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智能小区系统中嵌入式音频全双工传输的实现张良吴小强罗代升( 四川大学电子信息学院图像信息研究所，成都610064)摘要文章介绍了一种基于国产嵌入式cPu——方舟( ARCA) 实现的嵌入式智能小区系统。分析了啦嵌入式方式实现智能，l 、区系统的硬件组成，设计实现了该系统的全双工实时语音对讲软件系统。提出了基于G 729的编解码方法．和双队列的缓冲技术。实验表明，该系统语音传输质量较高，时延可以忽略不计。关键词智能小区嵌八式系统Li nuxG．729PO SIX文章编号1002—8331一( 2005) 36一) 101—04文献标识码A中图分类号TPl 8TheIm pi em entati onof Em bedded Ful lSystemforIntel l i gent H ousi ngEstatesD upl ex Audi o Transm i ssi onZhang Li angW uXi aoqi angLuo D ai sheng( hnageInform ati onInsti tute，Col l egeof El ectroni cs and Inform ati onEngi neeri ng，Si chuan U ni versi ty，Chengdu 610064)Abstract：In thi sem bedded CPU ——ARCA Thepaper，an accom pl i shm entofani ntel l i genthousi ngestatesystemi si ntroducedbasedonnati onalhal ' cl w are ofthesystemconstructedusi ng em beddi ng technol ogyaudi o com m uni cati oni sanal yzed．The80ftw aredesi gnanddecodi ng m ethod ba8edaudi o transm i ssi onqual i tyof thesystemi si m pl em entati onoftheful ldupl exa duatrealti m esystemarepresentedAnencodi ngproposed．Experi m ents show thatandonG ．729A andbuffers dualsockets technol 093re．1' ethequi te hi ghandthe ti m edel aycan bei gnored．Keyw ords：i ntel l i genthousi ng estates，em bedded system ，Li nux。G ．729，PO SIXl 前言近年来，城市住宅小医正朝智能化和网络化方向发展。智能小区可视对讲系统是小区住户与来访者音像联系的t具．方便了对来游者的监控，减少了不必要的接待。而且还对减少安全隐患起了蕾要作用。但是，目前的对讲系统多数基于模拟技术实现，种类繁多、功能单· 、价格昂贵、操作复杂。更重要的是布线困难．维护不易。为此，我们基于国产的方舟( ARCA) 嵌入式CPU ，嵌入式系统主流操作系统Li nux．以及小区局域网络，设计实现了智能小厩系统。该系统除具有一般智能小区系统的，可视对讲功能( 语音和视频的仝双工．准实时传输，其时延力、于500m s基本日J 以忽略不计) 外，还实现了一系列镏能化．人性化面向用户的功能，如来客资料存储，小区公共信息发布，数宁音乐广播，智能点播等功能。所有功能都足通过网络，数宁化实现的。与传统的模拟系统相比，只有系统布线简单．易于维护，功能易宽展，稳定，成本降低等优势。本文将介绍我们设计实现的智能小区系统巾嵌入式系统Li nux下的音频全双T传输的设i 十与实现。首先介绍音频全双工传输硬件系统和软件系统，然后介绍系统设计中的编解码技术，缓冲技术和系统的时延情况。2智能小区音频全双工传输硬件系统现有的智能小区系统主要山物业管理机、门栋主机、楼层中继隔离器、室内可视分机等组成。门栋主机一般由单片机、房问功能键、驱动电路、双单元比较器、电源电路等构成，单片机在没有键按下时无限循环等待。当有链按下时。通过软件生成一个码，广播到所有室内分机。室内分机巾的比较器比较该码，不同则忽略，相同则打开信道。楼层中继隔离器，主要是用来将各分机和主机之问在电气上隔离．以实现分机的状态与系统无关。额外电源一般是一个变压器■ 极管整流稳压电路．将220V的交流转换成12V直流。此类系统功能单一，不易扩展服务，布线困难，不易维护，有视频音频电源线路涌塞，线路之间信号的干扰，信号衰减严重需要中继器，成本高，而以数字上式基于嵌人式平台实现的硬件系统架构则简单的多，即安装在各住户家中的客户终端．安装在门禁的网络摄像头( W eb CamH ost) ，以及小区管理tp心的服务器以星型方式联结到交换机和t层的路由器上．组成一个局域网即可。3智能小区音频全双工传输软件系统软什总体基于LINUX下的优秀的GUI——TRO Lm CH的咿F／EM BEDDED库，庙_Ff] 到了LIN U X下声音编程标准O SS．以及PO SIX线程标准。由丁U I) P数据报类型的套接字传输效率较高，实时性较好，考虑到本系统主要使用环境是小区局域网( LAN ) 内部，瑚络环境比较好，系统对实时性要求较高，本语音系统采用的是数据报型( SO CK—D G RAM ) 食接字，用以实现网络通信模块。系统主要分为音频采集，音频输出，编码，解码，发送，接收功能模块，如图1所日‘ 。幽中原始模拟语音信号经采集模块，被转换为PCM ／W AV数据迸人G 729A编码模块．编码模块将数据搓缩编码卅送入发送模块，经套接宁发送。另一端套接字模块接收该比特流并将其送人解码模块。解码模块输H {PCM ／W AV数据，再被后续的音频输出模块重构为语音输出。基金项目：深圳D IG [ TO N E公司赞助的应用研究项目( 编号：四川大学科技合同( 横) 字第04H 700号)计算机工程与应用2005．3610l 万方数据