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CN111628796A - 一种集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪 - Google Patents

一种集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪 Download PDF

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CN111628796A
CN111628796A CN202010440687.6A CN202010440687A CN111628796A CN 111628796 A CN111628796 A CN 111628796A CN 202010440687 A CN202010440687 A CN 202010440687A CN 111628796 A CN111628796 A CN 111628796A
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Abstract

本发明实施例公开了一种集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，涉及无线通讯终端技术领域，能够实现对讲机的异频通讯。本发明包括：处理器(4)、对讲机模块(11)、中继模块(13)、语音处理模块(5)、外置设备接口(14)、输入模块(1)、喇叭功放(6)、扬声器(10)、麦克风(9)和电源模块(3)；处理器(4)通过数据线连接对讲机模块(11)、中继模块(13)、外置设备和语音处理模块(5)；中继模块(13)通过数据线连接对讲机模块(11)、外置设备和语音处理模块(5)；外置设备接口(14)用于连接外置设备；电源模块(3)，通过输电线与所述肩咪中的其他用电模块连接并提供电能。本发明适用于打通多频段的对讲机通讯。

Description

一种集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪
技术领域
本发明涉及无线通讯终端技术领域，尤其涉及一种集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪。
背景技术
对讲机(two way radio)是一种双向移动通讯工具，在不需要任何网络支持的情况下，就可以通话，适用于相对固定且频繁通话的场合。目前对讲机从技术上，分为三大类：模拟对讲机、数字对讲机、IP网络对讲机；从使用方式上，分为手持、车(船、机)载、固定式等。
目前在应急救援的现场协同中广泛使用对讲机作为语音通讯手段，而且执行任务中通常使用肩咪装置，肩咪也称手咪(Radio Speaker Mic或称Two-Way Radio SpeakerMicrophones)。连接对讲机后，无须手持对讲机，挂在肩上即可对讲，方便救援或作业人员使用。
在跨区域远距离多方对讲场合，如铁路隧道施工、各种抢险救灾等场合，往往需要不同部门、不同领域间的通讯配合共同完成任务，而不同部门、不同领域使用对讲机的频率、频段、制式等方面各不相同。目前市场上大部分的肩咪无通讯功能，或者只能实现单一频率或是同一频段的通讯功能，使得不同频段、不同制式的对讲机无法直接中继通讯，对讲机与其它对讲通讯终端中继通讯更是无法实现，在多人、多团队的大型应急救援现场，不利于不同部门、不同领域的协同工作，甚至耽误救援时机。
发明内容
本发明的实施例提供一种集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，能够实现对讲机的异频通讯。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案，包括：
处理器(4)、对讲机模块(11)、中继模块(13)、语音处理模块(5)、外置设备接口(14)、输入模块(1)、喇叭功放(6)、扬声器(10)和麦克风(9)，且都通过输电线与电源模块(3)连接，通过电源模块(3)供电；处理器(4)通过数据线连接输入模块(1)、对讲机模块(11)、中继模块(13)、外置设备接口和语音处理模块(5)；中继模块(13)通过数据线连接对讲机模块(11)、外置设备接口(14)和语音处理模块(5)，外置设备接口(14)用于连接外置设备。
在可能的方案中，还包括：语音检测模块(8)、自动音量控制模块(15)、UI显示模块(7)、蓝牙模块(2)和耳机接口(12)；蓝牙模块(2)用于短距离无线通讯；所述耳机接口(12)连接耳机，并用于与语音处理模块(5)进行数据交换，实现语音的输入和输出；对讲机模块(11)或所述外置设备，通过语音检测模块(8)将外部音频信号传输给处理器(4)。
在可能的方案中，还包括：处理器(4)，还用于控制自动音量控制模块(15)对音频信号进行处理，再将处理后的音频信号传输给中继模块(13)；处理器(4)，还用于控制UI显示模块(7)显示系统相关信息。
在可能的方案中，外置设备接口(14)未接外置设备；麦克风(9)输出的声音信号，通过模数转换为电信号，电信号传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)将电信号传输给中继模块(13)，中继模块(13)将电信号传输给对讲机模块(11)；对讲机模块(11)向同频率的对讲机发送音频信号。对讲机模块(11)接收的音频信号，经中继模块(13)传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)控制喇叭功放(6)驱动扬声器(10)播放音频信号。
在可能的方案中，外置设备接口(14)连接外置设备，所述外置设备的类型包括外置对讲机和具备无线通讯功能的设备；麦克风(9)输出的声音信号，通过模数转换为电信号，电信号传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)将电信号传输给中继模块(13)，中继模块(13)将电信号传输给对讲机模块(11)和所述外置设备；对讲机模块(11)向同频率的对讲机发送音频信号，所述外置设备向与所述外置设备同频率的具备无线通信功能的设备，比如对讲机发送音频信号。
在可能的方案中，外置设备接收的音频信号，经中继模块(13)传输给对讲机模块(11)，对讲机模块(11)向外发射音频信号，以便于将音频信号传输给与对讲机模块(11)同频率的对讲机。同时中继模块(13)将音频信号传输给语音处理模块，语音处理模块(5)控制喇叭功放(6)驱动扬声器(10)播放音频信号。
在可能的方案中，对讲机模块(11)将接收的音频信号，经中继模块(13)传输给外置设备，由所述外置设备向外发射音频信号，以便于将音频信号传输给与所述外置设备同频率的具备无线通信功能的设备。同时中继模块(13)将音频信号传输给语音处理模块，语音处理模块(5)控制喇叭功放(6)驱动扬声器(10)播放音频信号。
在可能的方案中，喇叭功放(6)的输入端连接语音处理模块(5)，输出端连接扬声器(10)；麦克风(9)的输出端连接语音处理模块(5)。
本发明实施例提供的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，实现了将对讲机通讯功能和异频中继功能以及肩咪三种功能集成在一起，实现了异频通讯，特别是在紧急调度和集体协作工作的情况下具有很明显的优势，通过中继客观上也同时扩大了对讲机信号的覆盖范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的内部逻辑框图；
图2a为本发明实施例提供的内部逻辑框图；
图2b为本发明实施例提供的大致电路结构的示意图；
图3为本发明实施例提供的内部功能模块布局图；
图4为本发明实施例提供的外观结构示意图；
图5为本发明实施例提供的接外置设备示意图；
图6为本发明实施例提供的异频通讯示意图；
图7、8、9为本发明实施例提供的异频中继示意图；
图10为本发明实施例提供的其他类型的异频中继示意图；
其中，附图中的各个标号分别表示：1-输入模块，2-蓝牙模块，3-电源模块，4-处理器，5-语音处理模块，6-喇叭功放，7-UI显示模块，8-语音检测模块，9-麦克风，10-扬声器，11-对讲机模块，12-耳机接口，13-中继模块，14-外置设备接口，15-自动音量控制模块。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明实施例提供一种集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，如图1所示，包括：
处理器(4)、对讲机模块(11)、中继模块(13)、语音处理模块(5)、外置设备接口(14)、输入模块(1)、喇叭功放(6)、扬声器(10)和麦克风(9)，且都通过输电线与电源模块(3)连接，通过电源模块(3)供电；处理器(4)通过数据线连接输入模块(1)、对讲机模块(11)、中继模块(13)、外置设备和语音处理模块(5)；中继模块(13)通过数据线连接对讲机模块(11)、外置设备模块(14)和语音处理模块(5)，外置设备接口(14)用于连接外置设备。
具体的，如图2a、2b所示，喇叭功放(6)的输入端连接语音处理模块(5)，输出端连接扬声器(10)。麦克风(9)的输出端连接语音处理模块(5)。其中，麦克风(9)将音频信号转换为电信号传输给语音处理模块(5)；输入模块(1)接收输入信号并转换为电信号传输给处理器(4)；语音处理模块(5)控制喇叭功放(6)驱动扬声器(10)，除此之外，语音处理模块(5)和接收麦克风(9)的语音信号和控制耳机以及与中继模块(13)和处理器(4)之间进行数据交换，将外部音频信号进行播放和将本地音频信号传输给中继模块(13)，中继模块(13)将电信号传输给对讲机模块(11)和所述外置设备；处理器(4)用于控制对讲机模块(11)、中继模块(13)、外置设备、语音处理模块(5)并与之进行数据交换；中继模块(13)用于与对讲机模块(11)、外置设备、语音处理模块(5)进行数据交换；电源模块(3)则用于给上述所有功能模块供电。
进一步的，如图2a、2b所示，本实施例中所述的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，还包括：
语音检测模块(8)、自动音量控制模块(15)、UI显示模块(7)、蓝牙模块(2)和耳机接口(12)；
蓝牙模块(2)用于短距离无线通讯；
所述耳机接口(12)连接耳机，并用于与语音处理模块(5)进行数据交换，实现语音的输入和输出；
对讲机模块(11)或所述外置设备，通过语音检测模块(8)将外置设备音频信号传输给处理器(4)。
。处理器(4)，还用于控制自动音量控制模块(15)对音频信号进行相应的处理，再将处理后的音频信号传输给中继模块(13)；处理器(4)，还用于控制UI显示模块(7)显示系统相关信息，需要说明的是，所述系统相关信息包括但不限于：当前音量、剩余电量、当前频段、是否介入外置设备等等。
在本实施例中，在外置设备接口(14)未接外置设备的模式下：
麦克风(9)输出的声音信号，通过模数转换为电信号，电信号传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)将电信号传输给中继模块(13)，中继模块(13)将电信号传输给对讲机模块(11)；对讲机模块(11)向同频率的对讲机发送音频信号。同时也可以进行本地语音播放。
进一步的，对讲机模块(11)接收的音频信号，经中继模块(13)传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)控制喇叭功放(6)驱动扬声器(10)播放音频信号。例如图4所示的，在不接外置设备时，本身具备对讲机及肩咪功能，具体工作原理可以理解为：
发射部分——声音经麦克风(9)由声音信号转换为电信号传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)将电信号传输给中继模块(13)，经中继模块(13)后将电信号传输给对讲机模块(11)，对讲机模块(11)将音频信号发射出去，传输给其他同频率的对讲机或通讯设备；
接收部分——对讲机模块(11)接收其他同频率的对讲机或通讯设备发射过来的音频信号处理后经中继模块(13)后传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)控制喇叭功放(6)驱动扬声器(10)将音频信号播放。
在本实施例中，在外置设备接口(14)连接外置设备的模式下：
麦克风(9)输出的声音信号，通过模数转换为电信号，电信号传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)将电信号传输给中继模块(13)，中继模块(13)将电信号传输给对讲机模块(11)和所述外置设备，其中，所述外置设备的类型包括外置对讲机和具备无线通讯功能的设备；
对讲机模块(11)向同频率的对讲机发送音频信号，所述外置设备向与所述外置设备同频率的具备无线通信功能的设备发送音频信号。
进一步的，外置设备接收的音频信号，经中继模块(13)传输给讲机模块(11)，对讲机模块(11)向外发射音频信号，以便于将音频信号传输给与对讲机模块(11)同频率的对讲机。同时中继模块(13)将音频信号传输给语音处理模块，语音处理模块(5)控制喇叭功放(6)驱动扬声器(10)播放音频信号。
并列可选的，对讲机模块(11)将接收的音频信号，经中继模块(13)传输给外置设备，由所述外置设备向外发射音频信号，以便于将音频信号传输给与所述外置设备同频率的对讲机或通讯设备，同时可以进行本地语音播放。(对讲机改为具备无线通信功能的设备)。同时中继模块(13)将音频信号传输给语音处理模块，语音处理模块(5)控制喇叭功放(6)驱动扬声器(10)播放音频信号。
例如图5所示的，在连接外置设备时，在具备对讲机及肩咪功能的基础上兼具中继功能，具体工作原理可以理解为：
发射部分——声音经麦克风(9)由声音信号转换为电信号传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)将电信号传输给中继模块(13)，经中继模块(13)后将电信号传输给对讲机模块(11)和外置设备，对讲机模块(11)和外置设备将音频信号发射出去，传输给与对讲机模块(11)同频率的对讲机，同时传输给与外置设备同频率的对讲机或通讯设备，同时可以进行本地语音播放。
接收部分——对讲机模块(11)接收其他同频率的对讲机发射过来的音频信号处理后经中继模块(13)后传输给外置设备，外置设备向外发射音频信号，以便于将音频信号传输给与外置设备同频率的对讲机或通讯设备。
并列可选的，接收部分——外置设备接收其他同频率的对讲机或通讯设备发射过来的音频信号处理后经中继模块(13)后传输给对讲机模块(11)，对讲机模块(11)将音频信号发射出去，传输给与之对应频率的对讲机或通讯设备。
同时进行本地语音播放。
带入具体应用场景举例来说，异频语音中继台的工作原理是，一台高灵敏度的接收机在一个频点(频率)上负责接收各个电台的信号，同时再由一个大功率的发射机用另外一个频率发射出去，即收发异频工作的差转方式，从而达到增大通讯距离的作用。中继台的接收频率称为上行频率，中继台发送频率为下行频率，上下行频率不是同一频率。
如图6—7所示，一种集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪当与外置设备连接时，当肩咪接收到上行频率信号后，会同时激活与之相连的外置设备，该外置设备将自动发送下行频率的信号，当该外置设备接收上行频率信号时，肩咪也会自动发送下行频率的无线信号。因此使用肩咪作为中继链路，不论何种对讲机，比如无论是模拟对讲机、数字对讲机、IP网络对讲机；无论频率和制式是否相同，都将会相互联通。
如图8-9所示，使用外置设备(CH2)作为中继链路，CH1和CH3所在制式和频率的对讲机均可实现信号的更大范围的覆盖，当两台中继使用的外置电台之间的距离(CH2与另一台CH2之间的距离)超过CH1和CH3之间的传输范围时，CH1和CH3可以是同一个频率。
如图10所示，当CH1和CH3之间遇到楼层，隧道等屏蔽时，可以二者用有线的方式连接，保证信号的有效覆盖和通讯的稳定可靠。
需要说明的是，在图6-10中，按照呼叫传输的顺序将所有设备分级，形成CH1、CH2、CH3共三级，其中CH1可以理解为呼叫发起端，CH3可以理解为呼叫接受端，CH2可以理解为呼叫的转发端。在不同的呼叫场景中，肩咪的所承担的抉择可以在CH1、CH2、CH3中切换。例如：图6-7中，本实施例中所述的肩咪作为CH2；如图8-10中，由一个肩咪与另一个肩咪进行呼叫通讯，因此一个肩咪作为CH1、另一个肩咪作为CH3。
出于节约成本和便于快速制造的考虑，本实施例中肩咪的主要组成部分，都可以采用目前市面上已有且相对廉价的原件比如：
电源模块，可以采用：低压差线性稳压芯片、线性充电芯片、P沟道功率MOS管等；对讲机模块，可以采用：SR-FRS-1W350对讲机模块；处理器+蓝牙模块，可以采用：蓝牙+32位ARM处理器一体芯片；UI显示模块，可以采用：LCD显示屏以及相应的LCD显示屏驱动器；中继模块，可以采用：运算放大器、NPN三极管和PNP三极管等；语音处理模块，可以采用：运算放大器AD8541；输入模块，可以采用：FPC按键；喇叭功放，可以采用：AB类功率放大器；扬声器，可以采用：直径40cm扬声器，8ohm 2W；麦克风，可以采用：驻极体麦克风。
本实施例中，实现了将对讲机通讯功能和异频中继功能以及肩咪三种功能集成在一起，解决异频通讯难题，特别是在紧急调度和集体协作工作的情况下具有很明显的优势，通过中继客观上也同时扩大了对讲机信号的覆盖范围，同时，相对于采购多套对讲机设备和转换电台而言，也降低了异频通讯的成本。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，其特征在于，包括：处理器(4)、对讲机模块(11)、中继模块(13)、语音处理模块(5)、外置设备接口(14)、输入模块(1)、喇叭功放(6)、扬声器(10)和麦克风(9)，且都通过输电线与电源模块(3)连接，通过电源模块(3)供电；
处理器(4)通过数据线连接输入模块(1)、对讲机模块(11)、中继模块(13)、外置设备和语音处理模块(5)；
中继模块(13)通过数据线连接对讲机模块(11)、外置设备模块(14)和语音处理模块(5)，外置设备接口(14)用于连接外置设备。
2.根据权利要求1所述的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，其特征在于，还包括：
语音检测模块(8)、自动音量控制模块(15)、UI显示模块(7)、蓝牙模块(2)和耳机接口(12)；
蓝牙模块(2)用于短距离无线通讯；
所述耳机接口(12)连接耳机，并用于与语音处理模块(5)进行数据交换，实现语音的输入和输出；
对讲机模块(11)或所述外置设备，通过语音检测模块(8)将外置设备音频信号传输给处理器(4)。
3.根据权利要求1所述的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，其特征在于，还包括：
处理器(4)，还用于控制自动音量控制模块(15)对音频信号进行处理，再将处理后的音频信号传输给中继模块(13)；
处理器(4)，还用于控制UI显示模块(7)显示系统相关信息。
4.根据权利要求1所述的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，其特征在于，外置设备接口(14)未接外置设备；
麦克风(9)输出的声音信号，通过模数转换为电信号，电信号传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)将电信号传输给中继模块(13)，中继模块(13)将电信号传输给对讲机模块(11)；
对讲机模块(11)向同频率的对讲机发送音频信号。
5.根据权利要求4所述的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，其特征在于，对讲机模块(11)接收的音频信号，经中继模块(13)传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)控制喇叭功放(6)驱动扬声器(10)播放音频信号。
6.根据权利要求1所述的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，其特征在于，外置设备接口(14)连接外置设备，所述外置设备的类型包括外置对讲机和具备无线通讯功能的设备；
麦克风(9)输出的声音信号，通过模数转换为电信号，电信号传输给语音处理模块(5)，语音处理模块(5)将电信号传输给中继模块(13)，中继模块(13)将电信号传输给对讲机模块(11)和所述外置设备；
对讲机模块(11)向同频率的对讲机发送音频信号，所述外置设备向与所述外置设备同频率的对讲机或通讯设备发送音频信号。
7.根据权利要求6所述的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，其特征在于，外置设备接收的音频信号，经中继模块(13)传输给对讲机模块(11)，对讲机模块(11)向外发射音频信号，以便于将音频信号传输给与对讲机模块(11)同频率的对讲机。
8.根据权利要求6所述的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，其特征在于，对讲机模块(11)将接收的音频信号，经中继模块(13)传输给外置设备，由所述外置设备向外发射音频信号，以便于将音频信号传输给与所述外置设备同频率的对讲机。
9.根据权利要求1所述的集成对讲机通讯以及异频中继功能的肩咪，其特征在于，喇叭功放(6)的输入端连接语音处理模块(5)，输出端连接扬声器(10)；
麦克风(9)的输出端连接语音处理模块(5)。
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