專利名稱：便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對(duì)講機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于近距離無線通信的便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)。
背景技術(shù)：
在一些工業(yè)控制，室外工程施工，監(jiān)控，旅游，會(huì)議服務(wù)，活動(dòng)組織，安保等場(chǎng)合中，對(duì)講機(jī)無疑是最經(jīng)濟(jì)有效的通訊工具。對(duì)講機(jī)具有方便，靈活，容易攜帶等特點(diǎn)，在各行各業(yè)被廣泛使用。同時(shí)，由于無需計(jì)時(shí) 收費(fèi)，避開了話費(fèi)的負(fù)擔(dān)，因此對(duì)講機(jī)在很多臨時(shí)性的場(chǎng)合也是最經(jīng)濟(jì)的通訊選擇。傳統(tǒng)的對(duì)講機(jī)更多的是以半雙工的方式工作。這些特征已經(jīng)不能滿足很多應(yīng)用場(chǎng)合的需要。例如公開號(hào)為CN1677879 “無中心對(duì)講機(jī)”專利，采用半雙工工作方式；公開號(hào)為CN201114014 “對(duì)講機(jī)”專利，為傳統(tǒng)對(duì)講機(jī)，半雙工只是操控，攜帶及接聽方便等，雖然解決了傳統(tǒng)對(duì)講機(jī)的一些缺點(diǎn)，但是仍然采用半雙工工作方式?，F(xiàn)實(shí)生活很多場(chǎng)合需要多方通話，而傳統(tǒng)對(duì)講機(jī)只支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通話。為了解決這一缺點(diǎn)，公開號(hào)為CN201919154U “一種語音對(duì)講裝置以及語音集群通信系統(tǒng)”專利，引入以太網(wǎng)設(shè)計(jì)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集群通話。這種類似于IP電話的設(shè)計(jì)理念下的話音質(zhì)量及可靠性必然受到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信道擁堵狀態(tài)的影響。公開號(hào)為CN2894100 “一種電話會(huì)議系統(tǒng)的對(duì)講機(jī)接入裝置”專利，設(shè)計(jì)中引入話音卡，將其與市話網(wǎng)絡(luò)對(duì)接方能實(shí)現(xiàn)集群通話功能，但由于涉及到市話網(wǎng)絡(luò)，其使用必然受到收費(fèi)和網(wǎng)絡(luò)限制。另外，傳統(tǒng)對(duì)講機(jī)工作頻段必須在國家無線電管理部門指定的150MHz，400MHz兩個(gè)專用頻段，且不同地域開放的無線電頻段也可能不同。公開號(hào)為CN1677879“無中心對(duì)講機(jī)”專利(半雙工工作)提出了采用機(jī)卡分離，即通過刷新識(shí)別卡中的信息來適應(yīng)不同地域的使用。但是，這仍然不能避免開放頻段頻譜擁擠，信號(hào)容易受干擾的缺點(diǎn)。為此，公開號(hào)為CN201230342 “一種無線實(shí)時(shí)雙向?qū)χv裝置”專利將對(duì)講機(jī)工作頻率設(shè)定在干擾較少的2. 4GHz,即藍(lán)牙的工作頻段，但該專利無集群通話功能，只支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)講機(jī)的頻譜利用率不高、通信效率低下等缺陷，而提供一種便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)，該機(jī)頻譜利用率高、通信效率高，還引入話音加密機(jī)制，且使用方便，待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，空曠環(huán)境(無遮擋物)下通話距離在空曠環(huán)境下最大支持50m，可廣泛適用于室外施工，醫(yī)院ICU室，值勤等場(chǎng)合中。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案如下一種便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)的中心機(jī)，包括鋰電池電源模塊，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是還包括第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field — Programmable Gate Array,以下簡(jiǎn)稱FPGA)及與其連接的話音壓縮解壓模塊、會(huì)議處理模塊、藍(lán)牙直接序列擴(kuò)譜(DirectSequence Spread Spectrum,以下簡(jiǎn)稱DSSS)無線收發(fā)模塊、顯不模塊和按鍵模塊,話音壓縮解壓模塊與話音編碼解碼模塊連接；話音編碼解碼模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行壓縮，然后將壓縮后的數(shù)字信號(hào)送入第一 FPGA，該FPGA將話音數(shù)據(jù)處理后再將其送入會(huì)議處理模塊處理數(shù)據(jù)后，將輸出數(shù)據(jù)回送給第一 FPGA，之后第一 FPGA在自身內(nèi)部進(jìn)行成幀處理后，將處理后的數(shù)據(jù)送入DSSS無線收發(fā)模塊，從而完成將話音數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送出去的工作；中心機(jī)的接收工作是發(fā)送流程的逆向處理；第一 FPGA負(fù)責(zé)完成處理話音壓縮解壓模塊的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和傳輸，會(huì)議處理模塊的數(shù)據(jù)處理、傳輸和控制，DSSS無線收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)處理、讀寫控制、傳輸、配置和控制，顯示模塊的數(shù)據(jù)傳輸，管理幀的成幀、解幀和控制，系統(tǒng)狀態(tài)及告警信息的搜集和顯示；中心機(jī)的第一 FPGA主要負(fù)責(zé)完成處理話音壓縮解壓模塊的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和傳輸，會(huì)議模塊的數(shù)據(jù)處理、傳輸和控制，DSSS模塊的初始化和讀寫控制，顯示模塊的數(shù)據(jù)傳輸，系統(tǒng)狀態(tài)及告警信息的搜集和顯示。一種便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)的分機(jī)，包括鋰電池電源模塊，與現(xiàn)有技術(shù)不 同的是還包括第二 FPGA及與其連接的話音壓縮解壓模塊、DSSS無線收發(fā)模塊、顯示模塊、按鍵模塊和時(shí)鐘模塊，話音壓縮解壓模塊與話音編碼解碼模塊連接。分機(jī)的第二 FPGA主要負(fù)責(zé)完成話音壓縮解壓模塊的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和傳輸，DSSS無線收發(fā)模塊的初始化和讀寫控制，系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息的搜集和顯示。一種便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)，包括中心機(jī)和分機(jī)，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是所述的中心機(jī)包括電源模塊，還包括第一 FPGA及與其連接的話音壓縮解壓模塊、會(huì)議處理模塊、DSSS無線收發(fā)模塊、顯示模塊和按鍵模塊，話音編碼解碼模塊與話音壓縮解壓模塊連接;所述的分機(jī)包括電源模塊，還包括第二 FPGA及與其連接的話音壓縮解壓模塊、DSSS無線收發(fā)模塊、顯示模塊、按鍵模塊和時(shí)鐘模塊，話音編碼解碼模塊與話音壓縮解壓模塊連接。本實(shí)用新型提供了一種便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)，除此之外，還引入話音加密機(jī)制，且使用方便，待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，空曠環(huán)境(無遮擋物)下通話距離在空曠環(huán)境下最大支持50m,可廣泛適用于室外施工，醫(yī)院I⑶室，值勤等場(chǎng)合中。本實(shí)用新型的特點(diǎn)及有益效果I.全雙工工作模式；2.采用DSSS無線收發(fā)模塊，頻譜利用率高；3.支持多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)同時(shí)工作，支持廣播和組播工作模式；4.支持加入、建立、強(qiáng)拆會(huì)議；5.鋰電池供電，功耗低，支持休眠，待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)；6.可加密，抗干擾；7.告警及狀態(tài)顯示；8.可設(shè)置通信權(quán)限；9.攜帶方便，可手持，夾扣設(shè)計(jì)，配合標(biāo)準(zhǔn)3. 5mm耳機(jī)接口，非常適合施工人員使用；10.采用可編程器件，產(chǎn)品升級(jí)方便。
圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式應(yīng)用示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的會(huì)議模式應(yīng)用示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中心機(jī)的電路方框示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例分機(jī)的電路方框示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的中心機(jī)第一 FPGA內(nèi)部軟件方框示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的分機(jī)第二 FPGA內(nèi)部軟件方框示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但不是對(duì)本實(shí)用新型的限定。實(shí)施例參照?qǐng)D3圖4，一種便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)的中心機(jī)，包括鋰電池電源模塊7，還包括第一 FPGAl及與其連接的話音壓縮解壓模塊5、會(huì)議處理模塊9、多個(gè)DSSS無線收發(fā)模塊2、顯示模塊4和按鍵模塊3，話音壓縮解壓模塊5與話音編碼解碼模塊6連接；話音編碼解碼模塊6將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行壓縮，然后將壓縮后的數(shù)字信號(hào)送入第一 FPGAl，第一 FPGAl將話音數(shù)據(jù)處理后再將其送入會(huì)議處理模塊9處理數(shù)據(jù)后，將輸出數(shù)據(jù)回送給第一 FPGA1，之后第一 FPGAl在自身內(nèi)部進(jìn)行成幀處理后，將處理后的數(shù)據(jù)送入DSSS無線收發(fā)2模塊，從而完成將話音數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送出去的工作；中心機(jī)的接收工作是發(fā)送流程的逆向處理；中心機(jī)的第一 FPGAl負(fù)責(zé)完成處理話音壓縮解壓模塊5的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和傳輸，會(huì)議處理模塊9的數(shù)據(jù)處理、傳輸和控制，DSSS無線收發(fā)模塊2的數(shù)據(jù)處理、讀寫控制、傳輸、配置和控制，顯示模塊4的數(shù)據(jù)傳輸，管理幀的成幀、解幀和控制，系統(tǒng)狀態(tài)及告警信息的搜集和顯示；一種便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)的分機(jī)，包括鋰電池電源模塊7，還包括第二FPGAlO及與其連接的話音壓縮解壓模塊5、DSSS無線收發(fā)模塊2、顯示模塊4、按鍵模塊3和時(shí)鐘模塊8，話音壓縮解壓模塊5與話音編碼解碼模塊6連接；分機(jī)的第二 FPGAlO主要負(fù)責(zé)完成話音壓縮解壓模塊的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和傳輸，DSSS無線收發(fā)模塊的初始化和讀寫控制，系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息的搜集和顯示。下面對(duì)實(shí)施例的工作原理及流程作進(jìn)一步的詳細(xì)說明如圖5所示，中心機(jī)的第一 FPGAl內(nèi)部軟件的組成包括頂層控制模塊、話音成幀/解幀模塊、話音發(fā)送存儲(chǔ)區(qū)VT_BRAM、會(huì)議讀寫控制模塊、DSSS初始化模塊、DSSS讀寫控制模塊、話音接收存儲(chǔ)區(qū)VR_BRAM、網(wǎng)管成幀/解幀模塊、會(huì)議配置模塊、權(quán)限設(shè)置模塊、狀態(tài)搜集/顯示模塊和告警模塊；如圖6所示，分機(jī)的第二 FPGAlO內(nèi)部軟件的組成包括頂層控制模塊、話音成幀/解幀模塊、話音發(fā)送存儲(chǔ)區(qū)VT_BRAM、鍵控模塊、狀態(tài)搜集/顯示模塊、告警模塊、DSSS初始化模塊、DSSS讀寫控制模塊和話音接收存儲(chǔ)區(qū)VR_BRAM。一、會(huì)議模式下的處理，如圖2所示[0045](一 )分機(jī)發(fā)送處理I)第二 FPGAlO配置DSSS無線收發(fā)模塊2 ；2)模擬話音數(shù)據(jù)進(jìn)入話音編碼解碼模塊6后，經(jīng)過抗鋸齒處理濾波器、高通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)為幀頻8KHz的比特流，每幀包含32個(gè)時(shí)隙，每一個(gè)時(shí)隙均為I路64K的話音；3)將該64K的話音送入話音壓縮解壓模塊5處理后，得到32K的話音壓縮數(shù)據(jù)；4)第二 FPGAlO將話音數(shù)據(jù)存入話音發(fā)送存儲(chǔ)區(qū)(用符號(hào)VT_BRAM表示)；5)第二 FPGAlO從話音發(fā)送存儲(chǔ)區(qū)VT_BRAM讀取數(shù)據(jù)，塞入DSSS無線收發(fā)模塊2內(nèi)部的發(fā)送存儲(chǔ)區(qū)，同時(shí)并按照其要求組幀，塞入幀頭，控制字等，并在其空閑時(shí)觸發(fā)發(fā)送。分機(jī)接收處理DDSSS無線收發(fā)模塊2在接收到有效數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)給第二 FPGAlO ；2)第二 FPGAlO根據(jù)中斷信號(hào)讀取DSSS無線收發(fā)模塊2的內(nèi)部接收存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)，并解幀；3)第二 FPGAlO將有效的DSSS無線收發(fā)模塊2內(nèi)部的數(shù)據(jù)存入其內(nèi)部的話音接收存儲(chǔ)區(qū)(用符號(hào)VR_BRAM表示)；4)第二 FPGAlO將話音數(shù)據(jù)從話音接收存儲(chǔ)區(qū)VR_BRAM取出來后送往話音壓縮解壓模塊5 ；5)話音壓縮解壓模塊5將數(shù)據(jù)送到話音編碼解碼模塊6，經(jīng)過數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換，平滑濾波、解幀后將數(shù)據(jù)發(fā)送出形成模擬話音。(二)中心機(jī)發(fā)送處理I)第一 FPGAl配置會(huì)議模塊16及DSSS無線收發(fā)模塊2 ；2)同分機(jī)發(fā)送處理步驟2 ；3)同分機(jī)發(fā)送處理步驟3 ；4)第一 FPGAl將步驟2的本地話音數(shù)據(jù)插入會(huì)議模塊9輸入端的第I個(gè)通道；5)第一 FPGAl將發(fā)送的數(shù)據(jù)按照內(nèi)部協(xié)議依次插入會(huì)議模塊9的通道(第I通道除外)，進(jìn)行組幀；6)第一FPGAl按照存儲(chǔ)在其內(nèi)部的會(huì)議配置和內(nèi)部協(xié)議從會(huì)議模塊9的輸出端通道中讀取話音數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到話音發(fā)送存儲(chǔ)區(qū)VT_BRAM中；7)第一 FPGAl從話音發(fā)送存儲(chǔ)區(qū)VT_BRAM讀取數(shù)據(jù)并塞入DSSS無線收發(fā)模塊2內(nèi)部發(fā)送存儲(chǔ)區(qū)中，同時(shí)第一 FPGAl塞入幀頭，控制字等，并在其空閑時(shí)觸發(fā)發(fā)送。中心機(jī)接收處理I)每個(gè)DSSS無線收發(fā)模塊2模塊接收到有效數(shù)據(jù)后，給第一 FPGAl —個(gè)中斷信號(hào);2)第一 FPGAl檢測(cè)到有效中斷信號(hào)后，讀取對(duì)應(yīng)的DSSS無線收發(fā)模塊2模塊內(nèi)部的接收存儲(chǔ)區(qū)，并解幀；3)第一 FPGAl存入其內(nèi)部對(duì)應(yīng)的話音接收存儲(chǔ)區(qū)VR_BRAM ；4)第一 FPGAl從會(huì)議模塊9的輸出連接至話音壓縮解壓模塊5 ；5)同分機(jī)接收處理步驟5。二、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的處理,如圖I所示[0072]當(dāng)分機(jī)I之間需要直接通信分機(jī)2時(shí)，可以按下分機(jī)鍵盤上的選擇按鈕，選擇點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通話模式下的2檔，則其內(nèi)部第二 FPGAlO會(huì)自動(dòng)將工作頻率切換分機(jī)2的頻率，并向分機(jī)2發(fā)送請(qǐng)求點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通話請(qǐng)求。分機(jī)2在受到請(qǐng)求后，發(fā)送應(yīng)答幀(拒絕/答應(yīng))。分機(jī)I若接收到答應(yīng)幀，則面板上的指示燈會(huì)變綠，隨后可以通話。如果在5s內(nèi)沒有收到答應(yīng)幀或直接收到答應(yīng)幀，則分機(jī)I面板會(huì)顯示紅色閃爍燈提示對(duì)方拒絕。此時(shí)分機(jī)I可以按重復(fù)按鈕或者放棄操作。三、組播和廣播的處理組播和廣播的處理主要由中心機(jī)加以完成。中心機(jī)會(huì)根據(jù)當(dāng)前的會(huì)議配置和權(quán)限列表選擇加入或刪除某個(gè)分機(jī)的通話。同時(shí)在組播和廣播模式下，中心機(jī)還可以選擇是否關(guān)閉某個(gè)分機(jī)的發(fā)言權(quán)，即某分機(jī)只能聽，不能說。在這兩個(gè)模式下觸發(fā)告警模塊，中心機(jī)會(huì)在面板上有狀態(tài)顯示，提示用戶當(dāng)前哪些分機(jī)處于有效通信狀態(tài)。四、會(huì)議的加入、建立和刪除 會(huì)議的請(qǐng)求加入可以由分機(jī)發(fā)起，分機(jī)可以向中心機(jī)發(fā)送請(qǐng)求加入會(huì)議命令，中心機(jī)在收到該命令后會(huì)根據(jù)當(dāng)前會(huì)議配置和權(quán)限列表來判斷是否答應(yīng)或拒絕。會(huì)議的建立和刪除只能由中心機(jī)來完成。用戶可以通過RS232網(wǎng)管接口(使用網(wǎng)管成幀/解幀模塊)來完成操作。
權(quán)利要求1.一種便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)，包括中心機(jī)和分機(jī)，其特征在于所述的中心機(jī)包括鋰電池電源模塊，還包括第一 FPGA及與其連接的話音壓縮解壓模塊、會(huì)議處理模塊、DSSS無線收發(fā)模塊、顯示模塊和按鍵模塊，話音編碼解碼模塊與話音壓縮解壓模塊連接; 所述的分機(jī)包括鋰電池電源模塊，還包括第二 FPGA及與其連接的話音壓縮解壓模塊、DSSS無線收發(fā)模塊、顯示模塊、按鍵模塊和時(shí)鐘模塊，話音編碼解碼模塊與話音壓縮解壓模塊連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式藍(lán)牙集群全雙工對(duì)講機(jī)，包括中心機(jī)和分機(jī)，其特征在于所述的中心機(jī)包括鋰電池電源模塊，還包括第一FPGA及與其連接的話音壓縮解壓模塊、會(huì)議處理模塊、DSSS無線收發(fā)模塊、顯示模塊和按鍵模塊，話音編碼解碼模塊與話音壓縮解壓模塊連接；所述的分機(jī)包括鋰電池電源模塊，還包括第二FPGA及與其連接的話音壓縮解壓模塊、DSSS無線收發(fā)模塊、顯示模塊、按鍵模塊和時(shí)鐘模塊，話音編碼解碼模塊與話音壓縮解壓模塊連接。該機(jī)頻譜利用率高、通信效率高，還引入話音加密機(jī)制，且使用方便，待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，空曠環(huán)境(無遮擋物)下通話距離在空曠環(huán)境下最大支持50m，可廣泛適用于室外施工，醫(yī)院ICU室，值勤等場(chǎng)合中。
文檔編號(hào)H04B5/02GK202652441SQ201120572249
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者嵇凌, 張小輝, 秦志輝 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所