基于WiFi的语音矿灯设计

针对现有矿灯大多只具有照明、定位、环境感知等功能,没有语音对讲功能的问题,设计了一种基于WiFi的具有语音对讲功能的语音矿灯。该语音矿灯以工业以太环网和WiFi网络为传输平台,采用VoIP语音通信技术实现语音播放、音频采集、与调度台对讲功能;通过音频编解码芯片实现语音模拟信号与数字信号的转换,采用UDP协议将信号传输至调度台,完成语音数据的双向传输,实现语音对讲和矿灯照明一体化。详细介绍了语音对讲功能实现的关键技术:音频数据的编码格式和缓存管理、语音数据的可靠传输机制,用于确保语音播放的准确性;WiFi模块与微控制器STM32L151的低功耗休眠技术,用于降低语音矿灯平均电流,延长工作时间。测试结果表明:该语音矿灯能够满足调度台与井下工作人员之间的语音对讲需求,与WiFi基站通信距离可达400 m,与调度台之间的对讲传输时延小于1 s,语音矿灯之间的组播传输时延小于3 s;语音矿灯对讲时平均电流小于70 mA,空闲时平均电流小于5 mA。

低功耗精确定位语音对讲信息矿灯设计

针对煤矿现场智能化矿山建设及提升井下作业人员生命安全实际需要,分析传统信息矿灯成本高、功耗大,WiFi无线射频置于灯头等缺点,设计一种低功耗、低成本精确定位语音对讲信息矿灯;通过对UWB定位技术和WiFi无线通信技术休眠机制的研究,延长了矿灯使用寿命;对语音信号压缩编码算法研究,将无线射频与灯头分离,采用单芯片声码器,降低了成本;定位语音对讲信息矿灯不仅实现高精度定位功能,同时,在危险状态下可以紧急呼救、群组撤离、各种灾害可靠逃生路线信息导播等,为矿工井下作业提供更安全有力的保障。