CN216817665U - 线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其包括线上单元、线下单元、及展会单元；所述展会单元包括展厅摄像头、展厅水箱及展厅服务器，所述展厅摄像与所述展厅服务器相连；所述线上单元包括线上用户终端、线上收发模组及线上换能器；所述线下单元包括线下设备、线下收发模组及线下换能器；所述线上、线下换能器均置于所述展厅水箱内，所述线上用户终端通过展厅服务器、线上收发模组、线上换能器、线下换能器、线下收发模组与线下设备通讯相连，在线上云逛展的基础上，将线下观众与线上逛展用户进行互通、互联，提高了观展的趣味性以及功能性，解决现有技术中存在的技术问题。

Description

线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备

技术领域

本实用新型涉及实现线上、线下用户通讯设备领域，尤其是涉及一种线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备。

背景技术

现有的全双工水声数字语音通信演示装置都是线下演示系统，不具备线上远程演示功能。而一般线上的云参观博物馆，大都形式是语音讲解、VR视频讲解、三维展示、全景虚拟游览等，不具备线上远程互动功能。

另，现有大多通过全双工水声数字语音通信演示装置通过OFDM方法实现一对用户之间的全双工通讯，无法实现多用户以及线上、线下的用户之间通讯。

因此，如何实现多用户之间互通互联，甚至实现线上用户及线下观众通过全双工水声数字语音通信装置实现远程互动是本领域技术人员需要解决的技术问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其包括线上单元、线下单元、及展会单元，其中：

所述展会单元包括展厅摄像头、展厅水箱及展厅服务器，所述展厅摄像与所述展厅服务器相连；

所述线上单元包括线上用户终端、线上收发模组及线上换能器，所述线上用户终端通过展厅服务器连接线上收发模组；

所述线下单元包括线下设备、线下收发模组及线下换能器；

所述线上、线下换能器均置于所述展厅水箱内，所述线上用户终端通过展厅服务器、线上收发模组、线上换能器、线下换能器、线下收发模组与线下设备通讯相连。

进一步优选的：所述线上单元为多个，多个所述线上单元之间通过线上收发模组及线上换能器通讯连接。

进一步优选的：所述线下单元的数量为多个，多个所述线下单元之间通过所述线下收发模组及线下换能器通讯连接。

进一步优选的：所述线上收发模组包括线上发射模组及线上接收模组，其中：

所述线上发射模组包括依次连接的语音输入模块、语音编码器、发射混沌跳频调制器、数模转换器、功率放大器；

所述线上接收模组包括依次连接的前放滤波器、模数转换器、接收混沌跳频解调器、语音解码器及语音输出模块；

所述线上换能器通过展厅水箱与线上换能器或线下换能器连通，形成水声通道；所述功率放大器通过所述水声通道与前放滤波器连接。

进一步优选的：所述发射混沌跳频调制器包括依次连接的信道编码模块及发射跳频调制模块；

所述接收混沌跳频解调器包括依次连接的接收跳频解调模块及信道解码模块。

进一步优选的：所述发射跳频调制模块内置有发射混沌序列；所述接收跳频解调模块内置有接收混沌序列。

进一步优选的：所述线下收发模组包括线下发射模组及线下接收模组，其中：

所述线下发射模组包括依次连接的语音输入模块、语音编码器、发射混沌跳频调制器、数模转换器、功率放大器；

所述线下接收模组包括依次连接的前放滤波器、模数转换器、接收混沌跳频解调器、语音解码器及语音输出模块；

所述线下换能器通过展厅水箱与线上换能器或线下换能器连通，形成水声通道；所述功率放大器通过所述水声通道与前放滤波器连接。

进一步优选的：所述发射混沌跳频调制器包括依次连接的信道编码模块及发射跳频调制模块；

所述接收混沌跳频解调器包括依次连接的接收跳频解调模块及信道解码模块。

进一步优选的：所述发射跳频调制模块内置有发射混沌序列；所述接收跳频解调模块内置有接收混沌序列。

采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：

本实用新型将跳频调制器及跳频解调器应用于全双工水声数字语音通信演示装置中，实现多用户的全双工水声数字语音通信；另，本实用新型利用线上收发模组、线上换能器、线下换能器、线下收发模组实现线上用户以及线下观众之间的互联功能，兼具线下演示和线上演示功能，在线上云逛展的基础上，将线下观众与线上逛展用户进行互通、互联，提高了观展的趣味性以及功能性，解决现有技术中存在的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例中所述线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备中线上单元与线下单元之间硬件连接框图；

图2是本实用新型实施例中所述线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备中线上单元之间硬件连接框图；

图3是本实用新型实施例中所述线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备中线下单元之间硬件连接框图；

图4是本实用新型实施例中所述线上收发模组的硬件连接框图；

图5是本实用新型实施例中所述线下收发模组的硬件连接框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示本实用新型的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

如图1至图3所示，本实用新型公开了一种线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，所述线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备包括线上单元、线下单元、及展会单元。

如图1所示，所述展会单元包括展厅服务器、展厅摄像头及展厅水箱，所述展厅摄像与所述展厅服务器相连，所述展厅摄像头的数量为多个，多个所述摄像头装于展厅的各个角度，各所述摄像头将拍摄数据上传至所述展厅服务器；所述展厅水箱为填充水的容器。

如图1、图2及图4所示，所述线上单元包括线上用户终端、线上收发模组及线上换能器，所述线上用户终端通过展厅服务器连接线上收发模组；

所述线上用户终端可以为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑中的一种或几种；

所述线上收发模组包括线上发射模组及线上接收模组，所述线上发射模组包括依次连接的语音输入模块、语音编码器、发射混沌跳频调制器、数模转换器、功率放大器；所述线上接收模组包括依次连接的前放滤波器、模数转换器、接收混沌跳频解调器、语音解码器及语音输出模块；所述发射混沌跳频调制器包括依次连接的信道编码模块及发射跳频调制模块；所述接收混沌跳频解调器包括依次连接的接收跳频解调模块及信道解码模块；所述发射跳频调制模块内置有接收混沌序列；所述接收跳频解调模块内置有接收混沌序列；

所述线上换能器置于所述展厅水箱内，所述线上换能器通过展厅水箱与线上换能器或线下换能器连通，形成水声通道；所述功率放大器通过所述水声通道与前放滤波器连接，实现线上发射模组与线上接收模组或线下接收模组的通讯连接。

如图1、图3及图5所示，所述线下单元包括线下设备、线下收发模组及线下换能器；

所述线下设备可以为显示器或电视等可以显示的部件或设备均可，也可以是触摸控制屏幕；

所述线下收发模组包括线下发射模组及线下接收模组；所述线下发射模组包括依次连接的语音输入模块、语音编码器、发射混沌跳频调制器、数模转换器、功率放大器；所述线下接收模组包括依次连接的前放滤波器、模数转换器、接收混沌跳频解调器、语音解码器及语音输出模块；所述发射混沌跳频调制器包括依次连接的信道编码模块及发射跳频调制模块；所述接收混沌跳频解调器包括依次连接的接收跳频解调模块及信道解码模块；所述发射跳频调制模块内置有发射混沌序列；所述接收跳频解调模块内置有接收混沌序列。

所述线下换能器置于所述展厅水箱内，所述线下换能器通过展厅水箱与线上换能器或线下换能器连通，形成水声通道；所述功率放大器通过所述水声通道与前放滤波器连接，实现线下发射模组与线上接收模组或线下接收模组的通讯连接。

需要说明的是：所述跳频调制器及跳频解调器为相对匹配的一对设备，通过跳频调制解调能够实现多对用户之间的互通互联，每对用户中包括两个用户，所述两个用户为两个线上用户或两个线下观众或一个线上用户及一个线下观众。

结合图1、图4及图5所示，所述线上用户终端通过线上收发模组、线上换能器、线下换能器、线下收发模组与线下设备通讯相连；具体的说：线上用户利用所述线上用户终端通过线上发射模组、线上换能器、线下换能器及线下接收模组与线下设备通讯相连；线下观众通过线下设备通过线下发射模组、线下换能器、线上换能器、线上接收模组与线上用户终端通讯相连，实现线上用户、线下观众之间的互通互联。

结合图2及图4所示，所述线上单元的数量为多个，多个所述线上单元之间通过线上收发模组及线上换能器通讯连接。具体的说：一个线上单元的所述线上用户利用线上用户终端通过线上发射模组、线上换能器与另一或多个所述线上单元中线上换能器、线上接收模组与用户终端实现通讯互联，达到多个线上单元之间的互通互联。

结合图3及图5所示，所述线下单元的数量为多个，多个所述线下单元之间通过所述线下收发模组及线下换能器通讯连接。具体的说：所述线下观众利用一个线下设备通过线下发射模组、线下换能器与另一或多个线下单元中的线下换能器、线下接收模组与线下设备实现通讯互联，达到多个线下单元之间的互通互联。

所述语音输入模块及语音输出输出模块分别用于拾取和播放语音；所述语音编码器及语音解码器均为内置极低码率(600bps)语音编解码芯片AP680的声码器，以实现对语音的参数压缩编码与解码。

上述的线上收发模组及线下收发模组均采用美国NI公司虚拟仪器软件LabVIEW实现包括同步、自适应信道估计和均衡、多普勒频移估计和补偿、信道编码与译码、基于混沌序列的跳频调制与解调等功能，模式切换方便。NI公司的高速率多功能数据采集卡实现DAC数模转换和ADC模数转换。由于采用NI虚拟仪器技术，整个系统易于构建、方便升级、易于调试、维护性强；由于采用跳频通信技术，系统具备稳健和鲁棒性，时延小，接收端合成的语音具有较高可懂度和清晰度；由于采用混沌序列，系统可扩展性强，只需给不同的通信用户分配不同的混沌序列即可方便实现多用户全双工水声数字语音通信，通信具备保密性

上述的线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备提供四种云逛展方式：

方式一：线下模式：如图3所示，线下展厅观众通过线下设备进行云逛展，所述线下设备通过线下收发模组及线下换能器通讯连接，实现全双工水声数字语音通信；

方式二：线上模式：如图2所示，“云逛展”参观者利用用户终端远程登录，通过线上收发模组及线上换能器通讯连接，其中利用展厅摄像头观察调试和演示过程，实现“云逛展”线上用户之间的全双工水声数字语音通信；

方式三：线上线下参观者用户互动模式：如图1所示，线上和线下参观者用户分别通过线上收发模组及线下收发模组配合，实现线上和线下用户之间的全双工水声数字语音通信，实现线上和线下用户之间的全双工水声数字语音通信，获得比纯线下实操模式更胜一筹的沉浸式观展体验；

方式4：线上参观者用户与博物馆互动模式，用户通过博物馆微信公众号和小程序，接收并存储经水声信道传输的语音信息。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其特征在于：其包括线上单元、线下单元、及展会单元，其中：

所述展会单元包括展厅摄像头、展厅水箱及展厅服务器，所述展厅摄像与所述展厅服务器相连；

所述线上单元包括线上用户终端、线上收发模组及线上换能器，所述线上用户终端通过展厅服务器连接线上收发模组；

所述线下单元包括线下设备、线下收发模组及线下换能器；

所述线上、线下换能器均置于所述展厅水箱内，所述线上用户终端通过展厅服务器、线上收发模组、线上换能器、线下换能器、线下收发模组与线下设备通讯相连。

2.根据权利要求1所述的线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其特征在于：所述线上单元为多个，多个所述线上单元之间通过线上收发模组及线上换能器通讯连接。

3.根据权利要求1所述的线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其特征在于：所述线下单元的数量为多个，多个所述线下单元之间通过所述线下收发模组及线下换能器通讯连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其特征在于：所述线上收发模组包括线上发射模组及线上接收模组，其中：所述线上发射模组包括依次连接的语音输入模块、语音编码器、发射混沌跳频调制器、数模转换器、功率放大器；

所述线上接收模组包括依次连接的前放滤波器、模数转换器、接收混沌跳频解调器、语音解码器及语音输出模块；

所述线上换能器通过展厅水箱与线上换能器或线下换能器连通，形成水声通道；所述功率放大器通过所述水声通道与前放滤波器连接。

5.根据权利要求4所述的线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其特征在于：所述发射混沌跳频调制器包括依次连接的信道编码模块及发射跳频调制模块；

所述接收混沌跳频解调器包括依次连接的接收跳频解调模块及信道解码模块。

6.根据权利要求5所述的线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其特征在于：所述发射跳频调制模块内置有发射混沌序列；所述接收跳频解调模块内置有接收混沌序列。

7.根据权利要求1或2或3所述的线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其特征在于：所述线下收发模组包括线下发射模组及线下接收模组，其中：所述线下发射模组包括依次连接的语音输入模块、语音编码器、发射混沌跳频调制器、数模转换器、功率放大器；

所述线下接收模组包括依次连接的前放滤波器、模数转换器、接收混沌跳频解调器、语音解码器及语音输出模块；

所述线下换能器通过展厅水箱与线上换能器或线下换能器连通，形成水声通道；所述功率放大器通过所述水声通道与前放滤波器连接。

8.根据权利要求7所述的线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其特征在于：所述发射混沌跳频调制器包括依次连接的信道编码模块及发射跳频调制模块；

所述接收混沌跳频解调器包括依次连接的接收跳频解调模块及信道解码模块。

9.根据权利要求8所述的线上及线下结合的水声数字语音通信演示设备，其特征在于：所述发射跳频调制模块内置有发射混沌序列；所述接收跳频解调模块内置有接收混沌序列。

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