基于无线传感器网络的语音通信系统设计与实现.pdf

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基于无线传感器网络的语音通信系统设计与实现张志东k2，孙雨耕1，杨挺1(1．天津大学电气与自动化工程学院，天津300072；2．天津市电力公司电力通信分公司，天津3000lO)摘要：针对无线传感器网络在语音方面的应用进行深入研究，提出一种基于无线传感器网络的语音通信系统。根据无线传感器网络工作原理和节点体系架构，设计了以嵌入式处理器MPC2194为核心，结合无线收发器CCl000、语音采集编码芯片CMX649以及存储芯片、电源等外围电路构建的语音无线传感器节点。重点讨论了系统结构、硬软件设计和协议栈开发等关键问题。并通过实验选择优DesignandimplementationofVoicecommunicationsystembasedwirelessnetwork《电子技术应用》2007年第11期欢迎订购《电子技术应用》200∞2006年合订光盘(010-82306084)117化系统参数。从而实现高质量语音通信。关键词：无线传感器网络语音监测无线通信智能信息处理inf0珊a￡ion术、分布式信息处理技术和无线通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理后传送到所需信息的终端用户。无线传感测、城市交通等领域【1-31。具有语音通信的无线传感器网络将突破传统传感器网络，即仅对区域环境的温度或震动等信息的简单监应用都较少，本文正是针对基于无线传感器网络的语音计和协议栈开发等方面进行全面设计。系统以嵌入式处理器为核心，结合语音、射频接口以及电源等外围电路实现无线传感器网络的语音通信系统。并通过实验优化系统参数，从而实现高质量语音通信。1无线传感器网络语音通信系统结构本文提出的无线传感器网络语音系统由五个子系统构成：语音信息采集子系统、本地存储子系统、无线通信子系统、数据融合子系统和分析决策系统。其中，前四个子系统集成在语音传感器节点中，而分析决策系统则语音信息采集子系统包括语音采集模块和语音编码模块。语音采集模块实现对原始语音信息的采集，并的数据信息。(1．SchoolEngineering，TianjinUniversity，TianjinCompany，TianjinCorpomtiDn，Tianjin300010，China)无线传感器网络综合传感器技术、嵌入式计算技器网络应用前景非常广阔，可广泛应用于军事、环境监测，可实现对监测区域中的音频信息的采集和监控。系统的实现可广泛应用于大型医院病区护理、医疗急救以及大型工业园区的安全监测等领域。目前对实现语音通信的无线传感器网络的研究和通信系统开展深入研究，从系统结构、硬件设计、软件设为软决策系统，由用户根据应用制定。系统功能如图1所示。通过语音编码模块实现高保真的语音压缩，形成可传输onsensorZHANGZhiDon91一，SUNYuGen91，YANGTin91300072，China；SubsidiaryAbStraCt：proposedWSN—basedand、vorkingWSN，nodeembeddedMPC2194discusseddetail．ThemizedachieveKeywOrds：埘re王essmonitoring；wirelesscommunication；intelligemElectricalAutomation2．ElectricPowerCommunicationElectricP0werAiming砒tlleapplicationwirele8sinvoicecommunication，thispapersystem．BasedanalysisarchitectureprinciplewhichadoptedprocessorMCU，RFchipCCl000，codecCMX649stoIagecore、powercircuitperipheralequipmentsintm—duced．Thedesignhardware，softwareprotocolsparametersopti．throughexperiments，sohigh—qualityspeechcommunication．network；speechprocessing+教育部博士点基金资助项目(N0．20030056007)，中国博士后科学基金资助项目(2006040018)爿=wasstructure，weretoaas
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《电子技术应用》2007年第11期欢迎网上投稿www．aetnet．cn数据信息则通过传感器节点的通信子系统以多跳形式汇聚给Sink节点，其中传输方式及路径选择将由分析决策系统控制。同时，在事件密集发生过程中，可通过本地存储模块对后续语音进程进行缓存，并由分析决与传统的无线传感器网络采集