基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )/ZigBee協(xié)議多跳語(yǔ)音通信結點(diǎn)設計

　　摘要：為了適應ZigBee協(xié)議在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中語(yǔ)音通信的需求，在短距離上實(shí)現低成本、低功耗的無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音通訊，設計了一種基于無(wú)線(xiàn)射頻芯片的多媒體語(yǔ)音節點(diǎn)板的多跳語(yǔ)音通信節點(diǎn)軟件，實(shí)現多個(gè)節點(diǎn)組網(wǎng)通信、語(yǔ)音實(shí)時(shí)采樣和多跳中繼傳輸，通話(huà)話(huà)音質(zhì)量好，系統故障低、可靠性高， 使其能夠在較大的范圍內得到應用。

　　引言

　　在物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展大背景下，結合多媒體網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的應用要求，通過(guò)嵌入式計算技術(shù)、傳感器技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信技術(shù)等研發(fā)一套基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)多跳語(yǔ)音通信系統技術(shù)，系統建立在802.15.4或Zigbee網(wǎng)絡(luò )基礎上，具有低功耗、低成本、低時(shí)延、可擴展等特點(diǎn)。

　　文章擬研究基于JN5148芯片的Zigbee語(yǔ)音多跳傳輸系統。該系統包括硬件部分和軟件部分。硬件部分包括基于JN5148的通信節點(diǎn)和語(yǔ)音板，軟件部分包括通信協(xié)議設計和操作系統。該語(yǔ)音通信系統在空曠環(huán)境下的單跳視距傳輸距離大于400米，支持多跳中繼。設計基于IEEE 802.15.4的語(yǔ)音通信系統硬件節點(diǎn)，用以研究短距離的無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音通信技術(shù)。語(yǔ)音通信方案采用WM8510語(yǔ)音編解碼芯片實(shí)現ADC、DAC和PCM完成語(yǔ)音采樣及回放，用JN5148芯片實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信和計算，該方案硬件簡(jiǎn)單，成本低廉，超低功耗，可廣泛應用于地面商業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、消防應用、安全監控等等。所以本設計開(kāi)發(fā)具有較大的市場(chǎng)價(jià)值。

　　總體方案設計

　　多跳網(wǎng)絡(luò )通信

　　多跳(multi-hop)網(wǎng)絡(luò )通常稱(chēng)之為“無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )”，或者無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)，它是一種與傳統無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )完全不同的新型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。這種網(wǎng)絡(luò )中除了發(fā)送節點(diǎn)和目的節點(diǎn)之外，還存在大量的路由中繼節點(diǎn)構成骨干網(wǎng)絡(luò )。

　　如圖1所示，節點(diǎn)1是發(fā)送源節點(diǎn)，節點(diǎn)4是目的接收節點(diǎn)，中間的節點(diǎn)2和節點(diǎn)3都是路由節點(diǎn)，即起到中繼轉發(fā)數據包的作用，在這條路由上，數據包從節點(diǎn)1出發(fā)要經(jīng)過(guò)三跳才能到達目的節點(diǎn)4。因此可知，多跳網(wǎng)絡(luò )必須建立在多跳路由算法基礎上。