，有效降低了電磁干擾與抗干擾性能。所述電路板厚度為0.9-1.3mm，優(yōu)選為1.0mm。由于板層越厚電容效應(yīng)越明顯電磁干擾越嚴(yán)重，超薄電路板設(shè)計(jì)能夠降低干擾。所述電路板走線采用鈍角，該種設(shè)計(jì)能夠防止了嚴(yán)重的電磁輻射，降低了能量損耗與對其他元件的干擾。

控制模塊可通過標(biāo)準(zhǔn)異步串行口通訊來設(shè)計(jì)模塊工作參數(shù)并控制整個(gè)模塊的收發(fā)。

控制模塊能夠發(fā)送頻點(diǎn)設(shè)置指令、亞音頻設(shè)置指令、輸出功率設(shè)置指令、語音加密指令、波特率設(shè)置指令、自動(dòng)消尾音指令、數(shù)字音量選擇指令、靜噪級別指令、接收靈敏度設(shè)置指令、睡眠模式指令?？刂颇K將相關(guān)指令發(fā)送至語音對講模塊，配置相關(guān)參數(shù)以及控制工作流程，語音對講模塊接收對講機(jī)信號，并經(jīng)語音對講模塊計(jì)算處理后輸出語音信號傳遞給功放模塊，功放模塊把幅度很小的語音信號放大為高能量的信號驅(qū)動(dòng)高分貝喇叭2。

所述擴(kuò)音裝置主機(jī)1上相應(yīng)配置頻道顯示屏12、對頻旋鈕11、電源線13。通過對頻旋鈕調(diào)節(jié)頻道，接收對講機(jī)信號。擴(kuò)音裝置主機(jī)1上還設(shè)有2-4個(gè)安裝孔，用于安置于無人機(jī)。

所述電源線13用于連接外置電源，可為獨(dú)立外接電池，也可以為無人機(jī)電源。

所述控制模塊可以選用stm32f105rbt6主控芯片。

所述功放模塊使用功放芯片為tda8932bt，可以驅(qū)動(dòng)內(nèi)阻為4歐和8歐的喇叭。

所述語音對講模塊選用型號sr-frs，該種語音對講模塊發(fā)射功率高，傳輸距離遠(yuǎn)，模塊內(nèi)置高性能射頻收發(fā)芯片、微控制器以及射頻功放。

stm32f105rbt6、sr-frs、tda8932bt集成度都很高，體積小，質(zhì)量輕。sr-frs模塊把高性能射頻收發(fā)芯片、微控制器、射頻功放集成進(jìn)一塊芯片中，大大減小了體積，提高了系統(tǒng)可靠性。選擇上述信號模塊能夠降低擴(kuò)音裝置的整體重量，從而可以適配多種類型的無人機(jī)。

本發(fā)明擴(kuò)音裝置傳輸距離遠(yuǎn)(可達(dá)5km)，集成度高，抗干擾能力強(qiáng)，具有語音加密(擾頻)、遇忙禁發(fā)、自動(dòng)消尾音功能。這是由于我們采用了先進(jìn)的語音對講模塊sr_frs，該模塊工作在400m～480mhz頻段。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的電路板充分考慮了抗干擾性能以及信號完整性，語音信號清晰完整，還原度高。本發(fā)明支持16個(gè)頻道選擇，并可以在開機(jī)狀態(tài)下選擇頻道，實(shí)時(shí)將頻道數(shù)通過數(shù)碼顯示頻顯示。

本發(fā)明產(chǎn)品優(yōu)選技術(shù)參數(shù)如下：

應(yīng)用案例

1.高層消防救援

當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事故，尤其是出現(xiàn)高層建筑失火、人員被困高層時(shí)，與被困人員及時(shí)取得聯(lián)系對組織人員疏散救援有著非常重要的意義。

由于事故現(xiàn)場地面環(huán)境相對吵雜，傳統(tǒng)擴(kuò)音設(shè)備或地面喊話很難將救援者的意圖傳達(dá)給被困人員。此時(shí)如果消防無人機(jī)掛載本發(fā)明擴(kuò)音裝置，實(shí)時(shí)空中喊話或者轉(zhuǎn)達(dá)指令，就能有效的解決這一問題。

一般火災(zāi)現(xiàn)場被困群眾大多情緒激動(dòng)恐慌，通過本發(fā)明喊話器及時(shí)將消防人員的指揮信息送達(dá)，有利于穩(wěn)定民眾情緒，提高疏散效率，較大程度上避免出現(xiàn)踩踏等惡性事件的發(fā)生。

2.群體事件處置

當(dāng)一些大型群體騷亂事件出現(xiàn)時(shí)，由于參加的人群眾多，現(xiàn)場很難控制。傳統(tǒng)擴(kuò)音設(shè)備受到位置、高度、距離的限制，無法將信息傳遞給群體的每一個(gè)人。而本發(fā)明可利用無人機(jī)作為掛載主體，在人群上方移動(dòng)喊話，實(shí)時(shí)、高效的將指揮意圖傳達(dá)下去，有效控制群體事件的發(fā)展態(tài)勢。

尤其在出現(xiàn)一些社會(huì)惡性暴力事件時(shí)，現(xiàn)場存在一定危險(xiǎn)，出于對警務(wù)人員人身安全的考慮，在不適宜近距離交涉時(shí)，天語者空中喊話能起到關(guān)鍵性的作用。及時(shí)傳遞領(lǐng)導(dǎo)者講話，表達(dá)警方意圖，傳達(dá)正確的輿論導(dǎo)向。

3.交通指揮

當(dāng)發(fā)生交通事故，路面交通出現(xiàn)癱瘓或應(yīng)急車道被堵，指揮車輛無法及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場時(shí)，傳統(tǒng)解決方案需要等待交警徒步前往事故發(fā)生地，但此舉耗時(shí)過長，且指揮信息無法及時(shí)傳遞給司機(jī)，具有很大的局限性。

行業(yè)無人機(jī)掛載本發(fā)明擴(kuò)音裝置能迅速抵達(dá)車輛上方并進(jìn)行移動(dòng)喊話，能有效控制局面、及時(shí)疏散車輛，提高交通疏導(dǎo)效率，避免長時(shí)間擁堵影響民眾正常出行。

實(shí)際測試案例

測試方案：接收端置放在8層樓頂(高度約25m)，對講機(jī)放在車內(nèi)測距，視距范圍有樓層遮擋。

測試結(jié)果：

對講機(jī)在車內(nèi)3km傳輸距離無雜音，效果良好。

對講機(jī)在車外4km傳輸距離無雜音，效果良好。

對講機(jī)在車外5.1km傳輸距離有雜音但能分辨對講內(nèi)容。