一種基于短距離無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是一種基于短距離無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)音頻 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?br>【背景技術(shù)】
[0002] 目前，實(shí)現(xiàn)音頻網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆椒ㄓ泻芏喾N，因?yàn)橐纛l文件的數(shù)據(jù)量相對(duì)比較大，所 以采用的網(wǎng)絡(luò)較多的都為大數(shù)據(jù)量網(wǎng)絡(luò)。例如：通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)傳輸音頻，這是前幾年較為 流行的傳輸方法，其缺點(diǎn)是傳輸距離過(guò)短；另外采用UWB技術(shù)傳輸音頻，這是較為新型的傳 輸方法，其缺點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格比較昂貴。根據(jù)ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)，其原本定于小數(shù)據(jù)量的傳 輸，但其250kb/s的傳輸速率，能滿(mǎn)足基本的音頻傳輸需求。并且ZigBee具有低成本、低功 耗、低復(fù)雜度、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在智能家居、自動(dòng)控制、醫(yī)療監(jiān)護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域都擁有很 好的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠穩(wěn)定的獲得較好的音頻效果，成本低 廉，復(fù)雜度低，操作簡(jiǎn)單的一種基于短距離無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?br>[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于短距離無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ洳?驟為： (1) 實(shí)現(xiàn)音頻采集模塊對(duì)音頻數(shù)據(jù)的采集； (2) 實(shí)現(xiàn)音頻處理模塊對(duì)采集到的音頻數(shù)據(jù)從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，此過(guò)程為 對(duì)音頻信號(hào)的采樣過(guò)程； (3) 應(yīng)用ADPCM壓縮算法，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮；從數(shù)據(jù)緩存區(qū)取出存儲(chǔ)的樣本字 節(jié)進(jìn)行壓縮，壓縮后的數(shù)據(jù)被送到數(shù)據(jù)發(fā)送緩存區(qū)； (4) 使用ZigBee技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，多 個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)； (5) 完成數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸； (6) 應(yīng)用ADPCM壓縮算法逆過(guò)程，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行解壓縮；音頻數(shù)據(jù)被傳輸?shù)揭?頻處理模塊的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，數(shù)據(jù)緩存區(qū)的音頻數(shù)據(jù)被取出進(jìn)行解壓縮，則壓縮的數(shù)據(jù)被還 原； (7) 實(shí)現(xiàn)音頻處理模塊對(duì)收到的音頻數(shù)據(jù)從數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換； (8) 實(shí)現(xiàn)后置放大電路對(duì)模擬音頻信號(hào)的放大； (9) 實(shí)現(xiàn)音頻播放模塊對(duì)音頻的播放； 上述步驟（1)音頻數(shù)據(jù)的采集，具體包括以下步驟： ①通過(guò)串口編程，實(shí)現(xiàn)通過(guò)按鍵來(lái)控制采集音頻的時(shí)長(zhǎng)；根據(jù)本發(fā)明的特性，音頻采集 時(shí)長(zhǎng)應(yīng)盡量短，相應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)量就??； 發(fā)運(yùn)算放大器將音頻信號(hào)放大符合需求的倍數(shù)； ③將放大的信號(hào)通過(guò)一個(gè)低通抗混疊濾波器進(jìn)行去噪處理； @將放大去噪的信號(hào)輸入到音頻處理模塊，完成音頻的采集和初步處理過(guò)程。
[0005] 上述步驟（5)數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸，具體包括以下步驟： Φ通過(guò)RS232串口線(xiàn)將音頻處理模塊和ZigBee模塊連接起來(lái)作為終端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)音頻 數(shù)據(jù)的發(fā)送； ?路由器節(jié)點(diǎn)接收到終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給中心節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)； ③ 中心節(jié)點(diǎn)收到路由器節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的的數(shù)據(jù)； ④ 中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS232串口線(xiàn)與音頻處理模塊連接起來(lái)，完成整個(gè)音頻信號(hào)的傳輸過(guò) 程。
[0006] 本發(fā)明的積極效果為： 根據(jù)ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)，其原本定于小數(shù)據(jù)量的傳輸，但其250kb/s的傳輸速率，能 滿(mǎn)足基本的音頻傳輸需求。并且ZigBee具有低成本、低功耗、低復(fù)雜度、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu) 點(diǎn)，在智能家居、自動(dòng)控制、醫(yī)療監(jiān)護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域都擁有很好的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1.本發(fā)明的方法功能模塊圖； 圖2.本發(fā)明的方法流程圖； 圖3.本發(fā)明方法步驟結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 如圖1所示，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠穩(wěn)定的獲得較好的音頻 效果，成本低廉，復(fù)雜度低，操作簡(jiǎn)單的一種基于短距離無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?法。
[0009] 如圖2所示，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于短距離無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)傳輸 的方法，其步驟為： (1) 實(shí)現(xiàn)音頻采集模塊對(duì)音頻數(shù)據(jù)的采集； (2) 實(shí)現(xiàn)音頻處理模塊對(duì)采集到的音頻數(shù)據(jù)從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，此過(guò)程為 對(duì)音頻信號(hào)的采樣過(guò)程； (3) 應(yīng)用ADPCM壓縮算法，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮。從數(shù)據(jù)緩存區(qū)取出存儲(chǔ)的樣本字 節(jié)進(jìn)行壓縮，壓縮后的數(shù)據(jù)被送到數(shù)據(jù)發(fā)送緩存區(qū)； (4) 使用ZigBee技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，參見(jiàn)圖3,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)終 端節(jié)點(diǎn)，多個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)；其中終端節(jié)點(diǎn)主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送，路由 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和輸出； (5) 在上述步驟（1) (2) (3) (4)的基礎(chǔ)上完成數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸； (6) 應(yīng)用ADPCM壓縮算法逆過(guò)程，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行解壓縮；音頻數(shù)據(jù)被傳輸?shù)揭?頻處理模塊的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，數(shù)據(jù)緩存區(qū)的音頻數(shù)據(jù)被取出進(jìn)行解壓縮，則壓縮的數(shù)據(jù)被還 原； (7) 實(shí)現(xiàn)音頻處理模塊對(duì)收到的音頻數(shù)據(jù)從數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換； (8) 實(shí)現(xiàn)后置放大電路對(duì)模擬音頻信號(hào)的放大； (9) 實(shí)現(xiàn)音頻播放模塊對(duì)音頻的播放。
[0010] 上述步驟（1)音頻數(shù)據(jù)的采集，具體包括以下步驟： _通過(guò)串口編程，實(shí)現(xiàn)通過(guò)按鍵來(lái)控制采集音頻的時(shí)長(zhǎng)；根據(jù)本發(fā)明的特性，音頻采集 時(shí)長(zhǎng)應(yīng)盡量短，相應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)量就??； Φ運(yùn)算放大器將音頻信號(hào)放大符合需求的倍數(shù)； 亡將放大的信號(hào)通過(guò)一個(gè)低通抗混疊濾波器進(jìn)行去噪處理； Φ將放大去噪的信號(hào)輸入到音頻處理模塊，完成音頻的采集和初步處理過(guò)程。
[0011] 上述步驟（5)數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸，具體包括以下步驟： 發(fā)通過(guò)RS232串口線(xiàn)將音頻處理模塊和ZigBee模塊連接起來(lái)作為終端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)音頻 數(shù)據(jù)的發(fā)送； ?路由器節(jié)點(diǎn)接收到終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給中心節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)； ③中心節(jié)點(diǎn)收到路由器節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的的數(shù)據(jù)； 中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS232串口線(xiàn)與音頻處理模塊連接起來(lái)，完成整個(gè)音頻信號(hào)的傳輸過(guò) 程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于短距離無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其步驟為： (1) 實(shí)現(xiàn)音頻采集模塊對(duì)音頻數(shù)據(jù)的采集； (2) 實(shí)現(xiàn)音頻處理模塊對(duì)采集到的音頻數(shù)據(jù)從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，此過(guò)程為 對(duì)音頻信號(hào)的采樣過(guò)程； (3) 應(yīng)用ADPCM壓縮算法，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮；從數(shù)據(jù)緩存區(qū)取出存儲(chǔ)的樣本字 節(jié)進(jìn)行壓縮，壓縮后的數(shù)據(jù)被送到數(shù)據(jù)發(fā)送緩存區(qū)； (4) 使用Zi濁ee技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)Zi濁ee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，多 個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)中必節(jié)點(diǎn)； (5) 完成數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸； (6) 應(yīng)用ADPCM壓縮算法逆過(guò)程，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行解壓縮；音頻數(shù)據(jù)被傳輸?shù)揭?頻處理模塊的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，數(shù)據(jù)緩存區(qū)的音頻數(shù)據(jù)被取出進(jìn)行解壓縮，則壓縮的數(shù)據(jù)被還 原； (7) 實(shí)現(xiàn)音頻處理模塊對(duì)收到的音頻數(shù)據(jù)從數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換； (8) 實(shí)現(xiàn)后置放大電路對(duì)模擬音頻信號(hào)的放大； (9) 實(shí)現(xiàn)音頻播放模塊對(duì)音頻的播放。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟（1)音頻數(shù)據(jù)的采集，具體包括 W下步驟： (|)通過(guò)串口編程，實(shí)現(xiàn)通過(guò)按鍵來(lái)控制采集音頻的時(shí)長(zhǎng)；根據(jù)本發(fā)明的特性，音頻采集 時(shí)長(zhǎng)應(yīng)盡量短，相應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)量就小； 哥運(yùn)算放大器將音頻信號(hào)放大符合需求的倍數(shù)； 窗將放大的信號(hào)通過(guò)一個(gè)低通抗混疊濾波器進(jìn)行去噪處理； 毎將放大去噪的信號(hào)輸入到音頻處理模塊，完成音頻的采集和初步處理過(guò)程。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步驟（5)數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸， 具體包括W下步驟： 褒通過(guò)RS232串口線(xiàn)將音頻處理模塊和Zi濁ee模塊連接起來(lái)作為終端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)音頻 數(shù)據(jù)的發(fā)送； 風(fēng)路由器節(jié)點(diǎn)接收到終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給中必節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)； ③中必節(jié)點(diǎn)收到路由器節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的的數(shù)據(jù)； @中必節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS232串口線(xiàn)與音頻處理模塊連接起來(lái)，完成整個(gè)音頻信號(hào)的傳輸過(guò) 程。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于短距離無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，屬于物?lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。一種基于短距離無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒òㄒ韵虏襟E：（1）實(shí)現(xiàn)音頻采集模塊對(duì)音頻數(shù)據(jù)的采集；（2）實(shí)現(xiàn)音頻處理模塊對(duì)采集到的音頻數(shù)據(jù)從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換；（3）應(yīng)用ADPCM壓縮算法，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮；（4）使用ZigBee技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)；（5）完成數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸；（6）應(yīng)用ADPCM壓縮算法逆過(guò)程，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行解壓縮；（7）實(shí)現(xiàn)音頻處理模塊對(duì)收到的音頻數(shù)據(jù)從數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換；（8）實(shí)現(xiàn)后置放大電路對(duì)模擬音頻信號(hào)的放大；（9）實(shí)現(xiàn)音頻播放模塊對(duì)音頻的播放。本發(fā)明具有低功耗、低成本、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于其他大數(shù)據(jù)量網(wǎng)絡(luò)對(duì)音頻的傳輸，本發(fā)明的性?xún)r(jià)比更高。
【IPC分類(lèi)】H04W84/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105208680
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410252169
【發(fā)明人】王中生, 黃動(dòng)力, 陳國(guó)紹
【申請(qǐng)人】王中生
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2014年6月10日