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藍牙技術

藍牙語音通信系統


基于藍牙技術的語音通信傳輸系統設計研究

一、藍牙技術特點

藍牙技術發展到現在,已經初具規模。作為一種短距離無線通訊技術規范,藍牙技術的最初目的非常簡單,即對當下例如電腦、有線電話等各種設備上的有線連接加以取代,但發展到現在,藍牙技術已經不僅僅在電腦等外設上應用,幾乎在任何數字設備上都能看到藍牙技術的身影。尤其是對于一些移動、便攜設備來說,由于其對數字信號傳輸效率要求并不高,因此得到了廣泛的應用,總的來說,藍牙技術主要有以下特點:一是在全球氛圍內都可適用。由于藍牙工作的頻段為2.4GHz的ISM頻段,而這一頻段對于全球大多數國家都能夠適用,因此在使用上不用再專門向相應國家無線電資源管理部門提出申請。二是可以建立臨時性的連接,這種技術特點在我們日常生活中也能經常感受到,如人與人通過藍牙進行手機與手機之間的連接來傳輸數據,在使用共享單車時也需要打開藍牙才能與自行車建立相應連接,實現對自行車的使用。三是具有良好的抗干擾能力。在現實生活中,處于ISM頻段的工作的設備非常多,例如無線局域網、家用微波爐,這些設備都會對藍牙技術使用中造成一定干擾。而藍牙技術通過采用調頻方式來對頻譜進行擴展,從而有效增強了抗干擾能力。

二、藍牙語音通信傳輸系統電路設計

藍牙語音通信傳輸系統的電路設計由五部分組成,分別為單片機控制部分、電源轉換部分,藍牙部分、語音錄入與播放部分。以下分別對其各部分進行簡單介紹:1、單片機控制部分。該部分選用C8051F021。主要功能為控制藍牙相關操作,例如藍牙進行關閉、開啟等相關操作。2、電源轉換部分。7.4V蓄電池負責為該電源的電路供電,由于各部分需要的電壓不同,因此電源轉換部分主要功能便是靈活轉變電壓,來滿足不同部分的電壓需求。例如MAX23需要+5V的電壓,那么在設計時可以選擇型號為LM7805的芯片將電源電路7.4V的電壓轉換為+5V電壓。再入單片機只需要+3.3V的電壓,因此可以利用型號為LT1085的芯片將已經經過上述轉換+5V的電壓轉為單片機需要的+3.3V電壓。3、藍牙部分。藍牙操作系統相對獨立,與其他操作系統沒有捆綁關聯。該部分選擇BTM0304C1H型號的藍牙內嵌模塊,在芯片上集成,整個系統功能組塊分為4部分,并具有以下特點,一是有效傳輸距離為100m;二是與藍牙2.0規范兼容;三是該部分內部設置有天線;四是接口為標準的UART接口;五是工作溫度范圍廣,在零下二十五度至零上八十五讀之間都能夠正常工作。六是多種波特率都可以支持。4、語音錄入與播放部分。該部分在與藍牙模塊連接方面,選用的是型號為MC145483—2的雙向脈沖編碼調制接口,二者直接相連,用于實現語言信號的接受與發送。經過編碼的麥克風語音信號由PCM—IN接收,而從遠端傳輸的麥克風語音信號由PCM—OUT接收,并將該信號傳輸給編解碼器,在完成相應解碼后由驅動揚聲器負責輸出。而高質量的語音通信由13bit的線性脈沖編碼調制芯片提供,并且該部分有著較為簡單的外圍電路,麥克風雨揚聲器的大小增益直接可以通過調整相應電阻比值就可以實現。

三、藍牙語音傳輸系統軟件設計流程

當藍牙系統啟動后,對于主設備來說,在沒有記憶地址的前提下會自動搜索附近的藍牙設備,如果附近恰好有藍牙設備,那么主設備就會進入匹配狀態,若匹配通過,就會與之建立相應連接,若STATE燈熄滅,說明已成功完成連接,并記憶連接的藍牙地址。如果藍牙系統已經存在記憶地址,那么主設備就會直接進行連接,而不再需要進行搜索與匹配。若藍牙主設備針對綁定地址這一功能沒有進行相應設置,那么在主設備進行與從設備的匹配連接后,如果沒有連接成功,那么主設備就會將匹配的從設備藍牙地址予以刪除處理,并重新進行新的匹配與連接。反之,如果對綁定地址功能進行了相應設置,那么當主設備完成對地址的記憶之后,就只會對該地址嘗試進行連接,無論連接是否成功,都不會重新進入新的查詢匹配狀態,并只對該記憶的地址不斷嘗試連接。對于從藍牙設備來說,若主設備設置了藍牙地址記憶功能,那么該從設備就只能與記憶其地址的主設備進行連接,其他主設備搜索不到該從設備,反之,該從設備會被任意其他主設備搜索到并進行相應匹配連接。

總結

該設計可以完成無障礙短距離的無限語音傳輸,具有活動自由大、反應迅速、精度高等特點,能夠實現良好的語音傳輸功能。通過對該設計進一步改進,可以將其運用到地下礦井中,還可以作為藍牙耳機進行使用。

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