基于ZigBee网络的校园应急通话系统

基于zigbee网络的校园应急通话系统
技术领域
1.本实用新型涉及校园通讯技术领域，适用于校园通讯网络出现应急故障情况下，或者需要特殊线路通讯的情况，具体涉及基于zigbee网络的校园应急通话系统。


背景技术：

2.现在各类企事业单位都非常注重规范化管理各类应急突出的安全事件，安全事件对人们的生命财产威胁很大，往往是一票否决的事情。学校是培养人才的摇篮，校园是人群非常密集的地方，安全应急事件的处理显得格外的重要。当发生各种安全应急事件时，通讯变成了解决问题的基础保障。通常的做法都是现场人员第一时间用手机打电话给事件的相关负责人，然后相关负责人接到手机电话之后，再赶到事故现场进行处理的。这种传统的通过手机设备进行应急通讯，受限于运营商的通讯网络覆盖和信号的好坏，如果发生应急安全事件时，运营商的网络信号有问题或者出现故障，此时就无法通过手机进行点对点的通信，就导致会错失对事件的第一时间救援。
3.目前对讲机是可以解决部分特殊情况下的通话需求问题的，但是各对讲机也有明显的缺陷。目前有模拟对讲机、数字对讲机，以及用运营商的流量对讲机，模拟对讲机的缺陷就是通话距离不远，以及信号很容易被干扰，很容易造成声音嘈杂难辨清晰。数字对讲机的通话，虽然信号不易受到干扰，但是通话距离也受到限制也无法进行远距离沟通。运营商的流量对讲机还是依托于运营商的基站和信号。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提供了基于zigbee网络的校园应急通话系统，具体技术方案如下：
5.基于zigbee网络的校园应急通话系统，包括若干通话设备和若干信号路由器；若干所述通话设备分别布置在校园内；若干所述信号路由器分布在校园内；
6.所述通话设备包括电源模块a、扬声器/听筒模块、微处理器模块a、通信模块a；所述电源模块a分别与扬声器/听筒模块、微处理器模块a、通信模块a连接；所述扬声器/听筒模块、通信模块a分别与微处理器模块a连接；
7.所述电源模块a分别给扬声器/听筒模块、微处理器模块a、通信模块a提供工作电源；所述扬声器/听筒模块用于采集语音数据并将采集的语音数据传输至微处理器模块a，或播放来自微处理器模块a的语音数据；所述微处理器模块a对采集的语音数据进行处理，并将处理好的语音数据传输至通信模块a，或接收来自通信模块a的语音数据；所述通信模块a用于将处理好的语音数据传输至就近的信号路由器，或接收来自就近的信号路由器传输来的语音数据，并将接收到的语音数据传输至微处理器模块a。
8.优选地，所述信号路由器包括电源模块b、微处理器模块b、通信模块b；所述电源模块b分别与微处理器模块b、通信模块b连接；所述通信模块b与微处理器模块b连接；所述电源模块b用于为微处理器模块b、通信模块b提供工作电源；所述通信模块b用于接收来自通
话设备的通信模块a的语音数据并将接收的语音数据传输至微处理器模块b，或将来自微处理器模块b的语音数据传输至另一信号路由器的通信模块b；所述微处理器模块b用于接收来自通信模块b的语音数据或者发送语音数据至通信模块b。
9.优选地，所述微处理器模块a包括msp430系列单片机。
10.优选地，所述微处理器模块b包括msp430系列单片机。
11.优选地，所述通信模块a包括基于ieee802.15.4标准的zigbee协议的cc2530芯片。
12.优选地，所述通信模块b包括基于ieee802.15.4标准的zigbee协议的cc2530芯片。
13.优选地，所述通话设备还包括rfid电子标签模块、rfid读卡模块，所述rfid电子标签模块、rfid读卡模块、微处理器模块a依次连接；所述rfid电子标签模块用于通话设备的身份识别；所述rfid读卡模块用于读取rfid电子标签模块中的id数据，并将读取的数据传输至微处理器模块a；所述微处理器模块a将id数据通过通信模块a传输至信号路由器。
14.优选地，电源模块a和/或电源模块b包括太阳能移动电源。
15.本实用新型的有益效果为：本实用新型提供了基于zigbee网络的校园应急通话系统，系统依靠zigbee协议在校园内自组通讯网络。zigbee无线传感器技术具低功耗、低成本、传输速度高、可无线组网，zigbee协议符合国际ieee 802.15.4标准规范，并支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。zigbee协议可以进行语音传输，传输速度高达1mbps，理论上25kbps即可进行语音的传输，所以zigbee可以保证语音通话的进行。本系统依靠zigbee协议在校园内自组通讯网络，zigbee通话信号不易受到干扰，传输质量高，部署简单使用也灵活。同时系统也不依赖于现有运营商的通信基站、通信协议，以及现有的通信设备，就能够通过zigbee协议进行点对点的网络简易即时通话。
16.通话设备的电源模块a和信号路由器的电源模块b采用太阳能移动电源，方便快捷，节约能源。
附图说明
17.图1为本实用新型的通话设备的原理示意图；
18.图2为本实用新型的信号路由器的原理示意图；
19.图3为本实用新型的电源模块的原理示意图。
具体实施方式
20.为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：
21.基于zigbee网络的校园应急通话系统，包括若干通话设备和若干信号路由器；若干通话设备分别布置在校园内；若干信号路由器分布在校园内；
22.如图1所示，通话设备包括电源模块a、扬声器/听筒模块、微处理器模块a、通信模块a；电源模块a分别与扬声器/听筒模块、微处理器模块a、通信模块a连接；扬声器/听筒模块、通信模块a分别与微处理器模块a连接；
23.电源模块a分别给扬声器/听筒模块、微处理器模块a、通信模块a提供工作电源；扬声器/听筒模块用于采集语音数据并将采集的语音数据传输至微处理器模块a，或播放来自微处理器模块a的语音数据；微处理器模块a对采集的语音数据进行处理，并将处理好的语
音数据传输至通信模块a，或接收来自通信模块a的语音数据；通信模块a用于将处理好的语音数据传输至就近的信号路由器，或接收来自就近的信号路由器传输来的语音数据，并将接收到的语音数据传输至微处理器模块a。
24.如图2所示，信号路由器包括电源模块b、微处理器模块b、通信模块b；电源模块b分别与微处理器模块b、通信模块b连接；通信模块b与微处理器模块b连接；电源模块b用于为微处理器模块b、通信模块b提供工作电源；通信模块b用于接收来自通话设备的通信模块a的语音数据并将接收的语音数据传输至微处理器模块b，或将来自微处理器模块b的语音数据传输至另一信号路由器的通信模块b；微处理器模块b用于接收来自通信模块b的语音数据或者发送语音数据至通信模块b。
25.微处理器模块a包括msp430系列单片机，微处理器模块b包括msp430系列单片机，具体为msp430g2233ipw28芯片，msp430系列芯片具有处理能力强、运算速度快和功耗低等优点，适用于传感器传输中对语音数据的处理和对各个模块进行协调指挥。
26.通信模块a包括基于ieee802.15.4标准的zigbee协议的cc2530芯片，通信模块b包括基于ieee802.15.4标准的zigbee协议的cc2530芯片，cc2530在空旷的环境下传输距离大约100米左右，cc2530功能引脚图如图2所示。
27.通话设备还包括语音信号处理模块，语音信号处理模块与微处理器模块a连接，具体包括apr9600语音芯片。
28.本实用新型的工作原理为：可以在校园食堂、学生宿舍、教学楼、学校大门等等多个地方设置信号路由器，假设有两台通话设备，分别为通话设备i、通话设备ii，通话设备i的扬声器/听筒模块采集语音信号，经过微处理器模块a的msp430g2233ipw28芯片自带的adc模数转换和语apr9600语音芯片完成语音信号的处理，并将处理后的信号通过通信模块a传输至就近的信号路由器的通信模块b，通信模块b将语音信号传输至微处理器模块b，微处理器模块b又会通过通信模块b向就近的信号路由器传递，直至传到通话设备ii的通信模块a上，而通话设备ii的微处理器模块a接收通话设备ii的通信模块a传输来的语音信号并且通过扬声器/听筒模块将语音信号播放出来。组网内部的通话设备可互相通信。
29.如图3所示，电源模块a和电源模块b分别包括太阳能移动电源，太阳能移动电源包括太阳能电池板、蓄电池、小功率节能灯和充放电控制电路，在太阳能电池板的输出端和蓄电池的输入端之间连接一直流充电电路，在直流充电电路中连接有一欠压指示电路，在蓄电池的输入端连接一过充指示电路，通过总控制开关k1决定充电的开始。
30.欠压指示电路：蓄电池电源的正极端(a)连接第一三极管(q1)的集电极，第一三极管(q1)的发射极经一个欠压指示灯(led2)后接电源负极(f)，欠压指示灯(led2)上并联一个第一电容(c1)；第一三极管(q1)的发射极连接第二三极管(q2)的集电极，第二三极管(q2)的集电极经一电阻连接到蓄电池电源的正极端，第二三极管(q2)的发射极接电源负极(f)，第二三极管(q2)的基极经一电阻后接电源负极(f)，第二三极管(q2)的基极经电阻和第三稳压二极管(zd3)后与蓄电池电源的正极连接。当蓄电池电压低于欠压点时，第三稳压二极管(zd3)断开，第二三极管(q2)截止，第一三极管(q1)导通，欠压指示灯(led2)亮，表示电源电压不足，需要充电；当蓄电池由于充电而上升至欠压恢复值时，第三稳压二极管(zd3)导通，第二三极管(q2)导通，第一三极管(q1)截止，欠压指示灯(led2)灭，表示蓄电池可以进行正常工作。
31.直流充电电路：太阳能电池板的正极端(b)经继电器(j)的常闭触点(j1)连接第三三极管(q3)的基极，第三三极管(q3)的基极经过一电阻和第一稳压二极管(zd1)后与太阳能电池板的正极端连接，所述第三三极管(q3)的基极经一电阻后与电源负极(f)连接，第三三极管(q3)的发射极接电源负极(f)，第三三极管(q3)的集电极经继电器(j)和一电阻r后连接到太阳能电池板的正极端(b)，电阻r上并联一第二电容(c2)，电阻r和第二电容(c2)可以防止继电器(j)的误动，继电器(j)受充电指示电路的控制。
32.过充电指示电路：第四三极管(q4)的集电极经充电指示灯(led1)和分压电阻后连接到太阳能电池板的正极端(b)，第四三极管(q4)的发射极接电源负极(f)，第四三极管(q4)的基极经一电阻和第二稳压二极管(zd2)后连接到太阳能电池板的正极端(b)，所述三第四极管(q4)的基极同时经一电阻后连接到电源负极(f)。当蓄电池端电压低于设定的过放电压时，第二稳压二极管(zd2)断开，第四三极管(q4)截止，指示灯处于不亮的状态，继电器(j)动作，常闭触点(j1)断开，使直流充电电路通路，开始充电；当充满电时，第二稳压二极管(zd2)导通，第四三极管(q4)导通，充电指示灯(led1)亮，表示电已充满，继电器(j)释放，常闭触点(j1)闭合，直流充电电路断开。
33.实施例2：
34.通话设备还包括rfid电子标签模块、rfid读卡模块，rfid电子标签模块、rfid读卡模块、微处理器模块a依次连接；rfid电子标签模块用于通话设备的身份识别；rfid读卡模块用于读取rfid电子标签模块中的id数据，并将读取的数据传输至微处理器模块a；微处理器模块a将id数据通过通信模块a传输至信号路由器。可设置一个主通话设备，设置在集控室，其他皆为从通话设备，各个从通话设备可向主通话设备传递语音信号。信号路由器转发带有各从通信装置id数据的语音数据至主通话设备上，主通话设备可通过id数据判断识别对应通话设备在校园哪个位置。
35.本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。