无线语音全景监控系统

中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0350-01

针对传统的监控系统的数据传输准确性差、安全性低、传输速度慢、信号不稳定等多种局限性，提出一种新型的监控系统。该系统采用wifi无线网络实现远距离数据传输。与传统家居相比，由原来的复杂，

固定结构转变为具有能动智能的工具，成本低，易维护，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通。摆脱了控制设备线路连接的限制，改善了监控的准确定，从而构建了一个无线灵活的视频监控系统和监控平台。并且对于火灾、煤气泄露、水管破裂等各种异常情况的及时报警具有十分重要的意义。

前言：

随着科技的不断进步，传统监控系统的弊端一览无遗，对于硬件的搭建，采用电缆的有线传输方式，受到架线环境、布线成本的限制，不仅需要专业人员施工、专门公司维护，而且施工周期长，施工费用高，系统灵活性差、维护比较困难、可重复利用性低；并且我们的监控系统搭载语音报警，可以进行具实际情况而发生提醒变化，具有一定的灵活性，实时性。所以传统的监控系统系统已经远远不能满足市场和大众的要求。

1、系统工作原理

如图1所示，通过手机连接到wifi，wifi模块与51单片机控制主机进行串口通信，将信息传递给51单片机，继而51单片机将信息传递给nRF905主机，这样就将用户发送的指令传递到了nRF905主机，之后由51单片机判断用户指令，继而执行相应程序，再将用户指令通过主机发送给nRF905从机。实现了安卓手机客户端与nRF905主机之间的通信。

1.1 wifi技术简介

Wifi全称WirelessFidelity，实际上是一种商业认证，同时也是一种无线联网的技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。其突出优点有：1）构建便捷；2）无线电波覆盖范围广；3）传输速度快；4）具有较低的厂商进入门槛。[1]

1.2 nRF905控制播报过程

当nRF905主机发送完数据之后，通过指令的内容唤醒相应的nRF905从机，nRF905从机通过分析信息的内容将指令传递给51单片机从机，再由51单片机从机通过spi通信与语音芯片之间实现通信，将信息传递给语音芯片，继而播放相应的语音内容。

1.3 shr10控制监控过程

当HI3518主控处理器接收到镜头的视频影像时，进行编码加工处理把数据信息分别通过HTTP/TCP.ICMP.UDP 协议利用fi组件发送给本机内存和手机客户端，达到实时监控以及现场控制的功能。

2、系统硬件结构

系统以51单片机为控制核心，通过串口通信的方式将单片机和wifi模块进行通信，继而将信息通过单片机传递给nRF905主机实现数据传输；通过nRF905主机与从机之间的选择与数据传输；通过spi实现单片机对语音芯片语音内容的选择和播报。

其中nRF905采用Nordic公司的VLSI ShockBurst技术。ShockBurst技术使nRF905能够提供高速的数据传输，而不需要昂贵的高速MCU来进行数据处理/时钟覆盖。通过将与RF协议有关的高速信号处理放到芯片内，nRF905提供给应用的微控制器一个SPI接口，速率由微控制器自己设定的接口速度决定。nRF905通过ShockBurst工作模式在RF以最大速率进行连接时降低数字应用部分的速度来降低在应用中的平均电流消耗。在ShockBurst RX模式中，地址匹配AM和数据准备就绪DR信号通知MCU一个有效的地址和数据包已经各自接收完成。在ShockBurst TX模式中，nRF905自动产生前导码和CRC校验码，数据准备就绪DR信号通知MCU数据传输已经完成。[2]总之，这意味着降低MCU的存储器需求也就是说降低MCU成本，又同时缩短软件开发时间。国内对nRF技术多应用在无线抄表，室温测控，无线遥控（如心电无线遥控）等领域。

3、系统软件设计

每个用户使用电器的环境和数量以及对控制的要求都有所不同，用户也不可能在硬件层次对系统进行设置。所以系统使用的灵活性和易操作性是必须考虑的问题。为此，系统软件设计分为单片机程序设计和用户配置程序设计两部分。其中用户只需配语音方面信息，在PC机上运行，设置完成后通过下载几口下载到单片机内。

3.1 单片机程序设计

1.在整个系统的设计过程中，以wifi和nRF905为主要技术支持的前提下，通过串行通信，实现数据的准确，快速传输，保证语音准确无误的选择和播报。

2.对于硬件平台的构建，通过利用Multisim软件对电路进行仿真，利用Altium Disigner对电路板进行绘制，从而实现硬件电路的稳定工作。

3.对于下位机平台的构建，通过对wifi和nRF905的底层驱动及isd语音芯片的驱动编写以及nRF905主机与从机之间spi通信，单片机与语音芯片之间的spi通信等一系列协议的设定，来实现各硬件之间的协调稳定工作。

4.对视频监控的连结实现，通过wifi和pc端协议进行数据传输保证文件的实时性与可控制性。

3.2 用户配置程序

系统中存储的语音命令根据用户的使用情况，由用户在自己设置。由ISD1700 VoiceChip Ver1.1实现，操作简单，使用方便，适合用户使用。

4、结论

文本所设计的系统分别对多个教室进行控制，取得了成功，监控准确性达到97%左右。系统利用wifi传输使无线监控系统不仅解决了复杂的线路铺设问题，还能够灵活的自主选择安放位置，即节约了成本，又减少了铺设周期，而且本系统的可重复利用性高，方便携带与布置，操作简单，工作人员只需利用电脑或手机等移动设备，通过链接我们已经设置好的wifi设备，就能够播报一些我们预先设定好的语音提示内容，从而实现主动防范，保障安全。

参考文献

[1] 李晓阳.WiFi技术及其应用与发展[A].信息技术，2012（2）：196-198.

[2] 引用自nRF905使用手册.