61、无线音频监控与智能天线设计技术解析

无线音频监控与智能天线设计技术解析

1. 无线音频监控系统设计

在设计无线音频监控系统时，需要考虑诸多因素，尤其是在源编码技术的选择上，要兼顾有限的带宽和终端节点较低的计算能力。

1.1 音频源编码算法选择

主要有三种音频源编码方法：波形编码、声码器编码和混合编码。
- 波形编码 ：将语音信号视为普通信号波形，算法相对简单，自适应能力好，语音质量高，在16 - 64 kbit/s范围内应用广泛。但编码率难以进一步降低，否则波形失真会过大，影响音频感知效果。
- 参数和混合编码 ：基于语音合成模型，通过提取和编码语音信号的特征参数来获得高质量语音，能实现比波形编码更低的比特率。然而，合成语音的清晰度和自然度不如波形编码，且在没有专用硬件的情况下，计算复杂度高于10 MIPS，对于典型的无线传感器网络（WSN）节点来说过高。

因此，最终选择了交互式多媒体协会自适应脉冲编码调制（Ima - Adpcm）作为压缩算法。

1.2 系统实现

为开发系统原型，采用了CrossBow MicaZ - TinyOS平台用于全功能设备（FFD）和精简功能设备（RFD）节点，选择C编程的CrossBow Stargate - Linux网关直接从RFD节点收集数据，使用普通PC进行监听和记录数据分析。
- RFD节点 ：代码需提供数据采集、音频信号压缩和数据传输等主要功能。基于现有程序OscilloscopeRF编写NESC代码，主要区别在于采样周期以及使用与麦克风相关的接口和组件而非光传感器