一種實現基於LoRa技術的數字集群對講機的方法及對講機與流程
2024-04-01 20:59:05
本發明涉及一種對講技術，更具體地說，涉及一種實現基於LoRa技術的數字集群對講機的方法，以及一種基於LoRa技術的數字集群對講機。
背景技術：
傳統的模擬對講機利用模擬信號來傳遞消息的，它存在著頻率利用率低、相互幹擾嚴重、業務功能單一、通信不太穩定和管理控制較困難等缺點。數字對講機則解決了模擬對講機存在部分的問題，數字對講機將模擬信號數位化，以數字編碼和數字調製的方式，並採用數位訊號處理方法進行優化的通信方式。與模擬對講機相比，數字對講機具有抗幹擾能力強、通話質量好、頻率利用率高、保密性能好、支持數據業務、便於進行無差錯中繼、便於合用一套數字中繼系統等特點，符合通信發展的規律。但數字對講機仍然無法解決損耗大的問題，通信距離在無障擋的開闊地帶時一般最遠只可達到5公裡。而且在有障擋的室內空間，信號損耗更大，通信距離嚴重縮短。因此，數字對講機能仍然只適用於小範圍的對講使用，無法達到遠距離對講的要求。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種損耗小，能夠進行遠距離對講的實現基於LoRa技術的數字集群對講機的方法，以及一種基於LoRa技術的數字集群對講機。
本發明的技術方案如下：
一種實現基於LoRa技術的數字集群對講機的方法，發送時，對語音採樣後經語音編碼後，通過LoRa信號進行發送；接收時，將接收的LoRa信號進行語音解碼後，進行播放。
作為優選，發送時，語音編碼後，還進行語音加密；接收時，先進行語音解密，再進行語音解碼。
作為優選，發送時，進行語音加密的語音流分組進行發送；接收時，將接收的分組語音流解密後，得到完整的語音包。
作為優選，語音採樣通過本地命令觸發，或者通過遠程命令觸發。
作為優選，語音編碼採用SPEEX協議或AMBE協議。
作為優選，採用國密SM4算法進行語音加密與解密。
作為優選，國密SM4算法的對稱密鑰使用明文分散保存算法進行保存。
作為優選，用於圖像通信，發送時，將圖像數據進行編碼後，通過LoRa信號進行發送；接收時，將接收的LoRa信號進行圖像解碼後，進行顯示。
作為優選，根據預設的規則，根據當前發送與接收的語音或圖像的參數動態調整通訊頻率、通訊速率。
一種基於LoRa技術的數字集群對講機，包括MCU、語音採樣模塊、LoRa收發模塊、功放模塊、顯示模塊，語音採樣模塊、LoRa收發模塊、功放模塊分別與MCU連接，通過所述的方法實現語音對講、圖像顯示。
作為優選，數字集群對講機間通過LoRa實現點對點對講、點對組對講、組對組對講或廣播；或者設置有基站，數字集群對講機經基站或網絡IP實現點對點對講、點對組對講、組對組對講或廣播。
本發明的有益效果如下：
本發明所述的實現基於LoRa技術的數字集群對講機的方法，以及基於LoRa技術的數字集群對講機，對語音通過採集、編碼、加密後，採用LoRa信號進行發送與接收，實現基於LoRa技術的數字集群對講功能。本發明可根據發送的數據類型進行通訊頻率、通訊速率的動態調整，動態地實現通信質量與功耗間的平衡。
本發明採用LoRa無線擴頻通信模塊進行數據收發，基於LoRa無線擴頻技術，實現傳輸距離遠、功耗低等優點。本發明根據實施需求，可滿足常規對講、PDT、MPT1327、內置GPS定位、加密、二代身份證顯示等功能於一體，專為公安系統設計，可以滿足公共安全、應急指揮等領域的專業通信需求。
附圖說明
圖1是本發明所述的對講機的原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本發明進行進一步的詳細說明。
本發明為了解決現有技術的數據對講機存在的功耗大、對講距離短、入網成本高等不足，提供一種實現基於LoRa技術的數字集群對講機的方法，以及基於LoRa技術的數字集群對講機，通過基於LoRa無線擴頻技術，具有傳輸距離遠、功耗低等優點，滿足對講機的遠距離使用要求，而且在室內環境仍然能夠較好地適用。
本發明所述的實現基於LoRa技術的數字集群對講機的方法，發送時，對語音採樣後經語音編碼後，通過LoRa信號進行發送；接收時，將接收的LoRa信號進行語音解碼後，進行播放。對應地，如圖1所示，所述的基於LoRa技術的數字集群對講機，包括MCU、語音採樣模塊、LoRa收發模塊、功放模塊、顯示模塊，語音採樣模塊、LoRa收發模塊、功放模塊分別與MCU連接，通過所述的實現基於LoRa技術的數字集群對講機的方法實現語音對講、圖像顯示。
為了提高安全性，滿足特殊領域的應用，如政府部門、公安部門等公眾安全部門的應用，發送時，語音編碼後，還進行語音加密，進行語音加密的語音流分組進行發送；接收時，先進行語音解密，再進行語音解碼，將接收的分組語音流解密後，得到完整的語音包。
本實施例中，語音編碼採用SPEEX協議或AMBE協議；採用國密SM4算法進行語音加密與解密，國密SM4算法的對稱密鑰使用明文分散保存算法進行保存，保存於MCU的FLASH中。MCU採用國密晶片。
本發明還可以用於除語音外的數據通信，如圖像通信。用於圖像通信，發送時，將圖像數據進行編碼後，通過LoRa信號進行發送；接收時，將接收的LoRa信號進行圖像解碼後，進行顯示。
為了實現通信質量與功耗的平衡，本發明具備動態調整的功能。進行通信時，根據預設的規則，根據當前發送與接收的語音或圖像的參數動態調整通訊頻率、通訊速率。如圖像通信時，對通訊速率要求高於語音通信，則在進行通信前，根據具體的數據類型動態調整通訊頻率、通訊速率。或者對於不同碼率的語音、圖像，通信時，也可以進行通訊頻率、通訊速率的動態調整。
為了增加本發明的應用場合，本發明所述的方法與對講機提供多種觸發啟動方式。當需要進行通信時，語音採樣可通過本地命令觸發，如對講機上的按鍵進行採信命令的啟動。或者通過遠程命令觸發，即可實現遠程現場錄音或遠程監聽功能。
本發明還具有點對點、點對組、組對組、廣播、點經基站網絡IP等語音通訊方式。數字集群對講機間通過LoRa實現點對點對講、點對組對講、組對組對講或廣播；或者設置有基站，數字集群對講機經基站或網絡IP實現點對點對講、點對組對講、組對組對講或廣播，傳輸數據包採用IP4尋址。
上述實施例僅是用來說明本發明，而並非用作對本發明的限定。只要是依據本發明的技術實質，對上述實施例進行變化、變型等都將落在本發明的權利要求的範圍內。