本文摘要:摘要:防毒面具的屏障特性使用户之间的通话更加困难,为了解决烟雾、火灾、战场等简单环境下的通信问题,基于点对点和点对点两个功能,构建基于防毒面具的无线通话系统。

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摘要:防毒面具的屏障特性使用户之间的通话更加困难,为了解决烟雾、火灾、战场等简单环境下的通信问题,基于点对点和点对点两个功能,构建基于防毒面具的无线通话系统。系统利用语音编码和跳频等技术方法开发了内置防毒面具的小型多功能无线通话终端。硬件和软件测试表明,系统通信安全可靠,机密性强,体积小,成本低。

0 .章节防毒面具(GasMask )是保护人的呼吸道、眼睛和面部免受毒剂、生物战剂、放射性微粒和气溶胶传播等剧毒物质的必要个人防水器材,根据其结构和防火墙原理分为过滤式和屏障式两种,用途非常广泛由于佩戴防毒面具时拒绝与脸部紧密结合,声音的流动被切断,佩戴者之间的语言交流被切断。从国内外防毒面具市场综合来看,目前没有专业的通信解决方案,为了维持长时间的交流,使用了低语音损失的通话膜,一般损失大于lOdB,可以在非常简单的环境下满足近距离通话市场的需要例如,伊拉克的大眼窗防毒面具、口罩通话器使用不锈钢通话膜,可以长时间的声音传输。那个M85型防毒面具把内置在脸颊部的麦克风连接到电声放大器上。

有些防毒面具对通话功能没有考虑任何设计。另一方面,防毒面具一般在烟、火灾、战场等简单的环境中使用,佩戴者之间的信息交换受到了严重的影响:如果说双方距离近的话,例如十几米、几十米甚至几百米,不能确保足够的音量,可以对话。

即使经常使用烟雾、火灾、战场等防毒面具,在总是强烈的背景噪音的情况下,也有必要不配合声音进行交流。在烟、火灾、战场等环境中肢体语言受到限制,很多时候是不可能的。因此,开发内置于防毒面具的小型多功能无线通话终端成为必然的选择。

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本论文设计的小型无线通话系统使用单芯片调制解调器、双CPU架构、仅软件语音传输编码系统和信道编码系统。具有小型廉价、通话距离远、功能强等特点,实现点对点、点对点全双工通话功能,通过软件功能的控制针对军事应用的跳频、加密、网络等市场需求1基本功能和设计点1.1系统基本功能本小型通信系统主要是问题解决防毒面具简单用于环境下的短距离通信问题,主要有多点和从点到点两个功能。(1)点对点组播功能。

点对多通话,也就是常说的广播功能,仅限于指挥发布命令,战斗人员向集团报告情况。(2)点对点通话功能。点对点通话是常见的全双工对讲机功能,可以在系统内部的成员之间实现规定用户之间的全双工通话功能。

1.2系统设计要点通话系统使用被称为代数码本激励线性预测编码(ACELP )的高压缩率语音编码技术对噪声噪声后的语音进行传输编码,编码率低至4.8Kb/s,然后用单芯片调制解调器调制成4330。由于使用高速传输,传输时间大于对应的声音收集时间,所以将信道分为交货期和广播期两个时隙,在广播期发送声音码,在接收时隙继承对方发送的声音码,即时分双工功能,接收端通过解码发送为了提高系统的可靠性,系统使用双CPU结构,CPU都使用低成本的小型结构。一个CPU专门用于语音处理的管理,还包括减振、编码、解码、过滤等功能。另一个CPU是管理电源管理、通道管理、基本输入者输入等功能的机构,将功能硬独立化,在确保系统可靠性的基础上,进一步降低成本,增加体积,可以很好地应对单兵作战时的轻型拒绝。

2系统构成和硬件构成2.1系统构成通话系统是自组织网络,各终端具备同等功能,可以通过通话功能构成明星网络和网状网络,原理和构成如图1右图所示。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的一体化结构,其内部结构为电池、电源管理模块、扬声器、麦克风、音响编码器、声音处理模块、主模块、调制解调器模块、放大器如图2的右图所示。图2终端构成各模块的主要功能是取得终端电源的电池和取得终端电源的电池。

电源管理模块获取电池电池,分析电池电量,通过主模块的控制向各模块供电,监视消耗电力的状况。扬声器将电信号转换为声音麦克风构建将声音转换为电信号的信号定标,将声音电信号和数字声音电信号相互切换,即声音的模拟/数字切换和数字/模拟转换器模拟化的声音编码器和声音处理莫是具有数字信号处理功能的单片机,主要功能是完全语音的减振处理、语音传输编码、序列切换、语音解压缩编码。构建主模块、主要功能信道管理、信道编解码器、系统管理基带信号和射频信号的相互切换的调制解调器和放大器模块、信号的发送控制、发射信号的信号定标。2.3硬件构建本系统使用双CPU的解决方案,PIC24FJ16GA004是系统的主模块,管理通话音量、通信频带和两终端之间的实时。

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dsPlC33FJ64GP7O6主要管理语音的传输和解压缩。外接一个数模切换芯片AD73311,一个射频芯片CC1100。AD73311是通过除了管理展开数字信号和模拟信号的切换以外,音量的调节也改变该芯片增益的大小而构成的。

CCl100进行信号展开包的处理、调制、射频的发送。整个硬件系统中各芯片处理的任务和芯片间的连接方式如图3右图所示。图3硬件系统的示意图是图3的右图,发射过程如下:数字/模式芯片AD73311对麦克风的模拟信号进行8kHz采样得到16b的PCM信号,信号来自DS PLC 33 FJ 66 dsPlC33FJ64GP706以30ms为1帧展开传输,将声音参数经由SPI模块传输到PIC24FJ16GA004。PIC24FJ16GA004原作CC1100的载波频率在CC1100的状态变得平稳后,通过SPI模块将声音参数传输到CC1100。

CC1100对语音参数展开数据流编码和交织编码,分组经过MSK调制到中频,再经过混合转换成高频信号,经过天线发送。交接过程和发送忽略: CC1100交接高频信号后,展开混合,得到中频信号。展开调制,得到基带信号步骤和进一步通过展开解法交错妥协数据流编码得到语音参数,通过SPI模块发送到PIC24FJ16GA004。

PIC24FJ16GA004在接管clsPlC33FJ64GP706的hello信号后,将声音参数经由SPI模块解压缩到dsPlC33FJ64GP706,然后将调制好的声音经由DCI模块传输到AD73311,AD73311。

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