基于STM32的无线音频传输系统

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当今,无线通信技术发展迅速,互连式无线传输设备正逐渐进入到我们日常工作生活当中。与此同时,数字化信息传输因其很高的传输速率和高保真的传输质量,应用范围越来越广,促使无线数字传输新技术产品层出不穷。本课题就是在这一前提下,设计一种性价比高、操作简单、易于推广的无线音频传输系统。  按照项目要求,结合音频传输特点及易出现的问题,通过系统分析,设计出一种基于STM32的无线音频传输系统方案。在设计过程当中选用模块化设计思想,实现无线音频传输系统各子功能模块的初步功能,然后进行组装测试,成功后最终集成在一块PCB板上。  因为驻极体麦克风采集到的音频信号十分微弱,不便于传输,需要设计前置放大器对信号实行放大。为简化电路,降低系统成本,提高传输速率,选用自身具有ADC、DAC功能模块的STM32F103RET6芯片作为主处理器,对音频信息进行处理,同时通过处理器的DMA进行传输。在综合比较常用无线传输技术的基础上,选取以nRF24L01芯片为核心制作的无线收发机来传输音频信息。无线发送与接收机硬件本身没有区别,只是在软件设置上有所不同。无线接收转换后的音频信号比较小,因此需要设计模拟功放对信号进行放大,并通过负载扬声器实现音频信息的再现。  在音频信息采集和传输过程中,必定会受到高频干扰。为降低电路的复杂度,采用软件设计低通滤波器,可以有效抑制干扰,滤除音频噪声,提高音频传输质量。为防止非相干人员及设备收听到传输的音频信息,本系统通过设定专用收发地址,来确保通信的安全性和保密性。  在测试过程中,利用NI ELVISⅡ/Ⅱ+仪器对采集到的一段时间内的音频信息进行时域和功率谱的分析,查找系统中传输失真的原因,并进行针对性改进,从而提高系统的传输质量。最后通过串口助手测试系统传输丢包率和判断音频质量的MOS法,测试整个系统的音频传输质量及测量其传输距离。  测试结果表明,整个系统工作正常、稳定,可以在没有网络的情况下实时传输音频信息,传输距离远,性价比高,操作简单,满足设计要求,证明了系统设计的合理性,具备一定的应用价值。
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