基于WiFi的语音矿灯设计

摘要

针对现有矿灯大多只具有照明、定位、环境感知等功能,没有语音对讲功能的问题,设计了一种基于WiFi的具有语音对讲功能的语音矿灯。该语音矿灯以工业以太环网和WiFi网络为传输平台,采用VoIP语音通信技术实现语音播放、音频采集、与调度台对讲功能;通过音频编解码芯片实现语音模拟信号与数字信号的转换,采用UDP协议将信号传输至调度台,完成语音数据的双向传输,实现语音对讲和矿灯照明一体化。详细介绍了语音对讲功能实现的关键技术:音频数据的编码格式和缓存管理、语音数据的可靠传输机制,用于确保语音播放的准确性;WiFi模块与微控制器STM32L151的低功耗休眠技术,用于降低语音矿灯平均电流,延长工作时间。测试结果表明:该语音矿灯能够满足调度台与井下工作人员之间的语音对讲需求,与WiFi基站通信距离可达400 m,与调度台之间的对讲传输时延小于1 s,语音矿灯之间的组播传输时延小于3 s;语音矿灯对讲时平均电流小于70 mA,空闲时平均电流小于5 mA。