远程智能语音采集器设计与实现

摘要

语音是人们交流信息的重要途径，随着计算机和通信技术的发展，人们对语音交流的需求不断增加，语音的采集、处理、传输等技术也在不断发展。语音的传输方式从最初的模拟方式通信发展到数字化语音传输，在保证实时性的同时，还强调低编码速率、高语音质量和安全性问题。
　　 根据863计划信息安全技术专题探索导向类2007AA01Z482课题研究内容的需要，本文研究一种基于PSTN网络传输的低语音编码速率的语音采集原型系统并实现该系统中的语音采集器部分。根据系统的需求，首先确定系统总体设计目标和语音采集器的软硬件技术方案。其次，设计并实现了语音采集器各功能模块电路。语音采集器以语音压缩编码芯片AMBE-1000、微控制器、调制解调器、FPGA等器件为核心组成，能实现语音信息的采集、压缩/解压缩、编/解码、加/解密、传输等功能。本文在系统软件设计中完成了语音采集器的语音采集和压缩编码模块的固件程序开发；通过对PSTN网络中数据传输技术和话带MODEM的通信协议研究，完成了语音传输模块固件程序开发；在研究了基于FPGA的密码算法硬件实现方法后，完成了系统所用AES密码算法的加密模块开发。最后通过测试，验证了实现语音采集器的各项功能的正确性。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1论文背景和意义

1.2课题来源

1.3国内外研究现状

1.4论文主要工作

1.5论文结构

第二章总体设计

2.1设计目标

2.1.1功能性需求及设计目标

2.1.2非功能性需求及设计目标

2.2远程语音采集器设计思路

2.2.1硬件设计思路

2.2.2语音压缩编码方案选择

2.2.3软件设计

2.2.4加密方案选择

第三章硬件设计与实现

3.1语音采集器总体设计

3.2语音采集器主要芯片介绍

3.2.1微控制器C8051F120

3.2.2声码器AMBE-1000

3.2.3 A/D-D/A芯片

3.2.4 MODEM芯片

3.2.5线路接口芯片

3.2.6 FPGA芯片

3.3语音采集器电路设计

3.3.1 CPU和声码器接口电路设计

3.3.2声码器和A/D-D/A芯片接口电路设计

3.3.3 CPU和MODEM芯片接口电路设计

3.3.4加密模块电路及接口设计

3.3.5其它功能电路设计

第四章软件设计与实现

4.1主程序设计

4.1.1主程序流程

4.1.2 CPU配置程序

4.1.3系统自检

4.1.4状态转换

4.2语音采集模块程序设计

4.2.1声码器的数据格式

4.2.2初始化配置

4.2.3语音帧处理

4.3.1 MODEM芯片初始化

4.3.2建立通信链路

4.3.3数据传输

4.4语音加密模块程序设计

4.4.1加密模块总体设计

4.4.2接口模块设计

4.4.3算法模块设计

第五章系统测试

5.1测试环境建立

5.2测试内容和方法

5.2.1测试内容

5.2.2功能测试方法

5.2.3性能测试方法

5.3测试结果分析

第六章总结

6.1主要工作成果

6.2下一步工作

致谢

参考文献