[发明专利]一种基于ZigBee协议的教学用全数字无线扩声装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于教学的数字无线扩声装置，尤其是采用ZigBee技术，具有无线自动对码以及啸叫抑制功能的无线扩音装置。

背景技术

目前，公认的无线扩音设备是采用射频模拟调制的扩声装置，具有成本低廉的特点。但是，这类设备由于采用模拟调制技术，普遍信噪比不高，同时没有自动对码功能，造成通道间串扰严重，不同接收端工作在同一频率时，严重影响扩音器声音质量。

发明内容

为了克服现有的无线扩声装置的音质差、串扰严重的问题，本发明提供基于ZigBee无线通信协议的全数字的线扩声装置，该装置不仅能实现收发两端自动对码的功能，而且能够有效抵御信道干扰，提高通话音质，同时具有啸叫抑制能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用2.4G的无线射频技术进行音频数据的发送与接收，同时，采用匹配路由方式进行无线通道的搜索，采用单声道高清晰度u-率音频编码进行音频信号的编解码。

使用音频编解码算法：算法将16bit，8k/16kHz的PCM信号编码为u-率音频编码。以保证在数据压缩率情况下的语音音质清晰度得到最大的保证。

使用自行开发的无线路由协议：算法在ZigBee协议框架基础上，开发具有自适应匹配技术的收发配对方式，自动查找可用信道，而无需人为干预。

使用针对不同地址收发端可任意匹配的路由协议。

使用啸叫抑制算法：在极低算法复杂度条件下，开发具有啸叫抑制功能的时域信号处理算法。

根据时域统计特性进行啸叫检测，同时进行音量调节的啸叫抑制算法，最终达到高音质、远距离的无线音频扩音功能。

本发明的有益效果是，提高语音传输音质，降低信道之间的串扰问题，结构简单；在无线传输技术与数字音频处理技术高度发展的背景下，用户对于远距离无线音频播放的要求越来越高；本项目开发的软硬件系统方案能有效的满足远距离无线音频传输需求；同时在保证高语音清晰度的条件下，具有对大幅度啸叫的抑制功能。具有语音采集与发送端低功耗、小体积、重量轻等特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1表示本发明的教学用扩音装置的实施方式的原理方框图。

具体实施方式

图1所示，一种基于ZigBee协议的教学用全数字无线扩声系统装置包含一用于音频信号采集与发射的发送端1以及一用于音频接收与放大的接收端2。

其发送端1包括：一用于将声信号转换为电信号的信号采集器11；一用于将模拟电信号转换为数字电信号的A/D转换器12，与所述信号采集器1的输出端连接；一用于完成声信号编码的的语音编码器13，与所述A/D转换器12的输出端连接；一用于完成啸叫抑制的啸叫抑制器14，与所述语音编码器13的输出端连接；一用于完成ZigBee数据帧合成的ZigBee数据帧配置器15，与所述时域信号统计器14的输出端连接；一用于实现ZigBee数据帧发送与接收的射频收发器16，与所述数据帧配置器15输出端连接。

其接收端2包括：一用于实现ZigBee数据帧发送与接收的ZigBee射频收发器21；一用于完成ZigBee数据帧解码的ZigBee数据帧解码器22，与所述数据帧发送与接收的射频收发器21的输出端连接；一用于完成语音数据包解码的语音解码器23，与所述数据帧解码器22的输出端连接；

一用于完成声信号由数字信号到模拟信号转换的音频D/A转换器24，与所述语音解码器23的输出端连接；一用于完成声信号音频信号放大的音频功率放大器与音箱25，与所述音频D/A转换器24的输出端连接。

本装置采用ZigBee无线传输协议，并集成无线音频收发、时域啸叫抑制、无线路由匹配等装置，提供针对无线音频传输的高质量扩声解决方案。

1.在ZigBee协议基础上，采用的匹配路由算法，实现发送端与接收端的任意匹配，并保持多个接收端设备之间无音频串扰。

2.采用时域统计算法，在极低算法复杂度条件下，实现大幅度啸叫抑制与低功耗检测功能。