一種基于短距離無線傳感網絡音頻數據傳輸的方法技術

本發明專利技術公開了一種基于短距離無線傳感技術實現音頻數據傳輸的方法，屬于物聯網應用開發領域。一種基于短距離無線傳感網絡音頻數據傳輸的方法包括以下步驟：（1）實現音頻采集模塊對音頻數據的采集；（2）實現音頻處理模塊對采集到的音頻數據從模擬信號到數字信號的轉換；（3）應用ADPCM壓縮算法，對數字音頻信號進行壓縮；（4）使用ZigBee技術，創建一個ZigBee無線傳感網絡；（5）完成數字音頻信號的傳輸；（6）應用ADPCM壓縮算法逆過程，對數字音頻信號進行解壓縮；（7）實現音頻處理模塊對收到的音頻數據從數字信號到模擬信號的轉換；（8）實現后置放大電路對模擬音頻信號的放大；（9）實現音頻播放模塊對音頻的播放。本發明專利技術具有低功耗、低成本、抗干擾能力強等優點，相對于其他大數據量網絡對音頻的傳輸，本發明專利技術的性價比更高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于物聯網無線傳感網絡領域，特別是一種基于短距離無線傳感網絡音頻 數據傳輸的方法。
技術介紹
目前，實現音頻網絡傳輸的方法有很多種，因為音頻文件的數據量相對比較大，所 以采用的網絡較多的都為大數據量網絡。例如：通過藍牙技術傳輸音頻，這是前幾年較為 流行的傳輸方法，其缺點是傳輸距離過短；另外采用UWB技術傳輸音頻，這是較為新型的傳 輸方法，其缺點是設備價格比較昂貴。根據ZigBee技術的特點，其原本定于小數據量的傳 輸，但其250kb/s的傳輸速率，能滿足基本的音頻傳輸需求。并且ZigBee具有低成本、低功 耗、低復雜度、抗干擾能力強等優點，在智能家居、自動控制、醫療監護等多個領域都擁有很 好的應用前景。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種能夠穩定的獲得較好的音頻效果，成本低 廉，復雜度低，操作簡單的。 本專利技術的技術方案為：，其步 驟為： (1) 實現音頻采集模塊對音頻數據的采集； (2) 實現音頻處理模塊對采集到的音頻數據從模擬信號到數字信號的轉換，此過程為 對音頻信號的采樣過程； (3) 應用ADPCM壓縮算法，對數字音頻信號進行壓縮；從數據緩存區取出存儲的樣本字 節進行壓縮，壓縮后的數據被送到數據發送緩存區； (4) 使用ZigBee技術，創建一個ZigBee無線傳感網絡，整個網絡包括一個終端節點，多 個路由器節點和一個中心節點； (5) 完成數字音頻信號的傳輸； (6) 應用ADPCM壓縮算法逆過程，對數字音頻信號進行解壓縮；音頻數據被傳輸到音 頻處理模塊的數據緩存區，數據緩存區的音頻數據被取出進行解壓縮，則壓縮的數據被還 原； (7) 實現音頻處理模塊對收到的音頻數據從數字信號到模擬信號的轉換； (8) 實現后置放大電路對模擬音頻信號的放大； (9) 實現音頻播放模塊對音頻的播放； 上述步驟（1)音頻數據的采集，具體包括以下步驟： ①通過串口編程，實現通過按鍵來控制采集音頻的時長；根據本專利技術的特性，音頻采集 時長應盡量短，相應的音頻數據量就小； 發運算放大器將音頻信號放大符合需求的倍數； ③將放大的信號通過一個低通抗混疊濾波器進行去噪處理； @將放大去噪的信號輸入到音頻處理模塊，完成音頻的采集和初步處理過程。 上述步驟（5)數字音頻信號的傳輸，具體包括以下步驟： Φ通過RS232串口線將音頻處理模塊和ZigBee模塊連接起來作為終端節點，實現音頻 數據的發送； ?路由器節點接收到終端節點的數據，轉發給中心節點，實現音頻數據的存儲轉發； ③ 中心節點收到路由器節點發送來的的數據； ④ 中心節點通過RS232串口線與音頻處理模塊連接起來，完成整個音頻信號的傳輸過 程。 本專利技術的積極效果為： 根據ZigBee技術的特點，其原本定于小數據量的傳輸，但其250kb/s的傳輸速率，能 滿足基本的音頻傳輸需求。并且ZigBee具有低成本、低功耗、低復雜度、抗干擾能力強等優 點，在智能家居、自動控制、醫療監護等多個領域都擁有很好的應用前景。【附圖說明】 圖1.本專利技術的方法功能模塊圖； 圖2.本專利技術的方法流程圖； 圖3.本專利技術方法步驟結構圖。【具體實施方式】 如圖1所示，本專利技術所要解決的技術問題是提供一種能夠穩定的獲得較好的音頻 效果，成本低廉，復雜度低，操作簡單的一種基于短距離無線傳感網絡音頻數據傳輸的方 法。 如圖2所示，本專利技術的技術方案為：一種基于短距離無線傳感網絡音頻數據傳輸 的方法，其步驟為： (1) 實現音頻采集模塊對音頻數據的采集； (2) 實現音頻處理模塊對采集到的音頻數據從模擬信號到數字信號的轉換，此過程為 對音頻信號的采樣過程； (3) 應用ADPCM壓縮算法，對數字音頻信號進行壓縮。從數據緩存區取出存儲的樣本字 節進行壓縮，壓縮后的數據被送到數據發送緩存區； (4) 使用ZigBee技術，創建一個ZigBee無線傳感網絡，參見圖3,整個網絡包括一個終 端節點，多個路由器節點和一個中心節點；其中終端節點主要進行數據的采集和發送，路由 節點進行數據的存儲和轉發，中心節點進行數據的接收和輸出； (5) 在上述步驟（1) (2) (3) (4)的基礎上完成數字音頻信號的傳輸； (6) 應用ADPCM壓縮算法逆過程，對數字音頻信號進行解壓縮；音頻數據被傳輸到音 頻處理模塊的數據緩存區，數據緩存區的音頻數據被取出進行解壓縮，則壓縮的數據被還 原； (7) 實現音頻處理模塊對收到的音頻數據從數字信號到模擬信號的轉換； (8) 實現后置放大電路對模擬音頻信號的放大； (9) 實現音頻播放模塊對音頻的播放。 上述步驟（1)音頻數據的采集，具體包括以下步驟： _通過串口編程，實現通過按鍵來控制采集音頻的時長；根據本專利技術的特性，音頻采集 時長應盡量短，相應的音頻數據量就小； Φ運算放大器將音頻信號放大符合需求的倍數； 亡將放大的信號通過一個低通抗混疊濾波器進行去噪處理； Φ將放大去噪的信號輸入到音頻處理模塊，完成音頻的采集和初步處理過程。 上述步驟（5)數字音頻信號的傳輸，具體包括以下步驟： 發通過RS232串口線將音頻處理模塊和ZigBee模塊連接起來作為終端節點，實現音頻 數據的發送； ?路由器節點接收到終端節點的數據，轉發給中心節點，實現音頻數據的存儲轉發； ③中心節點收到路由器節點發送來的的數據； 中心節點通過RS232串口線與音頻處理模塊連接起來，完成整個音頻信號的傳輸過 程。【主權項】1. ，其步驟為： (1) 實現音頻采集模塊對音頻數據的采集； (2) 實現音頻處理模塊對采集到的音頻數據從模擬信號到數字信號的轉換，此過程為 對音頻信號的采樣過程； (3) 應用ADPCM壓縮算法，對數字音頻信號進行壓縮；從數據緩存區取出存儲的樣本字 節進行壓縮，壓縮后的數據被送到數據發送緩存區； (4) 使用Zi濁ee技術，創建一個Zi濁ee無線傳感網絡，整個網絡包括一個終端節點，多 個路由器節點和一個中必節點； (5) 完成數字音頻信號的傳輸； (6) 應用ADPCM壓縮算法逆過程，對數字音頻信號進行解壓縮；音頻數據被傳輸到音 頻處理模塊的數據緩存區，數據緩存區的音頻數據被取出進行解壓縮，則壓縮的數據被還 原； (7) 實現音頻處理模塊對收到的音頻數據從數字信號到模擬信號的轉換； (8) 實現后置放大電路對模擬音頻信號的放大； (9) 實現音頻播放模塊對音頻的播放。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟（1)音頻數據的采集，具體包括 W下步驟： (|)通過串口編程，實現通過按鍵來控制采集音頻的時長；根據本專利技術的特性，音頻采集 時長應盡量短，相應的音頻數據量就小； 哥運算放大器將音頻信號放大符合需求的倍數； 窗將放大的信號通過一個低通抗混疊濾波器進行去噪處理； 毎將放大去噪的信號輸入到音頻處理模塊，完成音頻的采集和初步處理過程。3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步驟（5)數字音頻信號的傳輸， 具體包括W下步驟： 褒通過RS232串口線將音頻處理模塊和Zi濁ee模塊連接起來作為終端節點，實現音頻 數據的發送； 風路由器節點接收到終端節點的數據，轉發給中必節點，實現音頻數據的存儲轉發； ③中必節點收到路由器節點發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于短距離無線傳感網絡音頻數據傳輸的方法，其步驟為：（1）實現音頻采集模塊對音頻數據的采集；（2）實現音頻處理模塊對采集到的音頻數據從模擬信號到數字信號的轉換，此過程為對音頻信號的采樣過程；（3）應用ADPCM壓縮算法，對數字音頻信號進行壓縮；從數據緩存區取出存儲的樣本字節進行壓縮，壓縮后的數據被送到數據發送緩存區；（4）使用ZigBee技術，創建一個ZigBee無線傳感網絡，整個網絡包括一個終端節點，多個路由器節點和一個中心節點；（5）完成數字音頻信號的傳輸；（6）應用ADPCM壓縮算法逆過程，對數字音頻信號進行解壓縮；音頻數據被傳輸到音頻處理模塊的數據緩存區，數據緩存區的音頻數據被取出進行解壓縮，則壓縮的數據被還原；（7）實現音頻處理模塊對收到的音頻數據從數字信號到模擬信號的轉換；（8）實現后置放大電路對模擬音頻信號的放大；（9）實現音頻播放模塊對音頻的播放。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王中生，黃動力，陳國紹，
申請(專利權)人：王中生，
類型：發明
國別省市：陜西;61