CN104284302A - 基于wlan平台的微型实时对讲系统及其数据传输方法 - Google Patents

基于wlan平台的微型实时对讲系统及其数据传输方法 Download PDF

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Abstract

基于WLAN平台的微型实时对讲系统，涉及通信技术领域。它是为了解决现有对讲技术中无法实现双工通信，通信过程受干扰概率大的问题。本发明采用N个无线接入点与无线终端设备组成实时对讲群组，实现实时对讲群组成员点对点实时对讲通信以及点对多点信息广播的功能，本发明涉及WLAN网络多跳通信和多媒体流传输领域。

Description

基于WLAN平台的微型实时对讲系统及其数据传输方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及WLAN网络多跳通信和多媒体流传输领域。
背景技术
当今社会，大型集会类事件日益增多，而在这类活动的前期场地准备以及后期的安保服务工作等工作人员之间大都通过无线对讲机实现通信，然而根据《中华人民共和国无线电管理条例》的规定，对于这种活动的可使用频率范围相对很小，且对于无线电台的操作规范具有严格的要求，然而在实际应用中由于工作人员对无线电台操作的培训不够，造成其在通信过程中不能按照相关法律法规的要求合法操作，且常常因为附近其他用户的无意介入造成现场指挥的混乱。
发明内容
本发明解决现有对讲系统无法实现双工通信，通信过程受干扰概率大的问题，从而提供平台的微型实时对讲系统。
基于WLAN平台的微型实时对讲系统，它包括N个无线接入点和无线终端设备；N为正整数；所述N个无线接入点与无线终端设备组成实时对讲群组；
无线接入点结构：
每个无线接入点均包括嵌入式微处理器（1）、一号无线网卡（2）、二号无线网卡（3）、以太网接口（4）、电源模块（7）、SD卡接口电路（5）以及系统总线扩展电路（8）；
嵌入式微处理器（1）内嵌操作系统，该系统可以是Linux系统或者Android等智能多任务操作系统；
一号无线网卡（2）的无线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的一号无线信号输出或输入端连接；一号无线网卡（2）支持802.11a/b/n协议与组播协议，用于作为中继节点实现与其它无线接入点之间的连接及数据的接收或发送；
二号无线网卡（3）的无线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的二号无线信号输出或输入端连接；二号无线网卡支持802.11a/b/n协议与组播协议，用于实现与无线终端的连接及数据的接收或发送；
以太网接口（4）的以太网接口信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的以太网接口信号输出或输入端连接；所述以太网接口（4）用于接入局域网；
SD卡接口电路（5）的SD卡接口信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的SD卡接口信号输出或输入端连接；
电源模块（7）用于给嵌入式微处理器（1）提供工作电源；
每个无线接入点还包括ROM模块和RAM模块（6），所述ROM模块用于给嵌入式微处理器提供ROM存储空间；RAM模块用于给嵌入式微处理器提供RAM存储空间；
每个无线接入点还包括系统总线扩展电路（8），所述总线扩展电路（8）的总线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的总线信号输出或输入端连接；
无线终端结构：
每个无线终端均包括嵌入式微处理器（1）、无线网卡模块（2）、扬声器输出模块（3）、话筒输入模块（4）、电源模块（7）、SD卡接口电路（5）；
嵌入式微处理器（1）内嵌操作系统，该系统可以是Linux系统或者Android等智能多任务操作系统；
无线网卡模块（2）的无线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的无线信号输出或输入端连接，完成无线终端与无线接入点的连接及数据的接收或发送；
扬声器输出模块（3）的声音信号输入端与嵌入式微处理器（1）的声音信号输出端连接，完成语音信号的输出功能；
话筒输入模块（4）的声音信号输出端与嵌入式微处理器（1）的声音信号输入端连接，完成语音信号的输入功能；
SD卡接口电路（5）的SD卡接口信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的SD卡接口信号输出或输入端连接；
电源模块（7）用于给嵌入式微处理器（1）提供工作电源；
每个无线终端还包括ROM模块和RAM模块（6），所述ROM模块用于给嵌入式微处理器提供ROM存储空间；RAM模块用于给嵌入式微处理器提供RAM存储空间。
基于上述的基于WLAN平台的微型实时对讲系统的数据传输方法，它由以下步骤实现：
步骤一、当前无线接入点加入实时对讲群组；
步骤二、当前无线接入点进入等待状态；
步骤三、当前无线接入点判断是否收到数据，如果判断结果为是，则执行步骤四；如果判断结果为否，则返回执行步骤二；
步骤四、判断数据是点对点通信数据还是广播数据；如果来点对点通信数据，则执行步骤五一；如果广播数据，则执行步骤八一；
步骤五一、判断目的终端是否在该接入点接入，如果判断结果为是，则执行步骤五二、否则执行步骤六一；
步骤五二、通过二号网卡向目的终端发送数据，返回执行步骤二；
步骤六一、判断数据来自无线终端还是上游无线接入点，如果是来自无线终端，则执行步骤六二，如果来自上游无线接入点则执行步骤七一；
步骤六二、由一号天线向下游无线接入点转发数据包，返回执行步骤二；
步骤七一、判断广播数据包计数器是否为0，如果判断结果为是，则执行步骤七二，否则执行步骤七三；
步骤七二、向通信请求终端返回失败信号，返回执行步骤二；
步骤七三、计数器减1由一号天线向下游无线接入点转发数据包，返回执行步骤二；
步骤八一、由二号天线向在接入点接入的所有终端发送数据，返回执行步骤二； 
步骤八二、数据来自无线终端还是上游无线接入点，如果来自无线终端，则执行步骤八三，如果来自上游无线接入点，则执行步骤九一；
步骤八三、由一号天线向下游无线接入点转发数据包，返回执行步骤二；
步骤九一、判断多播数据包计数器是否为0，如果判断结果为是否，则执行步骤八三；如果判断结果为是则不进行任何操作，返回执行步骤二。
附图说明
图1是本发明中无线接入节点的结构示意图；
图2是本发明中无线终端的结构示意图；
图3是无线接入点的信号流程示意图；
图4是终端软件信号流程示意图。
 具体实施方式
具体实施方式一、基于WLAN平台的微型实时对讲系统，它包括N个无线接入点和无线终端设备；N为正整数；所述N个无线接入点与无线终端设备组成实时对讲群组；
无线接入点结构：
每个无线接入点均包括嵌入式微处理器（1）、一号无线网卡（2）、二号无线网卡（3）、以太网接口（4）、电源模块（7）、SD卡接口电路（5）以及系统总线扩展电路（8）；
嵌入式微处理器（1）内嵌操作系统，该系统可以是Linux系统或者Android等智能多任务操作系统；
一号无线网卡（2）的无线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的一号无线信号输出或输入端连接；一号无线网卡（2）支持802.11a/b/n协议与组播协议，用于作为中继节点实现与其它无线接入点之间的连接及数据的接收或发送；
二号无线网卡（3）的无线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的二号无线信号输出或输入端连接；二号无线网卡支持802.11a/b/n协议与组播协议，用于实现与无线终端的连接及数据的接收或发送；
以太网接口（4）的以太网接口信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的以太网接口信号输出或输入端连接；所述以太网接口（4）用于接入局域网；
SD卡接口电路（5）的SD卡接口信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的SD卡接口信号输出或输入端连接；
电源模块（7）用于给嵌入式微处理器（1）提供工作电源；
无线终端结构：
每个无线终端均包括嵌入式微处理器（1）、无线网卡模块（2）、扬声器输出模块（3）、话筒输入模块（4）、电源模块（7）、SD卡接口电路（5）；
嵌入式微处理器（1）内嵌操作系统，该系统可以是Linux系统或者Android等智能多任务操作系统；
无线网卡模块（2）的无线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的无线信号输出或输入端连接，完成无线终端与无线接入点的连接及数据的接收或发送；
扬声器输出模块（3）的声音信号输入端与与嵌入式微处理器（1）的声音信号输出端连接，完成语音信号的输出功能；
话筒输入模块（4）的声音信号输出端与嵌入式微处理器（1）的声音信号输入端连接，完成语音信号的输入功能；
SD卡接口电路（5）的SD卡接口信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的SD卡接口信号输出或输入端连接；
电源模块（7）用于给嵌入式微处理器（1）提供工作电源；
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于WLAN平台的微型实时对讲系统的区别在于，每个无线接入点还包括ROM模块和RAM模块，所述ROM模块用于给嵌入式微处理器提供ROM存储空间；RAM模块用于给嵌入式微处理器提供RAM存储空间；
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于WLAN平台的微型实时对讲系统的区别在于，每个无线接入点还包括系统总线扩展电路（8），所述总线扩展电路（8）的总线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的总线信号输出或输入端连接；
具体实施方式四、具体实施方式与具体实施方式一所述的基于WLAN平台的微型实时对讲系统的区别在于，每个无线终端还包括ROM模块和RAM模块（6），所述ROM模块用于给嵌入式微处理器提供ROM存储空间；RAM模块用于给嵌入式微处理器提供RAM存储空间；
本实施方式中各部分内容的具体功能为：
嵌入式微处理器：该模块为无线接入点的处理核心。该模块采用低功耗ARM架构。系统控制处理采用嵌入式Linux操作系统或者Android等智能多任务操作系统；
一号无线网卡：WLAN网卡1，支持802.11a/b/n协议与组播协议，负责基于WLAN的微型实时对讲接入点之间的连接及数据的接收、发送；
二号无线网卡：WLAN网卡2，支持802.11a/b/n协议与组播协议，负责多个基于WLAN的微型实时对讲接入点与无线终端之间的连接及数据的接收、发送；
以太网接口：基于WLAN的微型实时对讲系统接入点预留有线网络接口，各接入点可以在有线网络环境健全的情况下（如需要安保控制的酒店、大厦等）通过有线网络进行通信；
SD卡接口电路：作为配置文件载体，存储有用户保密协议、系统频率配置参数,在应急多媒体指挥调度系统接入点开机时对其进行系统配置；
ROM和RAM模块：为基于WLAN的微型实时对讲系统接入点的系统运行的程序字和数据字存储空间，辅助嵌入式微处理器完成系统相应功能完成；
电源模块：为应急多媒体指挥调度系统接入点的供电系统，应急多媒体指挥调度系统接入点配备两种供电方式。可以通过外部照明电路进行供电，在外部供电系统失效的情况下可以通过接入点内部配置的锂电池进行供电。内置电池供电同样为接入点的便携移动性提供了大大的方便。接入点在锂电池供电情况下可以无间断运行6小时以上，且内置锂电池可以随时手动更换；
系统总线扩展电路：该模块为基于WLAN的微型实时对讲系统接入点的升级接口，预留有IIC SPI，USB等接口方便接入点在功能扩展时与其他设备的连接；
扬声器输出：该模块为无线终端语音信号电声转换器件；
话筒输入：该模块为无线终端对用户语音信号声电转换器件；
具体实施方式五、基于具体实施方式一的基于WLAN平台的微型应急多媒体指挥调度系统的数据传输方法，其终端软件信号流程为：
1、终端从配置存储卡中读取自身鉴权信息，向无线接入点无线网卡1发送鉴权请求，，如果鉴权不成功，则退出实时对讲群组。如果鉴权成功，进入2；
2、终端等待是否有多播数据需要发送或接受，若有数据发送或接收，则终端建立多播套接口，而后向无线接入点二号无线网卡发送或接收数据；
3、发送或接收数据结束后，终端关闭套接口结束通话。

Claims (5)

1.基于WLAN平台的微型实时对讲系统，它包括N个无线接入点和无线终端设备；N为正整数；所述N个无线接入点与无线终端设备组成实时对讲群组；
无线接入点结构：
每个无线接入点均包括嵌入式微处理器（1）、一号无线网卡（2）、二号无线网卡（3）、以太网接口（4）、电源模块（7）、SD卡接口电路（5）以及系统总线扩展电路（8）；
嵌入式微处理器（1）内嵌操作系统，该系统可以是Linux系统或者Android等智能多任务操作系统；
一号无线网卡（2）的无线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的一号无线信号输出或输入端连接；一号无线网卡（2）支持802.11a/b/n协议与组播协议，用于作为中继节点实现与其它无线接入点之间的连接及数据的接收或发送；
二号无线网卡（3）的无线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的二号无线信号输出或输入端连接；二号无线网卡支持802.11a/b/n协议与组播协议，用于实现与无线终端的连接及数据的接收或发送；
以太网接口（4）的以太网接口信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的以太网接口信号输出或输入端连接；所述以太网接口（4）用于接入局域网；
SD卡接口电路（5）的SD卡接口信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的SD卡接口信号输出或输入端连接；
电源模块（7）用于给嵌入式微处理器（1）提供工作电源;；
无线终端结构：
每个无线终端均包括嵌入式微处理器（1）、无线网卡模块（2）、扬声器输出模块（3）、话筒输入模块（4）、电源模块（7）、SD卡接口电路（5）；
嵌入式微处理器（1）内嵌操作系统，该系统可以是Linux系统或者Android等智能多任务操作系统；
无线网卡模块（2）的无线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的无线信号输出或输入端连接，完成无线终端与无线接入点的连接及数据的接收或发送；
扬声器输出模块（3）的声音信号输入端与嵌入式微处理器（1）的声音信号输出端连接，完成语音信号的输出功能；
话筒输入模块（4）的声音信号输出端与嵌入式微处理器（1）的声音信号输入端连接，完成语音信号的输入功能；
SD卡接口电路（5）的SD卡接口信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的SD卡接口信号输出或输入端连接；
电源模块（7）用于给嵌入式微处理器（1）提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的基于WLAN平台的微型实时对讲系统的区别在于，每个无线接入点还包括ROM模块和RAM模块，所述ROM模块用于给嵌入式微处理器提供ROM存储空间；RAM模块用于给嵌入式微处理器提供RAM存储空间。
3.根据权利要求1所述的基于WLAN平台的微型实时对讲系统的区别在于，每个无线接入点还包括系统总线扩展电路（8），所述总线扩展电路（8）的总线信号输入或输出端与嵌入式微处理器（1）的总线信号输出或输入端连接。
4.根据权利要求1所述的基于WLAN平台的微型实时对讲系统的区别在于，每个无线终端还包括ROM模块和RAM模块（6），所述ROM模块用于给嵌入式微处理器提供ROM存储空间；RAM模块用于给嵌入式微处理器提供RAM存储空间。
5.基于权利要求1述的基于WLAN平台的微型实时对讲系统的数据传输方法，它由以下步骤实现：
步骤一、当前无线接入点加入实时对讲群组；
步骤二、当前无线接入点进入等待状态；
步骤三、当前无线接入点判断是否收到数据，如果判断结果为是，则执行步骤四；如果判断结果为否，则返回执行步骤二；
步骤四、判断数据是点对点通信数据还是广播数据；如果来点对点通信数据，则执行步骤五一；如果广播数据，则执行步骤八一；
步骤五一、判断目的终端是否在该接入点接入，如果判断结果为是，则执行步骤五二、否则执行步骤六一；
步骤五二、通过二号网卡向目的终端发送数据，返回执行步骤二；
步骤六一、判断数据来自无线终端还是上游无线接入点，如果是来自无线终端，则执行步骤六二，如果来自上游无线接入点则执行步骤七一；
步骤六二、由一号天线向下游无线接入点转发数据包，返回执行步骤二；
步骤七一、判断广播数据包计数器是否为0，如果判断结果为是，则执行步骤七二，否则执行步骤七三；
步骤七二、向通信请求终端返回失败信号，返回执行步骤二；
步骤七三、计数器减1由一号天线向下游无线接入点转发数据包，返回执行步骤二；
步骤八一、由二号天线向在接入点接入的所有终端发送数据，返回执行步骤二； 
步骤八二、数据来自无线终端还是上游无线接入点，如果来自无线终端，则执行步骤八三，如果来自上游无线接入点，则执行步骤九一；
步骤八三、由一号天线向下游无线接入点转发数据包，返回执行步骤二；
步骤九一、判断多播数据包计数器是否为0，如果判断结果为是否，则执行步骤八三；如果判断结果为是则不进行任何操作，返回执行步骤二。
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