一种用于小型无人机的扩音装置的制作方法

本实用新型属于无线扩音领域，具体涉及可用于微小型无人机使用的无线空中扩音、通讯装置。

背景技术：

近年来无人机产业发展迅速，无人机不受起飞着陆场地限制，能垂直起降、空中悬停，能向任何一个方向灵活飞行。基于以上优势无人机现被应用于多种领域，已经在国内外呈现蓬勃发展的趋势，如农业、探测、气象、灾害预报和救援等多种领域，具体如影视拍摄、搜索搜救、消防指挥等。

在城市化进程中，人口聚集，城市的交通拥堵，时常出现需要疏散人群、指挥交通的情况，另外高层、超高层建筑日益增多，当面临较大场面的火灾时，给消防救援带来新的挑战。在无人机上安装无线扩音装置是解决上述问题的有效工具。因而开发与无人机相匹配的扩音装置具有较为现实意义。

市面上语音对讲模块输出的语音信号为模拟信号，容易受到电磁干扰，导致信号失真，影响通话质量。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

为了解决在混乱场合中不便于通信、管理的问题，本实用新型提供了一种天专为微小型无人机开发的一款无线空中扩音、通讯装置，特别适合于微小型无人直升机、多旋翼等飞行平台。本实用新型产品可广泛用于公安、消防等领域。本实用新型扩音装置抗干扰性强，传输距离远，语音清晰完整、还原度高，同时传输距离远。

2.技术方案

本实用新型的目的通过以下技术方案实现。

一种扩音装置，包括扩音装置主机、高分贝喇叭，所述扩音装置主机电路板信号层进行敷铜铺地，优选所述扩音装置主机电路板音频信号线和射频信号两侧与底层接地。所述电路板将数字信号与模拟信号分开、射频信号与低频信号分开。

所述扩音装置的电路板走线优选采用钝角。

所述电路板厚度为0.9-1.3mm，优选为1.0mm。

本实用新型扩音装置包括扩音装置主机、高分贝喇叭，所述高分贝喇叭通过安装夹固定于扩音装置主机，所述扩音装置主机包括频道显示屏、对频旋钮、电源线，通过调节对频旋钮调节频道，与对讲机保持通信。所述扩音装置主机内部包含语音对讲模块，功放模块，控制模块。控制模块发指令给语音对讲模块，配置相关参数以及控制工作流程，语音对讲模块接收对讲机信号，并经语音对讲模块计算处理后输出语音信号传递给功放模块，功放模块把幅度很小的语音信号放大为高能量的信号驱动高分贝喇叭。

所述控制模块选用STM32F105RBT6主控芯片；所述功放模块使用功放芯片为TDA8932BT；所述语音对讲模块选用型号SR-FRS。

所述扩音装置主机上设有2-4个安装孔，便于安装在无人机上。

所述高分贝喇叭通过安装夹固定于扩音装置主机。

所述电源线用于连接外置电源，可为独立外接电池，也可以为无人机电源。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

1、体积小、重量轻，几乎适配所有行业类无人机。采用碳纤维和高强度铝合金作为扩音装置的主体材料。

2、声音距离远。因为采用400M频段，绕射能力强。采用芯片集成度高，模块化设计。最大的传输距离可达到4km，能满足绝大多数行业应用。

3、使用简便。机载端自带安装孔位。仅需提供12-24V供电即可工作，无需复杂的配置。

4、应用范围广。除了无人飞行平台挂载，无人车、无人船或其他需要远程无线扩音的平台、场景均可使用本产品。

5、升级方便。用户可根据实际使用情况更换功率更高的喇叭(SPEAKER-I天语者主机支持8欧、20-30w喇叭)以适应不同的使用环境。

6、语音对讲模块输出的语音信号为模拟信号，容易受到电磁干扰，导致信号失真，必须充分考虑信号完整性问题，这是一个难点，而本设计通过计算电路板各项性能参数，合理设计元件放置与线路走线，很好的解决了这一问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型内部控制系统示意图。

附图标记说明：1为扩音装置主机；2为高分贝喇叭；3为安装夹，11为对频旋钮；12为频道显示屏；13为电源线。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1所示，本实用新型扩音装置包括扩音装置主机1、高分贝喇叭2，所述高分贝喇叭2通过安装夹3固定于扩音装置主机1。

如图2所示，所述扩音装置主机1电路板包含语音对讲模块，功放模块，控制模块。所述电路板信号层进行大面积敷铜铺地，音频信号线和射频信号两侧与底层均接地。同时，所述电路板遵循数字信号与模拟信号分开、射频信号与低频信号分开原则，有效降低了电磁干扰与抗干扰性能。所述电路板厚度为0.9-1.3mm，优选为1.0mm。由于板层越厚电容效应越明显电磁干扰越严重，超薄电路板设计能够降低干扰。所述电路板走线采用钝角，该种设计能够防止了严重的电磁辐射，降低了能量损耗与对其他元件的干扰。

控制模块可通过标准异步串行口通讯来设计模块工作参数并控制整个模块的收发。

控制模块能够发送频点设置指令、亚音频设置指令、输出功率设置指令、语音加密指令、波特率设置指令、自动消尾音指令、数字音量选择指令、静噪级别指令、接收灵敏度设置指令、睡眠模式指令。控制模块将相关指令发送至语音对讲模块，配置相关参数以及控制工作流程，语音对讲模块接收对讲机信号，并经语音对讲模块计算处理后输出语音信号传递给功放模块，功放模块把幅度很小的语音信号放大为高能量的信号驱动高分贝喇叭2。

所述扩音装置主机1上相应配置频道显示屏12、对频旋钮11、电源线13。通过对频旋钮调节频道，接收对讲机信号。扩音装置主机1上还设有2-4个安装孔，用于安置于无人机。

所述电源线13用于连接外置电源，可为独立外接电池，也可以为无人机电源。

所述控制模块可以选用STM32F105RBT6主控芯片。

所述功放模块使用功放芯片为TDA8932BT，可以驱动内阻为4欧和8欧的喇叭。

所述语音对讲模块选用型号SR-FRS，该种语音对讲模块发射功率高，传输距离远，模块内置高性能射频收发芯片、微控制器以及射频功放。

STM32F105RBT6、SR-FRS、TDA8932BT集成度都很高，体积小，质量轻。SR-FRS模块把高性能射频收发芯片、微控制器、射频功放集成进一块芯片中，大大减小了体积，提高了系统可靠性。选择上述信号模块能够降低扩音装置的整体重量，从而可以适配多种类型的无人机。

本实用新型扩音装置传输距离远(可达5KM)，集成度高，抗干扰能力强，具有语音加密(扰频)、遇忙禁发、自动消尾音功能。这是由于我们采用了先进的语音对讲模块SR_FRS，该模块工作在400M～480MHZ频段。

本实用新型设计的电路板充分考虑了抗干扰性能以及信号完整性，语音信号清晰完整，还原度高。本实用新型支持16个频道选择，并可以在开机状态下选择频道，实时将频道数通过数码显示频显示。

本实用新型产品优选技术参数如下：

应用案例

1.高层消防救援

当发生火灾事故，尤其是出现高层建筑失火、人员被困高层时，与被困人员及时取得联系对组织人员疏散救援有着非常重要的意义。

由于事故现场地面环境相对吵杂，传统扩音设备或地面喊话很难将救援者的意图传达给被困人员。此时如果消防无人机挂载本实用新型扩音装置，实时空中喊话或者转达指令，就能有效的解决这一问题。

一般火灾现场被困群众大多情绪激动恐慌，通过本实用新型喊话器及时将消防人员的指挥信息送达，有利于稳定民众情绪，提高疏散效率，较大程度上避免出现踩踏等恶性事件的发生。

2.群体事件处置

当一些大型群体骚乱事件出现时，由于参加的人群众多，现场很难控制。传统扩音设备受到位置、高度、距离的限制，无法将信息传递给群体的每一个人。而本实用新型可利用无人机作为挂载主体，在人群上方移动喊话，实时、高效的将指挥意图传达下去，有效控制群体事件的发展态势。

尤其在出现一些社会恶性暴力事件时，现场存在一定危险，出于对警务人员人身安全的考虑，在不适宜近距离交涉时，天语者空中喊话能起到关键性的作用。及时传递领导者讲话，表达警方意图，传达正确的舆论导向。

3.交通指挥

当发生交通事故，路面交通出现瘫痪或应急车道被堵，指挥车辆无法及时到达现场时，传统解决方案需要等待交警徒步前往事故发生地，但此举耗时过长，且指挥信息无法及时传递给司机，具有很大的局限性。

行业无人机挂载本实用新型扩音装置能迅速抵达车辆上方并进行移动喊话，能有效控制局面、及时疏散车辆，提高交通疏导效率，避免长时间拥堵影响民众正常出行。

实际测试案例

测试方案：接收端置放在8层楼顶(高度约25m)，对讲机放在车内测距，视距范围有楼层遮挡。

测试结果：

对讲机在车内3km传输距离无杂音，效果良好。

对讲机在车外4km传输距离无杂音，效果良好。

对讲机在车外5.1km传输距离有杂音但能分辨对讲内容。