基于voip技術(shù)的無(wú)線對(duì)講距離擴(kuò)展延伸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對(duì)短距離對(duì)講機(jī)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行通信范圍延伸系統(tǒng)，屬于VOIP網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音傳輸技術(shù)領(lǐng)域，使用該裝置可以對(duì)對(duì)講機(jī)系統(tǒng)的有限通信距離進(jìn)行擴(kuò)展延伸，從而在不需額外支付費(fèi)用的前提下提高對(duì)講機(jī)系統(tǒng)的適用性與可擴(kuò)展性。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)已廣泛而大量地使用對(duì)講機(jī)通信。從數(shù)量上來(lái)說(shuō)，不論是專業(yè)對(duì)講機(jī)通信還是公眾低功率民用對(duì)講機(jī)通信，相對(duì)于公眾移動(dòng)通信和整個(gè)通信市場(chǎng)而言都是非常微小的。然而，對(duì)講機(jī)通信在集群調(diào)度、應(yīng)急通信、即時(shí)通信等方面有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，自從開放民用對(duì)講機(jī)市場(chǎng)以后，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于公安、消防、救護(hù)、石油化工和民用的建筑施工、物業(yè)管理、酒店餐廳、商場(chǎng)、學(xué)校等領(lǐng)域。因此，對(duì)講機(jī)實(shí)際上已成為各個(gè)行業(yè)重要的無(wú)線通信裝備，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們生活中具有重要作用和地位。我國(guó)為滿足社會(huì)公眾使用對(duì)講機(jī)的需求，全面放開了 400MHZ低功率公眾民用對(duì)講機(jī)市場(chǎng)。設(shè)置和使用低功率公眾民用對(duì)講機(jī)，免收頻率占用費(fèi)。低功率公眾民用對(duì)講機(jī)與手機(jī)相比，價(jià)格便宜，也不產(chǎn)生通話費(fèi)用，可以方便地實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多通話；與室內(nèi)無(wú)繩電話比較，通話距離更遠(yuǎn)，一般可達(dá)3公里。公眾民用對(duì)講機(jī)可以使個(gè)人通信更自由、通信方式更加豐富，在通信產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的拉動(dòng)下，可以獲得更加迅猛的發(fā)展。如果參照美國(guó)市場(chǎng)對(duì)講機(jī)和手機(jī)銷量的比例，可以認(rèn)為我國(guó)對(duì)講機(jī)市場(chǎng)的潛力非常巨大。但是隨著對(duì)講機(jī)使用量的不斷增加，一些對(duì)講范圍較大的用戶無(wú)法實(shí)現(xiàn)監(jiān)管范圍內(nèi)的任意通信，人們逐漸希望擴(kuò)大對(duì)講機(jī)的通信距離。通過提高發(fā)射功率來(lái)通信距離的技術(shù)手段，會(huì)額外產(chǎn)生頻率占用費(fèi)用，因此嚴(yán)重限制了對(duì)講系統(tǒng)的使用。本發(fā)明利用VOIP技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)講機(jī)語(yǔ)音信號(hào)在VPN網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)距離通信，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)講機(jī)通信范圍的延伸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供利用VOIP技術(shù)擴(kuò)大對(duì)講機(jī)的通信距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)講機(jī)語(yǔ)音信號(hào)在VPN網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)距離通信，以解決對(duì)講范圍較大的用戶實(shí)現(xiàn)監(jiān)管范圍內(nèi)的通信問題。
[0004]基于VOIP技術(shù)的無(wú)線對(duì)講距離擴(kuò)展延伸系統(tǒng)主要包括移動(dòng)臺(tái)群、固定臺(tái)、對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)、本地臺(tái)、服務(wù)器、VPN網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)臺(tái)群為若干個(gè)手持式對(duì)講機(jī)組成的集群；固定臺(tái)為手持式對(duì)講機(jī)群的基站，具有一定的覆蓋范圍；對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)為最主要的設(shè)備，負(fù)責(zé)語(yǔ)音信號(hào)與網(wǎng)絡(luò)信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，屬于本發(fā)明的核心部件；本地臺(tái)為對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)處的本地對(duì)講機(jī)，具有DTMF撥號(hào)功能，可以對(duì)通訊組的方案進(jìn)行修改設(shè)置；服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、維護(hù)通訊組方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)的集中管理，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)之間的語(yǔ)音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，用戶可以用WEB方式登陸服務(wù)器進(jìn)行工作狀態(tài)查詢與配置信息修改。對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)配置有VPN內(nèi)部地址，可以通過服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)功能進(jìn)行互相通信。移動(dòng)臺(tái)群、固定臺(tái)、本地臺(tái)均采用成熟的對(duì)講機(jī)類產(chǎn)品，基于VOIP技術(shù)的無(wú)線對(duì)講距離擴(kuò)展延伸系統(tǒng)可以包含多達(dá)256個(gè)對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)，每個(gè)對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)都連接VPN網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)都連接一個(gè)本地臺(tái)和一個(gè)固定臺(tái)，固定臺(tái)可以覆蓋通信范圍內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)群。服務(wù)器為一臺(tái)裝有標(biāo)準(zhǔn)Linux操作系統(tǒng)的電腦構(gòu)成，VPN網(wǎng)絡(luò)為電信等運(yùn)營(yíng)商提供的虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
[0005]本發(fā)明所涉及的對(duì)講機(jī)通信距離延伸網(wǎng)關(guān)為自主研制的核心部件，主要包括電源電路、以太網(wǎng)接口模塊、音頻輸入輸出模塊、DTMF撥號(hào)模塊、USB接口模塊、ARM處理模塊。
[0006]電源電路包括三個(gè)二極管Dl、D2、D3，一個(gè)發(fā)光二極管D4，電阻Rl、R2、R3、R4，兩個(gè)電解電容C1、C2，一個(gè)瓷片電容C3，一個(gè)紐扣電池BAT1，兩個(gè)接插接P1、P2。接插件Pl的I腳接RESET_KEY和按鈕SI的一端，按鈕SI的另一端接接插件Pl的2腳，接插件Pl的2腳接地。RESET_KEY與二極管Dl的陽(yáng)極、電阻Rl的一端、電解電容Cl的陽(yáng)極相連，二極管Dl的陰極和電阻Rl的另一端接VDD33，電解電容Cl的陰極接地。VDD33與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接二極管D2的陽(yáng)極，二極管D2的陰極接紐扣電池BATl的陽(yáng)極和電阻R3的一端，紐扣電池BATl的陰極接地。電阻R3的另一端接二極管D3的陽(yáng)極相連，二極管D3的陰極接BAT。接插件P2的I腳接VCC5，VCC5接電解電容C2的陽(yáng)極、瓷片電容C3的一端、發(fā)光二極管D4的陽(yáng)極，電解電容C2的陰極、瓷片電容C3的另一端接地。發(fā)光二極管D4的陰極接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接地。
[0007]以太網(wǎng)接口模塊包括網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器UI，五個(gè)瓷片電容C4、C5、C6、C7、C8，五個(gè)電阻R5、R6、R7、R8、R9，兩個(gè)發(fā)光二極管D5、D6，一個(gè)接插件P3。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的I腳接RXD-和電阻R7的一端，電阻R7的另一端接網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的3腳和RXD+。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的2腳接瓷片電容C5的一端，瓷片電容C5的另一端接地。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的6腳接電阻R5的一端和瓷片電容C6的一端，電阻R5的另一端接TXD-，瓷片電容C6的另一端接網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的8腳和電阻R6的一端，電阻R6的另一端接TXD+。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的7腳接瓷片電容C4的一端，瓷片電容C4的另一端接地。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的9腳接接插件P3的I腳。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的10腳接瓷片電容C8的一端，瓷片電容C8的另一端接地。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的11腳、14腳、16腳分別接接插件P3的2腳、3腳、6腳。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的15腳接瓷片電容C7的一端，瓷片電容C7的另一端接地。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器Ul的其他腳懸空。VDD33接電阻R8和電阻R9的一端，電阻R8的另一端接發(fā)光二極管D6的陽(yáng)極，發(fā)光二極管D6的陰極接nLINKLED。電阻R9的另一端接發(fā)光二極管D5的陽(yáng)極，發(fā)光二極管D5的陰極接nLANLED。
[0008]音頻輸入輸出模塊包括音頻芯片U2，一個(gè)光耦隔離芯片U3，一個(gè)電感LI，六個(gè)電解電容 C9、C10、ClU C12、C14、C15，一個(gè)瓷片電容 C13，電阻 R10、RlU R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，一個(gè)接插件P4，一個(gè)專用電話線接P J1，一個(gè)DTMF話耙TFl。音頻芯片U2的26腳接電解電容C9的陽(yáng)極，瓷片電容C9的陰極接電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端接SP，SP接專用電話線接口 Jl的5腳。音頻芯片U2的24腳接電解電容ClO的陽(yáng)極，瓷片電容ClO的陰極接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接專用電話線接口 Jl的2腳。專用電話線接口 Jl的I腳接地，專用電話線接口 Jl的3腳、4腳懸空。音頻芯片U2的2腳和4腳相連，音頻芯片U2的4腳接電解電容Cll的陽(yáng)極，電解電容Cll的陰極接MIC和R12的一端，MIC接DTMF話耙TFl的5腳和2腳。DTMF話耙TFl的I腳接地，DTMF話耙TFl的3腳和4腳懸空。電阻R12的另一端接電阻R13的一端，電阻R13的另一端接VDD33和電解電容C14的陽(yáng)極，電解電容C14的陰極接地。音頻芯片U2的28腳接電解電容C12的陽(yáng)極和瓷片電容C13的一端，電解電容C12的陰極和瓷片電容C13的另一端接地。音頻芯片U2的23腳接電阻R17的一端，電阻R17的另一端接地。音頻芯片U2的29腳接電阻R16的一端，電阻R16的另一端接地。音頻芯片U2的21腳接電阻R15的一端，電阻R15的另一端接地。音頻芯片U2的20腳接電阻R14的一端，電阻R14的另一端接地。音頻芯片U2的I腳、5腳、11腳、27腳接地。音頻芯片U2的15腳、14腳、13腳、19腳、18腳、17腳、16腳、12 腳分別接 L3DATA、L3CLOCK、L3MODE、I2SSDO、I2SSD1、I2SLRCK、I2SSCLK、CDCLK。音頻芯片U2的25腳、7腳、3腳短接后接AVDD33，音頻芯片U2的10腳接VDD33。AVDD33接電解電容C15的陽(yáng)極和電感LI的一端，電解電容C15的陰極接地。電感LI的另一端接VDD33。光耦隔離芯片U3的8腳接VDD33，光耦隔離芯片U3的7腳接GPBO和電阻R20的一端，電阻R20的另一端接地。光耦隔離芯片U3的6腳接VCC5。光耦隔離芯片U3的5腳接電阻R21的一端和PTT，電阻R21的另一端接地。PTT接接插件P4的2腳。接插件P4的4腳接SP，5腳接MIC。接插件P4的I腳接SQL，SQL接光耦隔離芯片U3的I腳，光耦隔離芯片U3的2腳接電阻R18，電阻R18的另一端接地。光耦隔離芯片U3的3腳GPBl。光耦隔離芯片U3的4腳接電阻R19，電阻R19的另一端接地。
[0009]DTMF撥號(hào)模塊包括一個(gè)音調(diào)譯碼器U4，九個(gè)電阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30，一個(gè)晶振XI，兩個(gè)瓷片電容C16，C17。音調(diào)譯碼器U4的18腳接VCC5和瓷片電容C16的一端，瓷片電容C16的另一端接音調(diào)譯碼器U4的17腳和電阻R28的一端，電阻R28的另一端接音調(diào)譯碼器U4的16腳。音調(diào)譯碼器U4的15腳接電阻R27的一端，電阻R27的另一端接GPB0。音調(diào)譯碼器U4的14腳接電阻R26的一端，電阻R26的另一端接GPBlOo音調(diào)譯碼器U4的13腳接電阻R25的一端，電阻R25的另一端接GPB9。音調(diào)譯碼器U4的12腳接電阻R24的一端，電阻R24的另一端接GPB8。音調(diào)譯碼器U4的11腳接電阻R23的一端，電阻R23的另一端接GPB7。音調(diào)譯碼器U4的10腳接電阻R22的一端，電阻R22的另一端接GPG1。音調(diào)譯碼器U4的5腳、6腳、9腳接地。音調(diào)譯碼器U4的7腳接晶振Xl的一端，晶振Xl的另一端接音調(diào)譯碼器U4的8腳。音調(diào)譯碼器U4的4腳和I腳短接。音調(diào)譯碼器U4的3腳接電阻R29的一端，電阻R29的另一端接音調(diào)譯碼器U4的2腳和電阻R30的一端，電阻R30的另一端接瓷片電容C17的另一端接MIC。
[0010]USB 接口模塊包括三個(gè)接插件 P5、P6、P7，電阻 R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40。接插件P5的I腳接VCC5。接插件P5的2腳接電阻R34的一端和電阻R32的一端，電阻R34的另一端接DN0，電阻R32的另一端接地。接插件P5的3腳接電阻R33的一端和電阻R31的一端，電阻R33的另一端接DP0