外文翻译-可视对讲门铃系统中语音通信的设计与实现

附件1：外文资料翻译译文可视对讲门铃系统中语音通信的设计与实现一、引言微电子技术、无线技术和网络技术的发展为现代人们居住环境的安全、方便提供了有力的技术支撑，由此介绍了一种用于智能小区安全的新型的无线可视对讲门铃系统，阐述了该系统的总体结构和工作原理，并对其中的关键技术全双工数字语音通信进行了设计和实现，分析了数字语音在传输中的处理，讨论了帧结构的设计，并在CPLD中实现了无线可视对讲门铃系统的帧同步，最后对所做的样机系统进行了无对所做的样机系统进行了实地测试，性能稳定、可靠，语音清晰，具有很好的实用价值。电子贸易的发展，无线和网络技术为安全性与方便性的现代住宅小区提供了强有力的技术支撑。在这篇文章中，我们引入一个新的作风，无线视觉跨交谈门铃系统，它可以用来在智能化住宅小区。我们引入一个新的作风，无线视觉跨交谈门铃系统，它可以用来在智能化住宅小区。然后解释了结构这个制度，它的全部全双工数字语音通信的设计和实施。我们强调在传送数字化语音过程中，并讨论了结构设计的框架，以及帧同步实现的CPLD。最后，测试结果表明，一个稳定和可靠的质量，清晰的语音和相当的实用价值。随着微电子技术、无线技术和网络技术的飞速发展，人们对于居住环境的安全、方便提出了越来越高的要求，因此智能化小区随之出现L随着改革开放的深入和市场经济的迅速发展，城市流动人口大量增加，带来诸多不安定因素，可视门铃等安全防范装置得到了广泛应用。目前国内已经有很多可视门铃方面的产品，主流产品是有线方式，单向语音且模拟。无线可视对讲门铃系统结合微机技术、无线通信技术和数字信号处理技术，采用在高频段无线发送接收，安装时无需布线，不会破坏装修效果。本文主要针对无线可视对讲门铃系统中的关键技术语音通信进行设计和实现。二、功能特点无线可视对讲门铃系统的功能特点无线可视对讲门铃系统是新一代电子安全防范系统，是现代花园、山庄、别墅理想的安全防范装置。家人可以在室内，通过屏幕看图像、语音对讲，远距离了解门外的情况，准确判断来访者的身份，决定是否开门接待，保障家庭的人身和财产安全L该系统采用模数混合技术，即语音数字，视频模拟，是将来全数字无线可视对讲门铃系统的一个过渡，该统的主要功能特点有:(1)2.4GHz，900MHz高频信号传送。(2)能在60m范围以内清晰地传送稳定的音、视频信号;如隔有障碍物，距离则为30m。(3)如有人按门铃，则有“叮咚”声提示并自动打开监视画面。(4)无线开锁，控制门口的电控锁。(5)室内机无线主动监视。(6)延时工作，自动关闭监控系统。(7)无线传送，可随意放置接收机，安装方便。(8)无线全双工语音通信。该系统由两部分组成:室内机部分和室外机部分室内机主要由语音芯片、数字信号处理模块、单片机AT89C51，显示屏和2.4G接收模块及无线收发模块等组成。无线可视对讲门铃系统采用无线全双工数字语音方案，室内室外机都由四个相对应的基本模块组成，其中A/D/A模块由语音编解码芯片MC145481完成，语音信号处理模块由CPLD对数字语音信号进行打包和解包以及同步处理，从而提高抗干扰能力。无线发射/接收模块对处理后的数字信号进行调制和解调，使其适合无线信道的传输。三、语音传输处理语音传输处理虽然数字信号比模拟信号有很大的优点，但是数字信号比模拟信号难于接收，处理的要求比模拟信号更为严格。随着社会的发展，无线通信设备的广泛使用，导致电磁干扰加剧；而技术的进步使无线接收机的接收灵敏度不断提高，所以无线接收机在相应的发送设备不作时也会有数据解调输出。无线通信中必须按数据帧分组传输数据，并且必须采可靠的帧同步方式来保证从混乱的数据中将合法的数据帧识别出来。帧同步可以采用位同步或码同步。位同步对硬件设备要求比较高，实现比较困难，一般很少使用而多采用码同步。同步码的选择应该保证同步码与数据重码概率尽可能低，以便在一般的应用中，协议不需要进行重码的转义设计;如果帧之间设置有超时定时器并且传输协议规定了帧数据长度，那么帧同步码则可以任意选择，一般选择0xAA，0x55之类0-1均匀分布的数据，并且为了提高可靠性，往往选择多字节的帧同步码，比如0xAA，0xBB(两字节帧同步码)。要建立稳定的通信，一个标准的无线数据传输帧应该至少包括以下部分：(1)前导码：用在接收建立阶段，提供接收的门限电平，其数据长度与硬件有关，无线可视对讲门铃系统中采用的是0x99。(2)冗余码：根据经验，通常采用0xff或者0xff，0x66的效果比较好，用来纠正通信建立阶段位错误引起的串口接收失步，在低速时(19200bps)，往往使用两个冗余码L本设计中不采用。(3)同步码：用来建立帧同步，采用与传输数据重码率比较低的码字，并且为了提高可靠性，推荐采用2字节或2字节以上的同步码字，比如0xaa，0xbb。无线可视对讲门铃系统中采用的是0xCCCCCC。(4)数据：用户要传输的数据，为提高通信的可靠性，建议对数据进行曼彻斯特编码或采用DPCM方式发送，并对数据进行校验。在采用曼彻斯特编码或DPCM方式传输中，数据长度一般不要超过256字节；反之，不要超过64字节。但是在无线可视对讲门铃系统里，数字语音无线发射模块的最高传输数据速率为76.8kbps，但是语音从A/D芯片出来的数据就有64kbps，由于受到CPLD容量以及发射天线带宽两方面因素的制约，我们没有采取复杂的编码处理。其中0x99为前导码，用于初始位同步和接收状态机复位，0xCCCCCC为数据帧同步码，帧同步码后面八位用来传控制码。无线可视对讲门铃系统中的控制码个数不多，室内到室外有3个，即主动监视、开锁、摘挂机。室外到室内的控制信号只有一个呼叫按键，所以我们设计时，将帧同步码后的一个字节留给传输控制信号，在控制信号后面再紧跟以字节为单位的语音数据。软件采用自顶向下设计方法，一共由五个文件组成：分别是顶层文件、发送模块、接受模块、数字锁相环和帧状态机。顶层文件的系统时钟为2048kHz。具有与语音编解码芯片MC145481的接口，包含发送和接收两个子功能模块L其中发送模块是为了发送数据，在原始数据前添加帧头，语音通信的帧头为0x99，0xCC，0xCC，0xCC，后面跟控制信号字节，再跟以字节为单位的语音数据L接收模块是为了检测控制和语音信号，相对复杂一些，包括数字锁相环和帧状态机两状态，如果检测到0xCC，由状态0，进入状态1；如果下一个字节也是0xCC，由状态1，进入状态2，否则返回状态0;如果第3个字节还是0xCC，由状态2进入状态3，进入同步态，否则返回状态0L其中数字锁相环是进行位同步。由于语音信号一般都比较微弱，根据Mu/A律的编码规律，有可能会出现长连“1”的情况，从而使得接收端无法提取正确的位同步信息，所以我们对语音数据进行了简单的处理，若连“1”个数大于或等于8，则第八个1进行反向，即“1”变为“0”。由于一个采样点的量化数据最后一位权值最小，所以这样处理不会带来什么影响。结束语本文基于无线可视对讲门铃系统，对其双向语音通信进行了设计和实现，现已经通过测试，空旷距离达60m，有障碍物时30m，语音清晰。测试结果表明本设计方案具有性能稳定可靠、语音清晰、设计简单等特点，具有实用价值L当然本文提出的方案在性能上还有待改进，接下来我们要做的工作是进行图像信息的数字化实时传输，从而实现全数字无线可视对讲门铃系统。附件2：外文原文（复印件）VisualRoundwirelessdoorbellinthevoicecommunicationssystemdesignandimplementationFirst:IntroductionMicroelectronicstechnology,wirelesstechnologyandnetworktechnologyforthedevelopmentofmodernpeoplelivingenvironmentofsecurity,facilitatetheprovisionofastrongtechnicalsupport，ThispresentsasmartareaforthesafetyofthenewwirelessdoorbellsystemvisualizationRound,Onthesystemsoverallstructureandworkingprincipleandthekeytechnologyfull-duplexdigitalvoicecommunicationsforthedesignandrealizationof，Analysisofthedigitaltransmissionofvoiceprocessing,aframestructureonthedesignandrealizationoftheCPLDinawirelessdoorbellsystemvisualizationRound-framesynchronization.Finally,theprototypesystembythefieldtest,stableperformance,reliable,clearvoice,hasgoodpracticalvalue.Thedevelopmentofelectronic,wirelessandnetworktechnologyprovidesthestrongtechnicalsupportforsecurityandconvenienceofmodernresidentialquarters.Inthispaper,weintroduceanewstylewirelessvisualinter-conversationdoorbellsystem,whichisusedintheintelligentresidentialquarters.Thenexplainsthestructureofthissystem,anditsfull-duplexdigitalvoicecommunicationisdesignedandimplemented.Weemphasizethedigitalvoiceprocessintransmission,anddiscussthedesignofthestructureofframe,andtheframesynchronizationrealizedinCPLD.Finally,thetestresultshowsastableandreliablequality,clearvoiceandfairlypracticalvalue.Second:FeaturesAtpresentdomesticdoorbellhasbeenalotofvisualizationproducts,mainstreamproductiswired,one-wayvoiceandSimulation.VisualRoundwirelessdoorbellsystemcombinescomputertechnology,wirelesscommunicationsanddigitalsignalprocessingtechnologyusedinhigh-frequencywirelesstransmitterreceiver,installationwithoutcabling,wouldnotunderminetheeffectivenessdecoration.VisualRoundwirelessdoorbellsystemisthenextgenerationofelectronicsecuritysystems,moderngardens,Villa,Villaidealsecuritydevice.Familyinthelivingroom,throughthescreentoseeimages,voicespeaking,remoteunderstandingofthesituationoutside,accuratejudgementvisitinthecapacityofthereceptiontodecidewhethertoopenthedoortoprotectthefamilyspersonalandpropertysafety.Thesystemusesmodularhybridtechnology,digitalvoice,videosimulation,thefutureisall-digitalwirelessdoorbellsystemvisualizationtalkofatransition,thesystemsmainfeaturesare:(1)2.4GHz,900MHzhigh-frequencysignaltransmission.(2)Inthe60mclearlywithinthescopeofstabletransmissionaudioandvideosignalsatabarriersuchasdistanceis30m.(3)Ifonthedoorbell,DingDongSoundhintsopenautomaticallymonitorscreen(4)Wirelessunlock,andcontroloftheelectricdoorlockcontrol.(5)IndoorWirelessproactivelymonitor.(6)Delayshutdownautomaticallymonitoringsystem.(7)Wirelesstransmission,thereceivercaneasilybeplaced,easyinstallation.(8)Wirelessfull-duplexvoicecommunication.Thesystemiscomposedoftwoparts:partofindoorandoutdoorpart.VisualRoundwirelessdoorbellsystemusesfull-duplexdigitalwirelessvoiceprogrammes,indoorandoutdoormachinesarecorrespondingtothefourbasicmodules,includingA/D/AmodulesfromvoicecodecchipMC145481completed,thespeechsignalprocessingmodulefromtheCPLDdigitalvoicesignalsaswellasapackageofreconciliationpackagesynchronization,therebyenhancinganti-jammingcapability.wirelesstransmit/receivemodulestodealwiththedigitalsignalmodulationanddemodulation,itsuitableforwirelesschanneltransmission.Third:VoicetransmissionprocessingAlthoughvoiceprocessingdigitalsignaltransmissionthananalogsignalshavegreatadvantages,butdigitalsignalanalogsignaldifficultthanreceiving,processingrequirementsmorestringentthantheanalogsignal,withthedevelopmentofsociety,wirelesscommunicationequipmentwidelyused,resultinginincreasedelectromagneticinterference,andadvancesintechnologyenablingwirelessreceivercontinuouslyimprovereceiversensitivity,wirelessreceiverinthecorrespondingsentequipmentwillnotbetherewhentheoutputdatademodulation.Wirelesscommunicationsmustbeaccordingtodataframetransmissionofdatapacket,andmustbeadoptedandreliablewaytoensuretheframesynchronizationofdatafromthechaosofthedataframewillbelegitimateidentified.Framesynchronizationcanbeusedinsynchronousorsynchronouscode.Synchronizationoftherelativelyhighhardwarerequirementstoachievemoredifficult,itseldomusemorethanacodesynchronization.SynchronousCodeshouldensurethatthechoiceofcodeanddatare-synchronizationcodeprobabilityaslowaspossible,soastothegeneralapplicationoftheHS.Thattheneedforre-designcodetoescapeifaframesetupbetweenthetimerandovertimeprovisionsofthetransferagreementinthedataframelength,framesynchronizationcodecanbearbitrarychoice,thegeneralchoice0xAA,0x55,suchas0-1uniformDistributionofdata,andinordertoimprovereliability,oftenthechoiceofmulti-byteframesynchronizationcode,suchas0xAA0xBB(2-byteframesynchronizationcode).Toestablishstablecommunication,astandardwirelessdatatransmissionframeshouldincludeatleastthefollowingparts:(1)Jumpingcode:inthereceivingestablishmentphase,providingreceptionthresholdlevel,itslengthandhardwarerelevantdata,wirelessdoorbellsystemvisualizationTalkbackusedinthex99is0.(2)redundantcode:Accordingtoexperience,usuallyadoptsa0xffor0xff,0x66resultswererelativelygood,andtheestablishmentofcommunicationtocorrecterrorsarisingfromthephase-out-of-stepserialreceiver,intheslowspeed(19200bps),thetwooftenuseL-redundantcodeisnotadoptedinthedesign.(3)SynchronousCode:usedforframesynchronization,datatransferanduseofrelativelylow-bit-ratecodeword,andinordertoimprovereliability,anda2-byteor2bytesabovesynchronouscodewordssuchas0xaa0xbb.VisualRoundwirelessdoorbellsystemisusedinthe0xCCCCCC.(4)Data:userswanttotransferdatatoimprovethereliabilityofcommunications,theproposedManchesterencodingthedataorusingDPCMsend,anddatavalidation.ManchesterencodingorusedintheDPCMtransmitted,thelengthofthedatagenerallyshouldnotexceed256bytes;onthecontrary,shouldnotexceed64bytes.Butspeakinginthewirelessdoorbellvisualsystem,digitalvoicewirelesstransmittermodulemaximumdatatransmissionrateof76.8kbps,butthevoicefromtheA/Dchipfrom64kbpsdatathere,asaffectedbytheCPLDantennabandwidthcapacityandlaunchtwofactorsconstraints,wedonothavetodealwithcomplicatedcoding.0x99precursorforwhichcodefortheinitialbitsynchronizationandreceivestatemachinereset,0xCCCCCCdataframesynchronizationcode,framesynchronizationforeightyardsbehind-controlcode.VisualRoundwirelessdoorbellsysteminthecontrolcodenumberofsmall,indoortooutdooristhree,hastakentheinitiativetomonitorthelock,removablehangup.Outdoortoindoorcontrolsignalonlyacallbutton,wewilldesigntheframesynchronizationbytecodeforthecontrolsignaltransmissioninthebacktokeepupwiththecontrolsignalinbytesofvoiceanddataunits.Softwareusingtop-downdesignmethodology,atotaloffivedocuments:thetop-leveldocumentswere,transmitmodulesacceptmodules,digitalphase-lockedloopandframestatemachine.Top-leveldocumentforthesystemclockwitha2048kHzvoicecodecinterfacechipMC145481,includingsendingandreceivingoftwofunctionalmodulesLmodulewhichissenttosenddataintheoriginaldatabeforeaddingheader,voicecommunicationsframe0x99first,0xCC,0xCC,0xCC,followedbythecontrolsignalbyte,inbytesofvoiceanddataunitsforLreceivermoduleistodetectandcontrolthespeechsignal,therelativelycomplex,includingdigitalphas