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基于WiFi的语音矿灯设计

王飞

王飞. 基于WiFi的语音矿灯设计[J]. 工矿自动化,2022,48(1):96-100.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021010077
引用本文: 王飞. 基于WiFi的语音矿灯设计[J]. 工矿自动化,2022,48(1):96-100.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021010077
WANG Fei. Design of voice miner's lamp based on WiFi[J]. Industry and Mine Automation,2022,48(1):96-100.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021010077
Citation: WANG Fei. Design of voice miner's lamp based on WiFi[J]. Industry and Mine Automation,2022,48(1):96-100.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021010077

基于WiFi的语音矿灯设计

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021010077
基金项目: 重庆市技术创新与应用发展专项面上项目(cstc2020jscx-msxmX0136);中煤科工集团重庆研究院自立重点研发科研项目(2020ZDXM02)。
详细信息
    作者简介:

    王飞(1984−),男,安徽铜陵人,副研究员,硕士,主要从事煤矿无线传感网络和精确定位技术方面的研究工作,E-mail: 279028312@qq.com

  • 中图分类号: TD621

Design of voice miner's lamp based on WiFi

  • 摘要: 针对现有矿灯大多只具有照明、定位、环境感知等功能,没有语音对讲功能的问题,设计了一种基于WiFi的具有语音对讲功能的语音矿灯。该语音矿灯以工业以太环网和WiFi网络为传输平台,采用VoIP语音通信技术实现语音播放、音频采集、与调度台对讲功能;通过音频编解码芯片实现语音模拟信号与数字信号的转换,采用UDP协议将信号传输至调度台,完成语音数据的双向传输,实现语音对讲和矿灯照明一体化。详细介绍了语音对讲功能实现的关键技术:音频数据的编码格式和缓存管理、语音数据的可靠传输机制,用于确保语音播放的准确性;WiFi模块与微控制器STM32L151的低功耗休眠技术,用于降低语音矿灯平均电流,延长工作时间。测试结果表明:该语音矿灯能够满足调度台与井下工作人员之间的语音对讲需求,与WiFi基站通信距离可达400 m,与调度台之间的对讲传输时延小于1 s,语音矿灯之间的组播传输时延小于3 s;语音矿灯对讲时平均电流小于70 mA、空闲时平均电流小于5 mA。

     

  • 图  1  语音矿灯工作原理

    Figure  1.  Working principle of voice miner's lamp

    图  2  语音矿灯硬件组成

    Figure  2.  Composition of voice miner’s lamp hardware

    图  3  WiFi模块工作流程

    Figure  3.  WiFi module workflow

    图  4  语音模块工作流程

    Figure  4.  Voice module workflow

    图  5  语音矿灯与调度台之间的语音数据可靠传输机制

    Figure  5.  Reliable transmission mechanism of voice data between voice miner's lamp and dispatching center

    图  6  语音矿灯低功耗休眠机制

    Figure  6.  Low-power sleep mechanism of voice miner’s lamp

    图  7  测试平台

    Fig.7 Test platform

    表  1  语音数据帧的格式说明

    Table  1.   Format description of voice data frames

    序号 内容长度/byte说明
    1 序列号1每段语音数据对应1个序列号
    2编码号2每个语音数据帧对应1个编码号
    3 语音数据24有效的语音数据
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-26
  • 修回日期:  2021-11-25
  • 刊出日期:  2022-01-20

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