基于IEEE802.1 5.4/ZigBee的語音通信系統(tǒng)

2.2 發(fā)送接收子程序?qū)崿F(xiàn)

發(fā)送端獲取了A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果，并存儲于所開設(shè)的緩存中。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，將存于緩存的數(shù)據(jù)，加上網(wǎng)絡(luò)層MAC層和物理層的幀頭，通過SPI總線發(fā)送到射頻發(fā)射芯片的發(fā)送FIFO中。為簡化傳輸數(shù)據(jù)，采用16位短地址尋址而非64位IEEE地址。接收數(shù)據(jù)時，首先射頻發(fā)射芯片監(jiān)聽信道中的數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送該設(shè)備。如果是，則讀取該數(shù)據(jù)到接收FIFO，然后觸發(fā)，通過SPI總線將數(shù)據(jù)發(fā)送到MCU；通過MCU處理，去掉各層的幀頭，最后將數(shù)據(jù)存放到指定的緩存區(qū)中。具體完成發(fā)送接收部分的子程序流程如圖4所示。

2.3 反向控制與狀態(tài)切換

在無線通信過程中，無論主機還是分機的CC2420通信模塊在某一時刻只能被配置成一種傳輸模式，即發(fā)射模式或接收模式，因此無線信道實質(zhì)提供了一種半雙工通信方式。而在實際當中通話雙方不能像對講機那樣采用按鍵進行發(fā)射和接收模式的切換，所以既要保證語音數(shù)據(jù)的實時性和準確性，又要保證反向控制信號的有效傳輸，軟件的狀態(tài)切換成為迫切需要解決的問題。

利用如圖4所示的收發(fā)子程序控制遠程端是否輸出方波。按鍵按下，則發(fā)送控制命令至遠程端，收到控制命令后，運用定時器的比較模式輸出方波。從系統(tǒng)考慮，每個通信節(jié)點同時具備收發(fā)功能。依據(jù)CC2420狀態(tài)機可以方便地進行狀態(tài)切換，每次發(fā)送完畢恢復(fù)無線收發(fā)模塊至接收狀態(tài)即可。

3 結(jié)束語

在系統(tǒng)調(diào)試過程中，考慮到語音傳輸?shù)耐叫?，避免語音信號無線接收與SPI讀取數(shù)據(jù)的速度RXFIFO使用沖突，接收端采用雙緩沖區(qū)的設(shè)計；另外由于每個節(jié)點同時具備收發(fā)功能，考慮到半雙工的特點，采用語音信號高優(yōu)先級，只在每次中斷檢測方波控制信號的方法，既保證了語音信號的實時傳輸，控制信號又實時有效。由于CC2420沒有專用的軟件監(jiān)聽包，語音傳輸信號用正弦波信號模擬，同時反向發(fā)射方波輸出控制信號。經(jīng)過調(diào)試，最終在D/A輸出口，穩(wěn)定的輸出階梯狀正弦波，在喇叭輸出口，基本平滑的正弦波。實驗證明，該波形無消波失真且波形穩(wěn)定時，語音傳輸效果最佳，經(jīng)測試，傳輸距離約達到50m。

該系統(tǒng)未使用獨立的ADC與DAC，使得成本和功耗更低；利用MSP430的5種省電模式，加上ZigBee技術(shù)本身的低功耗、低成本特性，使得在僅用電池供電的情況下有更長的工作時間。系統(tǒng)涉及到通信原理、無線技術(shù)、抗干擾技術(shù)、軟件設(shè)計等多種理論和技術(shù)，為ZigBee技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了依據(jù)。