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地下低频通信关键技术研究

地下低频通信关键技术研究

作者：韩宇龙北方工业大学

学位级别：硕士

除了传统的地下矿产资源开采,随着城市建设的发展,人们开始更多地挖掘和利用地下空间,包括地下管网和铁路等,地下无线通信的需求越来越大。但是,地下作业空间有限,结构差异大,移动2/3/4G等无线通信网络中使用到的高频率电磁波在地下封... 详细信息

除了传统的地下矿产资源开采,随着城市建设的发展,人们开始更多地挖掘和利用地下空间,包括地下管网和铁路等,地下无线通信的需求越来越大。但是,地下作业空间有限,结构差异大,移动2/3/4G等无线通信网络中使用到的高频率电磁波在地下封闭空间传输的过程中会产生很大的损耗、衰减,多径效应明显,很难进行有效的通信,地下建设基站一类的设施也不现实;此外,对于地面和地下之间的无线通信,高频电磁波并不能穿透岩层到达作业区域,无线通信也就无从谈起。这都促使人们寻求一种更加适合地下无线通信环境的技术手段。本文在介绍课题产生的背景和地下通信技术现状的基础上,对电磁波的传输理论和地下无线通信信道的特性做了较为详细的介绍,主要包括电磁波的传播方式,衰落的类型及原因,重点是地下无线信道的电磁波传播路径、损耗和衰减的模型和计算,特别是频率、巷道尺寸、巷道壁的粗糙度等与衰减之间的关系与规律。据此,文中将地下无线信道区分为岩土层信道和巷道信道,随后的系统方案设计和通信功能的确定也都是按照这二种信道分别讨论的。然后,针对巷道无线通信的需求和难点,着眼现有的先进通信技术,提出将Turbo等信道编码与空时分组编码一起,再把正交频分复用(OFDM)技术抗多径的良好特性融合进来,发挥多天线发送和接收的优势,共同解决地下无线通信问题的思路。随后,文章给出一种使用单片调制解调芯片实现的无线通信机的设计过程,可以将一路语音数据和多路消息数据进行混合传输。重点是通信机主要电路的硬件设计、控制逻辑设计,经过实际测量,达到了预想的功能和性能指标,同时携带很方便,对地下无线通信机的设计具有参考价值。最后,文中还指出通信样机存在的不足,特别是针对地下通信环境,进行进一步改进和设计的难点,并对有些问题给出了初步的解决思路。

关键词：地下无线通信低频率载波岩层信道抗干扰技术 ambe-1000

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音频探生仪数据传输与存放系统的设计与研究

音频探生仪数据传输与存放系统的设计与研究

作者：李培栋成都理工大学

学位级别：硕士

我国处于环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带的交汇部分,加上太平洋板块、菲律宾板块向西北方向的俯冲和印度洋板块向北的推挤,导致我国地震活动频繁和强烈,并且地震灾害给我国带来了严重的破坏。总体来说,我国地震活动的特点是频... 详细信息

我国处于环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带的交汇部分,加上太平洋板块、菲律宾板块向西北方向的俯冲和印度洋板块向北的推挤,导致我国地震活动频繁和强烈,并且地震灾害给我国带来了严重的破坏。总体来说,我国地震活动的特点是频度高、强度大、分布广、震源浅、成灾率高。目前,我国的城市化进程发展的越来越快,人口向大城市聚集,城市中的建筑物密度越来越大,高层、生命线设施日益繁多,城乡地震灾害的潜在危险与日俱增,一旦发生中强度破坏性地震,将造成国家和人民生命财产的巨大损失,并可能由此引起社会经济混乱。因此,最大限度地减轻地震灾害所造成的损失是防震减灾工作的首要任务。但是我国在地震搜救技术和装备的研制和生产方面还比较落后,许多救援设备在实际的救援过程中效果不佳。因此在目前设备的基础上,发现救援设备的不足,通过使用新技术新方法对救援设备的性能进行提升是十分必要的。本课题的研究是在对“微型音频探生系统”（项目编号:来源于2008年科技部公益性行业科研专项经费项目“搜救行动实时动态信息获取技术研究”,项目编号:200808063-01）的科研样机充分了解与测试的基础上进行的。在对科研样机多次测试的基础上,本课题提出了音频探生仪数据传输与存放系统的设计方案。本课题的总体目标是改进原有无线数据传输的覆盖范围,新方案使用高集成度的无线射频芯片,从而可以大大增加救援设备的可搜索范围;利用ambe算法将大量的音频信息进行压缩编码,在软件方面配合使用文件系统,从而将实现对现场采集的多通道音频信息的存储与回放,救援人员可以对各个通道采集的信息进行反复播放与分析,提高救援的效率。本系统由探测小球和接收终端两部分组成。探测小球主要由射频模块、音频模块、主控模块、电源模块等部分组成。其中音频模块主要负责对音频数据的采集,完成对音频数据的A/D和D/A转换,利用ambe算法进行压缩编码与解压缩解码,完成音频数据的重建以及输出;主控模块负责所有设备控制、任务调度、通信协议控制;射频模块完成音频数据的传输和接收,完成对所接收音频数据的校验;电源模块主要完成电压转换,对系统各个模块供电。在探测小球的基础上加上存储模块和人机接口就构成了接收终端,接收终端负责各个探测小球的频道选择以及监听,对数据进行存储与回放。本设计主要对救灾设备的发展现状进行了了解,对语音压缩算法进行了学习,并完成了系统各个模块的设计与研究,绘制了功能实验板,完成了系统的软件调试,基本实现了预期功能。

关键词：生命探测语音压缩 ambe算法 Si4432 ambe-1000

基于CANFestival的矿用语音通信系统设计

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煤矿机电 2022年第4期43卷 19-25页

作者：朱明勋袁凤培天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对煤矿井下语音通信系统现状,设计了基于开源协议栈CANFestival的语音通信系统,在硬件上选用ambe-1000作为语音编解码芯片、STM32为主控、CAN作为物理层通信方式,在软件上应用FreeRTOS实时操作系统和CANFestival协议栈,实现了井下长... 详细信息

针对煤矿井下语音通信系统现状,设计了基于开源协议栈CANFestival的语音通信系统,在硬件上选用ambe-1000作为语音编解码芯片、STM32为主控、CAN作为物理层通信方式,在软件上应用FreeRTOS实时操作系统和CANFestival协议栈,实现了井下长距离、低码率、低失真度的语音通信功能。

关键词： ambe-1000 语音 STM32 CANFestival FreeRTOS

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一种无线保密语音通信系统的设计

科技传播 2010年第Z1期2卷 45-46页

作者：覃家敦孙洪民广西工业职业技术学院广西南宁530001

本文介绍了基于ambe-1000声码器的低功耗简易保密语音通信系统,该系统在单片机SST89E564RD控制下,利用无线收发芯片nRF24L01进行语音数据无线传输或串行口进行有线传输。本系统由两块完全相同的收发电路组成,并且对应于分组语音,采用得... 详细信息

本文介绍了基于ambe-1000声码器的低功耗简易保密语音通信系统,该系统在单片机SST89E564RD控制下,利用无线收发芯片nRF24L01进行语音数据无线传输或串行口进行有线传输。本系统由两块完全相同的收发电路组成,并且对应于分组语音,采用得到广泛应用的DES数据加密标准对数据进行了加密。测试结果表明,该系统可以达到无线保密通信的要求。

关键词： ambe-1000 SST89E564RD nRF24L01 DES数据加密标准

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一种数字语音存放系统的设计

机械工程与自动化 2007年第3期 113-115页

作者：孙晓明周峰刘涛武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

介绍了一种基于语音专用压缩硬件进行语音编解码的数字化语音存储与回放系统的设计,阐述了系统的硬件、软件设计及其功能与工作过程,适合于多个领域应用。

关键词：语音压缩 ambe-1000 语音编码解码单元

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地下低频通信系统语音基带信号的设计

信息技术 2016年第2期40卷 86-88,91页

作者：韩宇龙刘文楷北方工业大学电子信息工程学院北京100144

对于矿井等特殊场合,有在地面与地下或者地下多点之间进行无线语音通信的广泛需求,这对地下事故救援、协同作业等有重要意义。为适应地下通信低频率载波对高压缩率数字语音信号的要求,文中设计了一种语音通信设备。设备以麦克风、扬声... 详细信息

对于矿井等特殊场合,有在地面与地下或者地下多点之间进行无线语音通信的广泛需求,这对地下事故救援、协同作业等有重要意义。为适应地下通信低频率载波对高压缩率数字语音信号的要求,文中设计了一种语音通信设备。设备以麦克风、扬声器作为语音收发端,通过CSP1027对语音信号进行A/D、D/A转换,选用ambe-1000实现对量化的语音数据进行编码和解码,使用MCU进行系统初始化和语音的传输。实验证明,压缩的波特率低至2400bps时仍可以完成话质清晰、可靠的语音通信,适合作为地下低频通信的语音处理子系统。

关键词：地下通信低频率载波 ambe-1000 语音压缩

基于SOC单片机的数字化语音存储与回放系统设计

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基于SOC单片机的数字化语音存储与回放系统设计

CANopen协议在语音通信系统的应用研究

2019航空装备服务保障与维修技术论坛暨中国航空工业技术装备工程协会年会

作者：程培军国营芜湖机械厂

数字化语音存储与回放系统是现代飞机无线电通信的重要组成部分,介绍了系统的硬件、软件设计及其功能与工作过程。

关键词： ambe-1000 语音存放语音编码解码

来源： cnki会议评论

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煤矿机电 2010年第3期31卷 47-50页

作者：丁恩杰踪晓志中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008

CAN只包括物理层和数据链路层两个底层协议,不能满足实时高效语音通讯的要求。设计开发了以CANopen协议为基础,在CAN总线上远程传输语音数据的语音通信系统。详述其设计原理、硬件组成和软件流程,给出部分关键硬件原理图和软件流程图。... 详细信息

CAN只包括物理层和数据链路层两个底层协议,不能满足实时高效语音通讯的要求。设计开发了以CANopen协议为基础,在CAN总线上远程传输语音数据的语音通信系统。详述其设计原理、硬件组成和软件流程,给出部分关键硬件原理图和软件流程图。实践表明,采用CAN-open协议的语音通信系统可以在CAN总线上以极低的语音通信速率(2.4kbit/s)进行语音数据传输,实现语音的广播、组播、点播、MP3播放功能。

关键词： CANopen协议语音 MP3 PIC18F458 ambe-1000