一种嵌入式无线电通信监听录音系统设计与实现

摘要

基于无线电通信行业的特殊语音记录需求，设计并实现了本监听录音系统。为了设计超大存储容量、性能可靠、噪声小、体积小巧且成本低廉的语音记录仪，文章对嵌入式系统原理和数字信号处理算法进行了分析与研究，采用基于最小均方(LMS)的自适应噪声对消算法，使得消噪前后语音信号质量有明显改善，以此来完成通信状况下语音信号的清晰记录；在此基础上，实现了μC/OS-II和处理程序在ARM微处理器上的移植。另外，基于DM9000的嵌入式系统的网络接口技术，并结合实际情况，设计了基于ARM芯片和半导体存储技术大容量的网络型嵌入式语音处理系统。系统以嵌入式系统为核心，结合外围电路，完成了对多条语音数据的消噪、压缩、存储、提取、播放、网络传输远程管理等多种操作。并依据系统原理设计制作了主板和各接口电路。经半年多的现场运行试验，证明系统运行可靠，达到设计要求。本文实现的系统可方便地应用于船舶、公交及其它公共场合的无线电通信，具有很好的工程应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1研究背景

1.1.1语音记录设备的现状

1.1.2社会需求

1.2研究的目的和意义

1.3研究的内容

1.4本文工作和结构

1.4.1本文工作

1.4.2本文结构

第二章相关技术分析与系统总体设计

2.1嵌入式系统

2.1.1嵌入式系统的定义

2.1.2嵌入式系统的研究与进展

2.1.3嵌入式系统的特点与应用

2.1.4嵌入式系统设计面临的挑战

2.2 ARM处理器

2.2.1 ARM处理器的特点

2.2.2 ARM处理器系列

2.3实时操作系统μC/OS-Ⅱ

2.3.1 μC/OS-Ⅱ简介

2.3.2 μC/OS-Ⅱ任务调度机制

2.3.3 μC/OS-Ⅱ任务管理机制

2.3.4 μC/OS-Ⅱ的内存管理机制

2.4系统需求分析

2.5系统需要解决的关键问题

2.6系统总体规划

2.7本章小结

第三章语音信号处理方法分析

3.1数字信号处理

3.2语音消噪算法

3.3系统使用的消噪算法

3.3.1算法分析

3.3.2实验仿真

3.4语音压缩算法

3.4.1线性预测编码

3.4.2混合编码算法

3.4.3多带激励算法

3.4.4先进多带激励算法

3.5系统使用的压缩算法

3.5.1算法分析

3.5.2实验仿真

3.6本章小结

第四章系统硬件实现

4.1系统硬件选择

4.1.1嵌入式处理器的选择

4.1.2硬件平台的选择

4.1.3硬件调试工具的选择

4.2设计基本思路

4.3嵌入式系统的一般设计方法

4.4系统设计原则

4.5系统实现原理图

4.6系统主要电路

4.6.1 2410CPU核心电路板

4.6.2主板

4.6.3 SOCKET板

4.6.4录音卡电路

4.6.5硬件设计体会

4.7本章小结

第五章系统软件实现及测试

5.1嵌入式操作系统的选择

5.2程序流程

5.3 μC/OS-Ⅱ和处理程序在ARM微处理器上的移植

5.3软件测试

5.3.1嵌入式软件的测试

5.3.2语音通道测试

5.3.3文件系统测试

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.2课题展望

参考文献

附录：核心电路板和系统完成图

攻读硕士学位期间公开发表的论文及参与的鉴定项目

致谢