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“168彩票官方网站”基于防毒面具的通话系统

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本文摘要:概要:防毒面具的阻隔特性使得用户之间的通话更为艰难,为解决问题其在烟雾、火灾、战场等简单用于环境下的通信问题,基于点到多点和点到点两项功能,建构一种基于防毒面具的无线通话系统。

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概要:防毒面具的阻隔特性使得用户之间的通话更为艰难,为解决问题其在烟雾、火灾、战场等简单用于环境下的通信问题,基于点到多点和点到点两项功能,建构一种基于防毒面具的无线通话系统。系统使用语音编码和跳频等技术方法,研发出有防毒面具内置的小型多功能无线通话终端。

经软硬件测试表明,系统通信安全可靠,保密性强劲,体积小,成本低。  0.章节  防毒面具(GasMask)是用来维护人员呼吸器官、眼睛及面部免遭毒剂、生物战剂和放射性微粒和气溶胶等剧毒物质必要损害的个人防水器材,依其结构和防火墙原理分成过滤器式和阻隔式两种,用途十分普遍。

  由于在配戴防毒面具时拒绝与面部紧密结合,阻隔了声音气流,切断了配戴人员之间的语言交流。综观国内外防毒面具市场,目前无专门通信解决方案,较为好的是为维持长时间交流,使用较低声音损耗的通话膜,一般损耗大于lOdB,仅有可符合非常简单环境下近距离的通话市场需求,如伊拉克的大眼窗防毒面具,面罩通话器使用不锈钢通话膜,可长时间声音传输;其M85型防毒面具则将内置在颊部的麦克风相连到一个电声放大器上;某些防毒面具对于通话功能甚至无任何设计考虑到。而防毒面具一般来说用于在烟雾、火灾、战场等简单环境下,配戴人员之间的信息交流受到了严重影响:当说出双方距离较近时,如十几米,几十米,甚至几百米,无法确保充足的说出音量,无法对话;在烟雾、火灾、战场等防毒面具常用场合,也经常是强劲背景噪声场合,不合适语音必要交流;在烟雾、火灾、战场等环境中,肢体语言受到限制,多数情况下沦为不有可能。

  因此,研发一种防毒面具内置的小型多功能无线通话终端沦为一种必然选择。本文设计的小型无线通话系统使用单芯片调制解调器,双CPU结构,仅有软件的语音传输编码体系和信道编码体系。具备体积小巧、成本便宜、通话距离远、功能强大等特点,可实现点到多点,点到点的全双工通话功能,通过软件功能掌控就可符合军事应用于的跳频、加密、组网等市场需求。  1基本功能及设计要点  1.1系统基本功能  本小型通信系统主要解决问题防毒面具简单用于环境下的短距离通信问题,主要有点到多点和点到点两项功能。

  (1)点到多点通话功能。点到多点通话也就是经常说道的广播功能,限于于指挥员发布命令命令,战斗员向集体报告情况。  (2)点到点通话功能。

点对点通话就是经常说道的全双工对讲机功能,系统内部成员间可实现给定用户间的全双工通话功能。  1.2系统设计要点  通话系统使用一种称作代数码本鼓舞线性预测编码(AlgebraicCodeExcitedlnearPrediction,ACELP)的高压缩率语音编码技术将杂讯噪声后的语  音展开传输编码,编码速率较低至4.8Kb/s,然后通过单芯片调制解调器调制到433MHz载波上,调制方式为MSK,调制速率为38.4Kb/s。由于使用了高速传输,传输时间大于对应语音收集时间,从而可以将信道分为缴和放两种时隙,在放时隙发送到语音编码,在收时隙接管对方发送到的语音编码,这就是所谓的时分双工功能,接收端通过解码完全恢复抵达送来传输的语音信号,从而构建通话功能。

  为了提升系统可靠性,系统使用双CPU结构,CPU皆使用低成本的小型结构。一个CPU专门负责管理语音处置,还包括减震、编码、解码、滤波等功能;另一个CPU负责管理电源管理、信道管理以及基本的输人输入等功能,这种结构使功能硬仵独立化,在确保系统可靠性的前提下,更进一步减少了成本,增大了体积,能较好符合单兵作战时的轻巧拒绝。  2系统构成及硬件构建  2.1系统构成  通话系统为一无中心自组网络,每个终端具备同等功能,按通话功能可构成星形网络和网状网络,原理及构成如图1右图。

    图1通话系统构成  2.2终端模块  通信终端使用和防毒面具一体化结构,其内部构成还包括:电池、电源管理模块、扬声器、麦克风、声码器、语音处置模块、主控模块、调制解调器模块和功放模块。如图2右图。    图2终端构成  各模块的主要功能如下:电池,为终端获取电源;电源管理模块,获取电池电池,电池电量分析,在主控模块的掌控为各模块供电,监测用电情况;扬声器将电信号转化成为声音;麦克风将声音转化成为电信号;声码器,构建信号缩放,仿真声音电信号和数字声音电信号之间的互相切换,也就是声音的模/数切换和数/模转换器;语音处置模块,为一具备数字信号处理功能的单片计算机,主要功能有完整语音的减震处置,语音传输编码,序列切换,语音解压缩编码;主控模块,主要功能有信道管理,信道编解码,系统管理;调制解调器,构建基带信号和射频信号的互相切换;功放模块,信号的发送掌控,升空信号的信号缩放。  2.3硬件构建  本系统使用双CPU的解决方案,PIC24FJ16GA004为系统的主控模块,负责管理掌控通话音量、通信的频带和两个终端之间的实时。

dsPlC33FJ64GP7O6主要负责管理语音的传输和解压缩。外接了一个数/模切换芯片AD73311,一个射频芯片CC1100。AD73311除了负责管理展开数字信号和模拟信号的切换外,音量的调节也是通过转变该芯片增益的大小构建的。CCl100对信号展开包在处置、调制调制和射频的发送。

整个硬件系统中各芯片处置的任务和芯片之间的相连方式如图3右图。    图3硬件系统示意图  如图3右图,升空过程如下:数/模芯片AD73311对麦克风的模拟信号展开8kHz取样,获得16b的PCM信号,信号由DCI模块传输到dsPlC33FJ64GP706。dsPlC33FJ64GP706以30ms为一帧展开传输,并将语音参数经过SPI模块传输到PIC24FJ16GA004。

PIC24FJ16GA004原作CC1100的载波频率,当CC1100状态平稳后,将语音参数经SPI模块传输到CC1100。CC1100对语音参数展开数据流编码和交织编码,包之后经过MSK调制到中频,再行经过混频变为高频信号,经天线发送到过来。  接管过程与发送到忽略:CC1100接管到高频信号后,展开混频,获得中频信号;展开调制,获得基带信号;再行展开解法交织妥协数据流编码获得语音参数,通过SPI模块发送到PIC24FJ16GA004。

PIC24FJ16GA004接管到clsPlC33FJ64GP706的问候信号后,将语音参数经过SPI模块发送到dsPlC33FJ64GP706展开解压缩,之后将制备语音经过DCI模块传输到AD73311,通过AD73311将制备语音信号转换成模拟信号输入到麦克风。


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