基于无线传感器网络/ZigBee协议多跳语音通信结点设计

摘要：为了适应ZigBee协议在无线传感器网络中语音通信的需求，在短距离上实现低成本、低功耗的无线语音通讯，设计了一种基于无线射频芯片的多媒体语音节点板的多跳语音通信节点软件，实现多个节点组网通信、语音实时采样和多跳中继传输，通话话音质量好，系统故障低、可靠性高， 使其能够在较大的范围内得到应用。

引言

在物联网蓬勃发展大背景下，结合多媒体网络发展的应用要求，通过嵌入式计算技术、传感器技术、分布式信息处理技术和通信技术等研发一套基于无线传感器网络的无线多跳语音通信系统技术，系统建立在802.15.4或Zigbee网络基础上，具有低功耗、低成本、低时延、可扩展等特点。

文章拟研究基于JN5148芯片的Zigbee语音多跳传输系统。该系统包括硬件部分和软件部分。硬件部分包括基于JN5148的通信节点和语音板，软件部分包括通信协议设计和操作系统。该语音通信系统在空旷环境下的单跳视距传输距离大于400米，支持多跳中继。设计基于IEEE 802.15.4的语音通信系统硬件节点，用以研究短距离的无线语音通信技术。语音通信方案采用WM8510语音编解码芯片实现ADC、DAC和PCM完成语音采样及回放，用JN5148芯片实现无线通信和计算，该方案硬件简单，成本低廉，超低功耗，可广泛应用于地面商业无线传感器网络、消防应用、安全监控等等。所以本设计开发具有较大的市场价值。

总体方案设计

多跳网络通信

多跳(multi-hop)网络通常称之为“无线Mesh网络”，或者无线网状网，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。这种网络中除了发送节点和目的节点之外，还存在大量的路由中继节点构成骨干网络。

如图1所示，节点1是发送源节点，节点4是目的接收节点，中间的节点2和节点3都是路由节点，即起到中继转发数据包的作用，在这条路由上，数据包从节点1出发要经过三跳才能到达目的节点4。因此可知，多跳网络必须建立在多跳路由算法基础上。