一种基于短距离无线传感网络音频数据传输的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于物联网无线传感网络领域，特别是一种基于短距离无线传感网络音频 数据传输的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，实现音频网络传输的方法有很多种，因为音频文件的数据量相对比较大，所 以采用的网络较多的都为大数据量网络。例如：通过蓝牙技术传输音频，这是前几年较为 流行的传输方法，其缺点是传输距离过短；另外采用UWB技术传输音频，这是较为新型的传 输方法，其缺点是设备价格比较昂贵。根据ZigBee技术的特点，其原本定于小数据量的传 输，但其250kb/s的传输速率，能满足基本的音频传输需求。并且ZigBee具有低成本、低功 耗、低复杂度、抗干扰能力强等优点，在智能家居、自动控制、医疗监护等多个领域都拥有很 好的应用前景。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能够稳定的获得较好的音频效果，成本低 廉，复杂度低，操作简单的一种基于短距离无线传感网络音频数据传输的方法。
[0004] 本发明的技术方案为：一种基于短距离无线传感网络音频数据传输的方法，其步 骤为： (1) 实现音频采集模块对音频数据的采集； (2) 实现音频处理模块对采集到的音频数据从模拟信号到数字信号的转换，此过程为 对音频信号的采样过程； (3) 应用ADPCM压缩算法，对数字音频信号进行压缩；从数据缓存区取出存储的样本字 节进行压缩，压缩后的数据被送到数据发送缓存区； (4) 使用ZigBee技术，创建一个ZigBee无线传感网络，整个网络包括一个终端节点，多 个路由器节点和一个中心节点； (5) 完成数字音频信号的传输； (6) 应用ADPCM压缩算法逆过程，对数字音频信号进行解压缩；音频数据被传输到音 频处理模块的数据缓存区，数据缓存区的音频数据被取出进行解压缩，则压缩的数据被还 原； (7) 实现音频处理模块对收到的音频数据从数字信号到模拟信号的转换； (8) 实现后置放大电路对模拟音频信号的放大； (9) 实现音频播放模块对音频的播放； 上述步骤（1)音频数据的采集，具体包括以下步骤： ①通过串口编程，实现通过按键来控制采集音频的时长；根据本发明的特性，音频采集 时长应尽量短，相应的音频数据量就小； 發运算放大器将音频信号放大符合需求的倍数； ③将放大的信号通过一个低通抗混叠滤波器进行去噪处理； @将放大去噪的信号输入到音频处理模块，完成音频的采集和初步处理过程。
[0005] 上述步骤（5)数字音频信号的传输，具体包括以下步骤： Φ通过RS232串口线将音频处理模块和ZigBee模块连接起来作为终端节点，实现音频 数据的发送； ?路由器节点接收到终端节点的数据，转发给中心节点，实现音频数据的存储转发； ③ 中心节点收到路由器节点发送来的的数据； ④ 中心节点通过RS232串口线与音频处理模块连接起来，完成整个音频信号的传输过 程。
[0006] 本发明的积极效果为： 根据ZigBee技术的特点，其原本定于小数据量的传输，但其250kb/s的传输速率，能 满足基本的音频传输需求。并且ZigBee具有低成本、低功耗、低复杂度、抗干扰能力强等优 点，在智能家居、自动控制、医疗监护等多个领域都拥有很好的应用前景。
【附图说明】
[0007] 图1.本发明的方法功能模块图； 图2.本发明的方法流程图； 图3.本发明方法步骤结构图。
【具体实施方式】
[0008] 如图1所示，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够稳定的获得较好的音频 效果，成本低廉，复杂度低，操作简单的一种基于短距离无线传感网络音频数据传输的方 法。
[0009] 如图2所示，本发明的技术方案为：一种基于短距离无线传感网络音频数据传输 的方法，其步骤为： (1) 实现音频采集模块对音频数据的采集； (2) 实现音频处理模块对采集到的音频数据从模拟信号到数字信号的转换，此过程为 对音频信号的采样过程； (3) 应用ADPCM压缩算法，对数字音频信号进行压缩。从数据缓存区取出存储的样本字 节进行压缩，压缩后的数据被送到数据发送缓存区； (4) 使用ZigBee技术，创建一个ZigBee无线传感网络，参见图3,整个网络包括一个终 端节点，多个路由器节点和一个中心节点；其中终端节点主要进行数据的采集和发送，路由 节点进行数据的存储和转发，中心节点进行数据的接收和输出； (5) 在上述步骤（1) (2) (3) (4)的基础上完成数字音频信号的传输； (6) 应用ADPCM压缩算法逆过程，对数字音频信号进行解压缩；音频数据被传输到音 频处理模块的数据缓存区，数据缓存区的音频数据被取出进行解压缩，则压缩的数据被还 原； (7) 实现音频处理模块对收到的音频数据从数字信号到模拟信号的转换； (8) 实现后置放大电路对模拟音频信号的放大； (9) 实现音频播放模块对音频的播放。
[0010] 上述步骤（1)音频数据的采集，具体包括以下步骤： _通过串口编程，实现通过按键来控制采集音频的时长；根据本发明的特性，音频采集 时长应尽量短，相应的音频数据量就小； Φ运算放大器将音频信号放大符合需求的倍数； 亡将放大的信号通过一个低通抗混叠滤波器进行去噪处理； Φ将放大去噪的信号输入到音频处理模块，完成音频的采集和初步处理过程。
[0011] 上述步骤（5)数字音频信号的传输，具体包括以下步骤： 發通过RS232串口线将音频处理模块和ZigBee模块连接起来作为终端节点，实现音频 数据的发送； ?路由器节点接收到终端节点的数据，转发给中心节点，实现音频数据的存储转发； ③中心节点收到路由器节点发送来的的数据； 中心节点通过RS232串口线与音频处理模块连接起来，完成整个音频信号的传输过 程。
【主权项】
1. 一种基于短距离无线传感网络音频数据传输的方法，其步骤为： (1) 实现音频采集模块对音频数据的采集； (2) 实现音频处理模块对采集到的音频数据从模拟信号到数字信号的转换，此过程为 对音频信号的采样过程； (3) 应用ADPCM压缩算法，对数字音频信号进行压缩；从数据缓存区取出存储的样本字 节进行压缩，压缩后的数据被送到数据发送缓存区； (4) 使用Zi浊ee技术，创建一个Zi浊ee无线传感网络，整个网络包括一个终端节点，多 个路由器节点和一个中必节点； (5) 完成数字音频信号的传输； (6) 应用ADPCM压缩算法逆过程，对数字音频信号进行解压缩；音频数据被传输到音 频处理模块的数据缓存区，数据缓存区的音频数据被取出进行解压缩，则压缩的数据被还 原； (7) 实现音频处理模块对收到的音频数据从数字信号到模拟信号的转换； (8) 实现后置放大电路对模拟音频信号的放大； (9) 实现音频播放模块对音频的播放。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1)音频数据的采集，具体包括 W下步骤： (|)通过串口编程，实现通过按键来控制采集音频的时长；根据本发明的特性，音频采集 时长应尽量短，相应的音频数据量就小； 哥运算放大器将音频信号放大符合需求的倍数； 窗将放大的信号通过一个低通抗混叠滤波器进行去噪处理； 毎将放大去噪的信号输入到音频处理模块，完成音频的采集和初步处理过程。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤（5)数字音频信号的传输， 具体包括W下步骤： 褒通过RS232串口线将音频处理模块和Zi浊ee模块连接起来作为终端节点，实现音频 数据的发送； 風路由器节点接收到终端节点的数据，转发给中必节点，实现音频数据的存储转发； ③中必节点收到路由器节点发送来的的数据； @中必节点通过RS232串口线与音频处理模块连接起来，完成整个音频信号的传输过 程。
【专利摘要】本发明公开了一种基于短距离无线传感技术实现音频数据传输的方法，属于物联网应用开发领域。一种基于短距离无线传感网络音频数据传输的方法包括以下步骤：（1）实现音频采集模块对音频数据的采集；（2）实现音频处理模块对采集到的音频数据从模拟信号到数字信号的转换；（3）应用ADPCM压缩算法，对数字音频信号进行压缩；（4）使用ZigBee技术，创建一个ZigBee无线传感网络；（5）完成数字音频信号的传输；（6）应用ADPCM压缩算法逆过程，对数字音频信号进行解压缩；（7）实现音频处理模块对收到的音频数据从数字信号到模拟信号的转换；（8）实现后置放大电路对模拟音频信号的放大；（9）实现音频播放模块对音频的播放。本发明具有低功耗、低成本、抗干扰能力强等优点，相对于其他大数据量网络对音频的传输，本发明的性价比更高。
【IPC分类】H04W84/18
【公开号】CN105208680
【申请号】CN201410252169
【发明人】王中生, 黄动力, 陈国绍
【申请人】王中生
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年6月10日