CN106658433A - 一种实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法及对讲机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，以及一种基于LoRa技术的数字集群对讲机，对语音通过采集、编码、加密后，采用LoRa信号进行发送与接收，实现基于LoRa技术的数字集群对讲功能。本发明可根据发送的数据类型进行通讯频率、通讯速率的动态调整，动态地实现通信质量与功耗间的平衡。本发明采用LoRa无线扩频通信模块进行数据收发，基于LoRa无线扩频技术，实现传输距离远、功耗低等优点。本发明根据实施需求，可满足常规对讲、PDT、MPT1327、内置GPS定位、加密、二代身份证显示等功能于一体，专为公安系统设计，可以满足公共安全、应急指挥等领域的专业通信需求。

Description

一种实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法及对讲机
技术领域
本发明涉及一种对讲技术，更具体地说，涉及一种实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，以及一种基于LoRa技术的数字集群对讲机。
背景技术
传统的模拟对讲机利用模拟信号来传递消息的，它存在着频率利用率低、相互干扰严重、业务功能单一、通信不太稳定和管理控制较困难等缺点。数字对讲机则解决了模拟对讲机存在部分的问题，数字对讲机将模拟信号数字化，以数字编码和数字调制的方式，并采用数字信号处理方法进行优化的通信方式。与模拟对讲机相比，数字对讲机具有抗干扰能力强、通话质量好、频率利用率高、保密性能好、支持数据业务、便于进行无差错中继、便于合用一套数字中继系统等特点，符合通信发展的规律。但数字对讲机仍然无法解决损耗大的问题，通信距离在无障挡的开阔地带时一般最远只可达到5公里。而且在有障挡的室内空间，信号损耗更大，通信距离严重缩短。因此，数字对讲机能仍然只适用于小范围的对讲使用，无法达到远距离对讲的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种损耗小，能够进行远距离对讲的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，以及一种基于LoRa技术的数字集群对讲机。
本发明的技术方案如下：
一种实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，发送时，对语音采样后经语音编码后，通过LoRa信号进行发送；接收时，将接收的LoRa信号进行语音解码后，进行播放。
作为优选，发送时，语音编码后，还进行语音加密；接收时，先进行语音解密，再进行语音解码。
作为优选，发送时，进行语音加密的语音流分组进行发送；接收时，将接收的分组语音流解密后，得到完整的语音包。
作为优选，语音采样通过本地命令触发，或者通过远程命令触发。
作为优选，语音编码采用SPEEX协议或AMBE协议。
作为优选，采用国密SM4算法进行语音加密与解密。
作为优选，国密SM4算法的对称密钥使用明文分散保存算法进行保存。
作为优选，用于图像通信，发送时，将图像数据进行编码后，通过LoRa信号进行发送；接收时，将接收的LoRa信号进行图像解码后，进行显示。
作为优选，根据预设的规则，根据当前发送与接收的语音或图像的参数动态调整通讯频率、通讯速率。
一种基于LoRa技术的数字集群对讲机，包括MCU、语音采样模块、LoRa收发模块、功放模块、显示模块，语音采样模块、LoRa收发模块、功放模块分别与MCU连接，通过所述的方法实现语音对讲、图像显示。
作为优选，数字集群对讲机间通过LoRa实现点对点对讲、点对组对讲、组对组对讲或广播；或者设置有基站，数字集群对讲机经基站或网络IP实现点对点对讲、点对组对讲、组对组对讲或广播。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，以及基于LoRa技术的数字集群对讲机，对语音通过采集、编码、加密后，采用LoRa信号进行发送与接收，实现基于LoRa技术的数字集群对讲功能。本发明可根据发送的数据类型进行通讯频率、通讯速率的动态调整，动态地实现通信质量与功耗间的平衡。
本发明采用LoRa无线扩频通信模块进行数据收发，基于LoRa无线扩频技术，实现传输距离远、功耗低等优点。本发明根据实施需求，可满足常规对讲、PDT、MPT1327、内置GPS定位、加密、二代身份证显示等功能于一体，专为公安系统设计，可以满足公共安全、应急指挥等领域的专业通信需求。
附图说明
图1是本发明所述的对讲机的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。
本发明为了解决现有技术的数据对讲机存在的功耗大、对讲距离短、入网成本高等不足，提供一种实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，以及基于LoRa技术的数字集群对讲机，通过基于LoRa无线扩频技术，具有传输距离远、功耗低等优点，满足对讲机的远距离使用要求，而且在室内环境仍然能够较好地适用。
本发明所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，发送时，对语音采样后经语音编码后，通过LoRa信号进行发送；接收时，将接收的LoRa信号进行语音解码后，进行播放。对应地，如图1所示，所述的基于LoRa技术的数字集群对讲机，包括MCU、语音采样模块、LoRa收发模块、功放模块、显示模块，语音采样模块、LoRa收发模块、功放模块分别与MCU连接，通过所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法实现语音对讲、图像显示。
为了提高安全性，满足特殊领域的应用，如政府部门、公安部门等公众安全部门的应用，发送时，语音编码后，还进行语音加密，进行语音加密的语音流分组进行发送；接收时，先进行语音解密，再进行语音解码，将接收的分组语音流解密后，得到完整的语音包。
本实施例中，语音编码采用SPEEX协议或AMBE协议；采用国密SM4算法进行语音加密与解密，国密SM4算法的对称密钥使用明文分散保存算法进行保存，保存于MCU的FLASH中。MCU采用国密芯片。
本发明还可以用于除语音外的数据通信，如图像通信。用于图像通信，发送时，将图像数据进行编码后，通过LoRa信号进行发送；接收时，将接收的LoRa信号进行图像解码后，进行显示。
为了实现通信质量与功耗的平衡，本发明具备动态调整的功能。进行通信时，根据预设的规则，根据当前发送与接收的语音或图像的参数动态调整通讯频率、通讯速率。如图像通信时，对通讯速率要求高于语音通信，则在进行通信前，根据具体的数据类型动态调整通讯频率、通讯速率。或者对于不同码率的语音、图像，通信时，也可以进行通讯频率、通讯速率的动态调整。
为了增加本发明的应用场合，本发明所述的方法与对讲机提供多种触发启动方式。当需要进行通信时，语音采样可通过本地命令触发，如对讲机上的按键进行采信命令的启动。或者通过远程命令触发，即可实现远程现场录音或远程监听功能。
本发明还具有点对点、点对组、组对组、广播、点经基站网络IP等语音通讯方式。数字集群对讲机间通过LoRa实现点对点对讲、点对组对讲、组对组对讲或广播；或者设置有基站，数字集群对讲机经基站或网络IP实现点对点对讲、点对组对讲、组对组对讲或广播，传输数据包采用IP4寻址。
上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，其特征在于，发送时，对语音采样后经语音编码后，通过LoRa信号进行发送；接收时，将接收的LoRa信号进行语音解码后，进行播放。
2.根据权利要求1所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，其特征在于，发送时，语音编码后，还进行语音加密；接收时，先进行语音解密，再进行语音解码。
3.根据权利要求2所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，其特征在于，发送时，进行语音加密的语音流分组进行发送；接收时，将接收的分组语音流解密后，得到完整的语音包。
4.根据权利要求1所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，其特征在于，语音采样通过本地命令触发，或者通过远程命令触发。
5.根据权利要求1所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，其特征在于，语音编码采用SPEEX协议或AMBE协议。
6.根据权利要求2所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，其特征在于，采用国密SM4算法进行语音加密与解密。
7.根据权利要求6所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，其特征在于，国密SM4算法的对称密钥使用明文分散保存算法进行保存。
8.根据权利要求1所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，其特征在于，用于图像通信，发送时，将图像数据进行编码后，通过LoRa信号进行发送；接收时，将接收的LoRa信号进行图像解码后，进行显示。
9.根据权利要求8所述的实现基于LoRa技术的数字集群对讲机的方法，其特征在于，根据预设的规则，根据当前发送与接收的语音或图像的参数动态调整通讯频率、通讯速率。
10.一种基于LoRa技术的数字集群对讲机，其特征在于，包括MCU、语音采样模块、LoRa收发模块、功放模块、显示模块，语音采样模块、LoRa收发模块、功放模块分别与MCU连接，通过权利要求1至9任一项所述的方法实现语音对讲、图像显示。
11.根据权利要求10所述的基于LoRa技术的数字集群对讲机，其特征在于，数字集群对讲机间通过LoRa实现点对点对讲、点对组对讲、组对组对讲或广播；或者设置有基站，数字集群对讲机经基站或网络IP实现点对点对讲、点对组对讲、组对组对讲或广播。
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