基于CAN总线的语音信息发布系统设计与实现

摘要

随着我国经济的发展以及计算机技术、通信技术、音像技术的广泛应用，智能楼宇，生态建筑等多种特色建筑快速发展，而楼宇自动化系统是实现特色建筑目标的关键。现场总线控制系统克服了分布式系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷，把基于封闭、独立的解决方案变成了基于公开化、标准化的解决方案，实现了综合自动化的各种功能，具有广泛的应用前景。目前智能楼宇正向智能化、人性化和安全化领域发展。人性化是当前社会发展的主要趋势，未来的智能楼宇一定是更加人性化，更加便于使用。 本文分析了当前智能楼宇中门禁系统的基本功能，研究和设计了智能小区中的楼宇自动化系统，实现了楼宇自动化系统的基本功能，研究和设计了智能楼宇系统中语音信息发布功能。论文主要完成了如下几方面工作： (1)语音信息发布系统，数据信息由管理机发出，通过设计的总线到达用户机的，然后实现数字信息到语音信息的转换。 (2)在设计提高语音对讲系统的音量和语音信息发布系统的音量中，分析了语音传输和语音放大过程中的啸叫问题，研究和分析了啸叫形成的原因，设计了几种抑制语音啸叫的解决方案，并进行了相应的测试和选择。 (3)智能语音信息发布系统的网络规划，分为上位机、管理机、门口机和室内机。上位机和管理机之间用串行总线连接，标准为RS232总线。管理机和门口机、用户机之间的连接为CAN总线。 (4)系统的硬件完成了如下设计：上位机和管理机的接口设计，管理机的硬件设计，门口机的设计，边界安防设计，用户机的硬件设计和语音模块的设计。系统软件的设计完成了下列主要内容，管理机的程序设计，上位机的管理软件的设计，门口机的软件设计，用户机软件设计以及语音信息系统软件设计。 系统的主要创新在于充分利用现有楼宇系统设备的前提下，实现了信息发布系统中语音信息发布的功能。现有的楼宇信息发布产品只限于发布文字信息，不能发布语音信息。本系统的发布语音信息的功能是国内首创，考查国外同类产品也没有类似功能。 在完成基本功能设计时，同时也考虑到了今后智能楼宇的发展，具有较好的扩展余地，可以提供门口机与室内机的语音对讲，视频图像的传输，并且通过分析均达到了较好的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1智能小区的发展

1.2国内外研究状况

1.3本文的意义和研究内容

第2章基于CAN总线系统网结构的研究与设计

2.1智能小区网络应用现状

2.1.1LONWORKS总线

2.1.2基金会现场总线FF

2.1.3 PROFIBUS总线

2.1.4 HART总线

2.1.5 CAN总线

2.2系统总线的规划

2.3系统网络设计

2.4本章小结

第3章 管理机系统软件的设计

3.1串行通讯概述

3.2串口通信协议

3.3管理机程序设计

3.4串口通信可靠性分析

3.4.1RS-232标准分析

3.4.2串口通信实验

3.5本章小结

第4章 系统硬件的设计

4.1系统所用的器件

4.1.1AT89S52单片机

4.1.2串行通讯MAX232

4.1.3语音芯片XF3111

4.1.40CMj4X8C简介

4.1.5SJA1000

4.2管理机硬件设计

4.3门口机硬件设计

4.4用户机硬件设计

4.4.1时钟电路设计

4.4.2语音输出模块设计

4.4.3存储电路设计

4.4.4键盘电路设计

4.5门禁系统硬件设计

4.6周界报警系统设计

4.7本章小结

第5章系统软件的设计

5.1通信协议规划

5.1.1通信协议概述

5.1.2协议规划

5.1.3总线通信协议

5.2应用程序设计

5.2.1应用程序设计总体规划

5.2.2管理机主程序模块

5.3程序功能模块设计

5.3.1SJA1000初始化模块

5.3.2SJA1000发送模块

5.3.3SJA1000接收模块

5.3.4液晶显示模块

5.3.5语音信息发布模块

5.4本章小结

第六章语音啸叫抑制设计与总结

6.1啸叫产生的机理分析

6.2本系统产生啸叫的原因分析

6.3啸叫抑制方法

6.4本系统采用方法

6.5总结

附录

谢辞

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录