無線傳感器網(wǎng)的聲音采集傳輸系統(tǒng)

20世紀90年代以來，隨著嵌入式系統(tǒng)、無線通信、網(wǎng)絡(luò)及MEMS(微電子機械系統(tǒng))等技術(shù)的快速發(fā)展，具有感知、計算和無線網(wǎng)絡(luò)通信能力的傳感器，以及由其構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)引起了人們的極大關(guān)注。由于其廣泛的應(yīng)用前景，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)受到越來越多研究人員的重視，被譽為21世紀四大高新技術(shù)之一。

本設(shè)計正是應(yīng)用這一技術(shù)，實現(xiàn)了一個基于無線傳感器網(wǎng)的聲音采集傳輸系統(tǒng)。由無線傳感器網(wǎng)采集聲音數(shù)據(jù)，通過串口傳給嵌入式設(shè)備，嵌入式設(shè)備將聲音數(shù)據(jù)以及所采集的圖像數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)傳輸給遠端的服務(wù)器上，最后由服務(wù)器完成聲音數(shù)據(jù)的分析和圖像的顯示。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用建立在IEEE802.15.4上的、極低功耗的ZigBee協(xié)議，作為整個網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議。傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件節(jié)點采用Microchip公司的PICDEM Z DEMO KIT，選取ICOP公司的E-Box作為嵌入式系統(tǒng)硬件平臺，服務(wù)器為普通的32位計算機。

本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)：IEEE802.15.4協(xié)議規(guī)范，它定義了整個網(wǎng)絡(luò)通信的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC層，然后介紹了建立在其上的ZigBee網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。進而介紹了無線傳感器網(wǎng)節(jié)點的硬件設(shè)計與實現(xiàn)，通信協(xié)議棧的軟件設(shè)計與實現(xiàn)，語音采集電路的設(shè)計與實現(xiàn)。以及嵌入式設(shè)備與傳感器網(wǎng)的通信接口，攝像頭視頻采集與網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的設(shè)計與實現(xiàn)。最后介紹了PC服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接收，視頻顯示，聲音處理和分析的軟件設(shè)計與實現(xiàn)。