救护或搜救直升机舱内使用的抗噪音无线通话系统的制作方法

本实用新型属于通讯系统，尤其涉及一种救护或搜救直升机舱内使用的抗噪音无线通话系统。

背景技术：

救护直升机、搜救直升机等在执行任务时，机舱内的噪声非常严重，最高时可达120dB。如此大噪声环境下，舱内医务人员、伤员或机组人员基本无法进行正常通话。目前，具有抗噪音功能的通信设备一般为半双工工作方式，它们的缺陷主要是:使用时需要手动按键进行讲话，不能解除人的手进行其他工作；只能一方讲话对方听，不能随时插话；在强噪声环境下使用时通话质量较差；一般为点对点通信，不能进行无中心自组网；静噪门限一般都是设定的门限，不能根据环境噪音进行自适应调节；送话器增益一般是固定不变或手动调节，不能跟随外界噪声自适应调整，严重影响通信质量。目前，国内尚没有专门针对救护或搜救直升机舱内救护或搜救人员互相清晰联络通话的抗噪音通话设备。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种救护或搜救直升机舱内使用的抗噪音无线通话系统，具有多人全双工无线通话、随时插话、收发自动切换和自适应降噪功能，使救护直升机舱内机组人员、医务人员及伤患人员之间能够进行正常的语音交流。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种救护或搜救直升机舱内使用的抗噪音无线通话系统，其特征是：包括若干个抗噪音无线通话器及便携式送受话器构成抗噪音无线通话系统，所述便携式送受话器通过抗电磁干扰屏蔽导线与抗噪音无线通话器连接；所述抗噪音无线通话器之间采用全双工无线通信；所述抗噪音无线通话器包括头戴式隔音耳罩和由耳机与麦克风构成整合体的耳麦，所述头戴式隔音耳罩包括耳罩壳体、吸声材料和耳垫，所述耳罩壳体采用双腔结构，吸声材料置于耳罩壳体内部，耳垫固定在耳罩壳体与人耳接触的内侧位置，所述耳罩内部设有与人耳结构对应形状的凹陷结构。

所述头戴式隔音耳罩采用左右双耳头戴结构，耳罩壳体的凹陷结构内固接有依次连接的耳机、声电转换模块、前置放大模块和锂电池。

所述耳麦的麦克风采用二阶压差气导动圈送话器，通过金属软管连接在头戴式隔音耳罩的左侧耳罩上。

所述便携式送受话器包括依次连接的无线通信模块、锂电池、数据处理器和语音编解码模块，并置于壳体内，壳体表面固接有显示模块和按键单元。

所述便携式送受话器的数据处理器采用TMS3205509高速DSP芯片，所述便携式送受话器的无线通信模块采用433MHz通信频段，语音编解码模块采用HS-AF3404芯片。

有益效果:与现有技术相比，本实用新型可实现多人全双工无线通话、随时插话，组网方便快捷。采用双腔隔音耳罩和自适应降噪数字信号处理技术，可在直升机舱内110～120dB的强噪声环境下实现清晰语音通话；采用二阶压差式送话器，且能够实时监测外界环境噪声，自动调节送话器的开启门限和送话器增益，提高了送话器的抗噪性能，可以解放双手，实现自动收发控制，使用方便；头戴式隔音耳罩采用双腔结构，且腔内采用高性能吸声材料，及特殊设计的耳罩内侧凹陷结构，使隔音耳罩具有良好的抗噪性能，且佩戴舒适。本实用新型从根本上解决了直升机舱内强噪声环境下机组人员、医务人员及伤病员之间的无法进行语音交流的难题。同时本实用新型也可推广用于抗震救灾、油田、矿山、机场、建筑工地、野外勘探和舰船等高噪声环境。

附图说明

图1是抗噪音无线通话器及便携式送受话器的结构示意图；

图2是本实用新型的系统总体工作示意图；

图3是耳罩内侧凹陷结构示意图；

图4是本实用新型的便携式送受话器模块功能结构图。

图中：1、无线通话器，2、便携式送受话器，2-1、壳体，3、头戴式隔音耳罩，3-1、凹陷结构，4、麦克风,5、抗电磁干扰屏蔽导线,6、耳机部分。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下

详见附图1，本实施例提供了一种救护或搜救直升机舱内使用的抗噪音无线通话系统，包括若干个抗噪音无线通话器1及便携式送受话器2构成抗噪音无线通话系统，所述便携式送受话器通过抗电磁干扰屏蔽导线5与抗噪音无线通话器连接；所述抗噪音无线通话器之间采用全双工无线通信；所述抗噪音无线通话器包括头戴式隔音耳罩3和由耳机(图中未示)与麦克风4构成整合体的耳麦，所述头戴式隔音耳罩包括耳罩壳体、吸声材料和耳垫，所述耳罩壳体采用双腔结构，吸声材料置于耳罩壳体内部，耳垫固定在耳罩壳体与人耳接触的内侧位置，详见附图3,所述耳罩内部设有与人耳结构对应形状的凹陷结构3-1。所述头戴式隔音耳罩采用左右双耳头戴结构，耳罩壳体的凹陷结构内固接有依次连接的耳机、声电转换模块、前置放大模块和锂电池构成耳机部分6。所述耳麦的麦克风采用二阶压差气导动圈送话器，通过金属软管连接在头戴式隔音耳罩的左侧耳罩上。耳麦是耳机与麦克风的整合体。无线耳麦分为三个部分：第一部分是发声源，第二部分是接受器，第三部分是耳机部分，这部分的功能主要是用来将手机或接收器传送来的信号转化为声音再传到人的耳朵里。无线耳麦采用无线接收技术，由发射端和接收装置组成。采用集成气导式抗噪声送话麦克。

所述便携式送受话器包括依次连接的无线通信模块、锂电池、数据处理器和语音编解码模块，并置于壳体2-1内，壳体表面固接有显示模块和按键单元。所述便携式送受话器的数据处理器采用TMS3205509高速DSP芯片，所述便携式送受话器的无线通信模块采用433MHz通信频段，语音编解码模块采用HS-AF3404芯片。便携式送受话器采用手持结构，可以佩在腰间或放入口袋中。所述便携式送受话器的显示模块采用三个红色“8”字发光二极管(LED)。

如图2所示，其系统由多个抗噪音无线通话器组成，通话器之间采用全双工无线通信，为一种无中心的自组网通信结构。系统可在直升机舱内等强噪声环境下实现小型集群通话，通信距离不超过200米。

头戴式隔音耳罩是气导途径的有效防护方式。本实用新型在兼顾耳罩重量、容积及与软帽匹配情况下，还考虑了脉冲噪声可能产生的耳腔共振及吻合效应。壳体材料采用机械性能良好、密度较高的聚碳酸酯工程塑料制造，合理设计耳罩壁厚和容积，适当加厚耳垫尺寸，以提高隔声防护性能；耳垫采用柔软的PU材料，内部填充硅胶和海绵，挤压形变特性好，与面颊贴合严密，具有良好的隔声密封性能。耳罩壳体内部填充2mm毛毡和10mm聚氨酯泡沫吸声材料，能对穿透耳罩的噪声进一步衰减。

如图3所示，便携式送受话器功能结构便携式通话器

a)无线通信电路设计

目前专用射频芯片按调制方式分有FSK和QPSK(或BPSK)，电路采用HS-RF343，本射频电路设计采用满足802.15.4协议，具有扩频功能的433M频段的低电压专业通信芯片，具有一定的抗干扰能力和保密性能。该芯片耗电约10mA，3.3V供电,采用QPSK+DSSS调制方式，工作频率范围宽，包括了射频收发及收发转换、调制解调(扩频、解扩)、频率合成、可编程发射功率控制、SPI串行数据通信等功能，外部只需连接晶体振荡器和少量滤波元件，所有包括信道发射频率在内的参数都可通过芯片内部配置寄存器用SPI串行线进行配置；数据传输速率从200K～1Mbit/s可根据信道调制方式及传输速率灵活配置。

b)语音编解码电路设计

话音编解码模块主要将模拟话音信号转化为易于传输和存储的数字信号，接收端将数字信号还原为模拟信号。本实施实例中采用了具有多路输入输出、音频功率可扩展的专业芯片，HS-AF3404。该芯片耗电约9mA，供电3.3V，ADC、DAC信噪比可达100dB。8K～192Kbit/s数据速率根据需要选择。所有包括增益控制、滤波器选择、A/D、D/A变换等参数都可通过芯片内部的配置寄存器用SPI串行线进行配置。

c)数字处理器电路设计

数字处理电路为通话器的控制核心。主要承担TDMA多时隙话音信息压缩、解压缩、帧数据发射/接收、多路话音数据复接合成，及相关控制信息、数据信息、界面信息、外部数据接口等大量信息的处理、分配和协调。为降低硬件电路的复杂性，多路话音数据的处理通过软件完成。考虑到软件的可扩展性，选用TMS3205509低功耗、低电压、高速DSP芯片，该芯片耗电约30mA，供电3.3V和1.2V,主频速度不小于200MIPS。

d)供电设计

一般直升机执行任务不超过4小时，因此通话器至少能保证连续工作4小时。接收状态下电流各模块单元总计耗电约50mA左右；发射时约160mA左右。按4:1收、发比计算，所需电池容量约为90×4＝360mAh。考虑到锂电池在-40低温状态供电效率有所下降，选用3.6V/1000mAh可充电的锂电池。

e)网络通信方案设计

在同一时间内实现多个用户的同时相互通话，需基于多址技术的网络通信，包括网络结构和通信协议。

(1)网络结构和协议

选择网状网结构基于以下因素：1)无中心节点，组网简单，各节点均可互通，根据需要可设置协调点，承担管理和控制功能；2)所有节点物理位置相对集中，完全处在无线链路覆盖之内；3)孤立节点故障对网络的影响有限，网络生存能力强。

无线网络通信协议是保证信息可靠传输的基本通信架构，可以自定义协议，但协议应借鉴或参照经过实践使用较为成熟可靠的低功耗无线网络协议，根据需要进行工程开发设计，降低技术开发风险，系统采用可靠成熟的低功耗协议802.15.4，协议的物理帧数据层、(PHY),介质访问控制层(MAC)等软件架构完全满足系统功能要求。

(2)多址通信方案

根据系统技术要求，无线通话器、转接盒以点对多点、多点对点的方式在网内无限制传输，从应用角度考虑，各节点产生的话务量具有随机和持续时间短的特点。系统按6个TDMA时分多址信道设置，即6个复用信道，并采用具有统计特性的异步时分多址通信方式，所有节点不固定分配占用时隙信道，各节点为载波侦听竞争上网，共享所有6个信道，自适应同步。与同步时分多址相比具有信道利用率高，用户节点增减灵活等特点。在多点对点的话音传输中，每个节点都要具有5路话音信息的解调和复接，由于系统的体积限制，解调和复接不能采用硬件方式，节点过多将增加系统软件复杂程度、增加开发风险和成本，过少将增加话音信息碰撞的机率和时间，影响正常通信。一个TDMA帧为一个系统收发周期，6个话音用户按异步通信方式上网传输，信息管理员节点作为网络协调点具有对其它节点进行动态监听管理权限，完全满足话音通信需要。

上述参照实施例对该一种救护或搜救直升机舱内使用的抗噪音无线通话系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。