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基于ZigBee的无线音频传输系统的设计与实现

作　者: 胡佳
导　师: 王卫亚
学　校: 长安大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 无线音频传输系统 语音编码 无线音频传感器节点 ZigBee CC2430
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 174次
引　用: 3次
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内容摘要


伴随着嵌入式、无线通信、分布式计算、传感器等技术的蓬勃发展,具有感知能力、计算能力和无线通信能力的无线传感器网络技术出现了。但随着监测区域的环境日趋复杂多变,仅仅获得兴趣对象简单的数据已经不能满足需要,因此把多媒体技术融合到已有的无线传感器网络技术成了发展的趋势。虽然国内外已经设计了很多WMSN节点,并进行了大量的基础理论研究,但也提出了很多挑战性的问题,如何实时传输大量的多媒体信息、节点处理能力有限问题、实时编码压缩处理问题。本文在分析了WMSN特点和存在问题的基础上,研究了ZigBee协议和工作原理,对系统做了可行性分析,并提出了系统的设计方案,针对无线音频传感器音频信息的采集与处理、编码压缩技术和无线通信等展开了一系列的研究。在克服现存的WMSN的(?)若干困难后,设计和实现了系统的硬件平台、音频信号的采集和播放、音频信号的编码处理.ZigBee无线通信网络的组建等,最终在CC2430平台上设计实现了基于ZigBee的无线音频传输系统(WATS,即Wireless Audio Transmission System的简称)。本文最后对系统做了测试实验,经测试表明,系统实现了音频信号采集、无线传输和播放,具有实时、稳定、低成本和低功耗的特点,满足了设计的预期要求,拥有一定的应用和学术价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 国内外研究现状和存在的问题  11-13
    1.2.1 国内外研究现状  11-12
    1.2.2 存在的问题  12-13
  1.3 本课题研究意义  13-14
  1.4 论文研究目标和内容  14-15
  1.5 论文组织结构  15-17
第二章 关键技术的研究与分析  17-28
  2.1 WMSN原理  17-20
    2.1.1 WMSN的网络体系结构及特点  17-18
    2.1.2 WMSN的节点体系结构及特点  18-20
  2.2 ZigBee技术  20-24
    2.2.1 ZigBee技术特点  21-22
    2.2.2 ZigBee技术实现原理  22-24
      2.2.2.1 ZigBee数据包格式  22-23
      2.2.2.2 ZigBee各层的接口模型  23-24
  2.3 语音编码压缩技术  24-27
    2.3.1 常见的语音编码压缩解压缩算法  25
    2.3.2 本论文采取的编码压缩解压缩算法  25-26
    2.3.3 对采取的压缩解压缩算法简单分析  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章 WATS总体方案设计  28-35
  3.1 WATS的可行性分析  28-29
  3.2 系统总体设计要求  29-30
  3.3 系统的总体结构  30-31
  3.4 音频采集系统  31-32
  3.5 无线通信系统  32-33
  3.6 音频播放系统  33-34
  3.7 本章小结  34-35
第四章 系统的硬件设计  35-43
  4.1 系统硬件体系结构  35
  4.2 主要芯片选型  35-37
    4.2.1 主要的芯片  35-36
    4.2.2 CC2430芯片特性  36-37
  4.3 WATS的节点功能模块设计  37-42
    4.3.1 音频采集子系统硬件设计  37-39
    4.3.2 无线通信模块硬件设计  39-40
    4.3.3 音频播放子系统硬件设计  40-42
  4.4 本章小结  42-43
第五章 系统的软件设计  43-62
  5.1 音频处理模块程序设计  43-47
    5.1.1 音频采集处理子系统软件设计  43-45
    5.1.2 音频播放子系统软件设计  45-47
  5.2 语音编解码设计与实现  47-54
    5.2.1 语音编码压缩处理  47-50
    5.2.2 语音解编码压缩处理  50-54
  5.3 无线网络的组建  54-57
    5.3.1 ZigBee协议栈运行机制  54-56
    5.3.2 信道分配  56
    5.3.3 建立网络  56-57
  5.4 语音信号在无线网络中的传输  57-61
    5.4.1 音频传感器节点加入网络  57-58
    5.4.2 音频数据在网络中的收发  58-59
    5.4.3 路由的选择  59-61
  5.5 本章小结  61-62
第六章 WATS系统性能测试与分析  62-68
  6.1 测试环境和测试目标  62
    6.1.1 测试环境  62
    6.1.2 测试目标  62
  6.2 音频采集子系统测试实验  62-63
  6.3 音频播放子系统测试实验  63-64
  6.4 网络测试实验  64-66
  6.5 音质效果分析  66-67
  6.6 本章小结  67-68
结论与展望  68-70
  结论  68-69
  展望  69-70
参考文献  70-73
附录 节点采集播放电路原理图  73-74
攻读学位期间取得的研究成果  74-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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