基于IEEE802.15.4短距离无线语音实时传输的设计和实现

摘要

实习单位设计了一套高压输电线温度和弧垂的在线监测系统。系统利用铁芯分离式电流互感器从高压输电线通过感应方式取能供电。此种取电方式中，互感器接口处的结合紧密程度直接影响供电效率。一旦接触不好，供电效率不高，就会导致装置无法工作。因此，实习单位设计了一款基于IEEE802.15.4协议的无线检测装置，用以检测互感器磁铁的接触情况。在整个安装过程中，塔高30-50米，距离较远，施工人员与地面人员需要进行实时语音交流。由于施工人员在塔上属于高危作业，必须减少所携带工具的数量。因此，该检测设备需要具备无线实时语音传输功能，使安装工作更加便捷、高效。
　　本文首先论证了IEEE802.15.4协议用于无线网络语音传输的可行性。继而以此网络通信协议为基础及恩智浦公司jn5168无线控制器的传输特点，设计了适合语音传输的应用层协议。然后，以microchip公司的32位PIC32MX处理器为核心，结合语音采集编解码芯片WM8960、传输模块jn5168及电源等外围电路设计了相关的硬件平台。最后，基于相关的语音压缩编解码算法 ADPCM、数字信号序列化算法和帧编解码算法，成功实现了语音数据与检测数据的实时传输。实验结果及现场测试表明，研发的装置实现了语音及测试数据实时传输的功能，满足了项目的设计要求。在安装现场，该装置降低安装难度，提高了安装效率，且该设备具有低成本、高速率、高稳定性、较高实时性和便携性等特点。

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1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.3 课题的研究意义

1.4论文的主要内容

2短距离无线语音实时传输的总体设计方案

2.1短距离无线语音实时传输的总体组成设计框架

2.2硬件器件及相关协议选择

2.3基于IEEE802.15.4短距离无线语音实时传输的总体设计方案

2.4本章小结

3短距离无线语音实时传输的硬件设计方案

3.1电源管理电路

3.2主控制器模块

3.3音频模块

3.4无线控制器模块

3.5显示模块

3.6 本章小结

4短距离无线语音实时传输软件设计与实现

4.1软件编程环境介绍

4.2系统主程序设计

4.3主要程序模块

4.4本章小结

5短距离语音实时传输的调试与性能分析

5.1调试前必要准备

5.2系统调试遇到的问题与解决方案

5.3音频测试及性能分析

5.4小结

6总结与展望

6.1 论文总结

6.2 展望

参考文献

附录A主控电路原理图

附录B无线控制器电路原理图

附录C主控电路PCB图

附录D无线模块基板电路PCB图

致谢

个人简历