4G报警器WT2003H-16S低功耗语音芯片方案开发-实时音频上传

一、引言
    在当今社会,安全问题始终是人们关注的重中之重。无论是家庭、企业还是公共场所,都需要一套可靠的安全防护系统来保障人员和财产的安全。随着科技的飞速发展,4G 报警器应运而生,为安全防范领域带来了全新的解决方案。

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二、技术核心

(1)音频上传

①实时音频上传:MIC采集音频,实时通过4G模块向服务器传输音频数据。

②录音保存本地后上传:MIC录音先保存至本地,再将录音文件读取出来发送。

(2)4G交互技术:串口通过AT指令,与4G模块通讯,获取信息和传输数据。

(3)低功耗:WT2003H4和4G模块,在休眠状态,能够实现10微安以下。

(4)MQTTS加密:MQTTS(MQTT Secure)是 MQTT 协议的安全版本,它通过加密和身份验证机制来保障数据传输的安全性。客户端和服务器之间传输的数据就会使用对称加密算法(如 AES)进行加密。对称加密算法比非对称加密算法速度更快,适合对大量数据进行加密处理,从而保证数据的机密性。

(5)Json数据格式:与服务器端交互数据格式为JSON。

三、方案介绍

1:WT2003H-16S硬件电路

硬件电路如下图3.1所示:

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图3.1 WT2003H-16S硬件电路

该录音电路,16K采样率,音质高,清晰无杂。WT2003H4-16S除去UART通讯,MIC脚和4G模块的控制(低功耗),还有8个IO口可以使用。这些IO可以用来控制LED来显示工作状态,也可以用作按键对模块的启动或关闭,也可以用来做其他IO功能。

2:4G模块

中国移动 ML307R 模块是一款具有多种特性和优势的物联网模组,支持 IPv4、IPv6、PING、NTP、DNS、TCP、UDP、HTTP、HTTPS、MQTT、MQTTS 等常用网络协议,能够满足不同物联网应用场景的数据传输需求。提供基于 OneOS LBS 和 Wi-Fi 融合定位能力,可最低成本满足轻定位场景需求,适用于对定位功能有一定要求的物联网应用

ML307R 模块凭借其低成本、低功耗、多功能和兼容性强等特点,适用于智能家居、智慧医疗、智慧交通、智能表计、智慧烟感、智慧路灯等多种物联网应用领域。如下图3.2.1中国移动 ML307R 模块。

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图3.2.1 中国移动 ML307R 模块

如下图3.2.2为中国移动 ML307R 模块原理图。

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图3.2.2 中国移动 ML307R 模块

3:实时音频上传方案

(1)应用框图

应用框图如图3.3.1所示

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图3.3.1 实时音频上传应用框图

在设备上电后,WT2003H4-16S向4G模块获取设备信息和其他所需信息,接着WT2003H4-16S将MIC采集的音频,该音频通过MP3编码后,实时通过4G模块传输到服务器。

(2)适用场景

实时采集音频上传,不需要在本地缓存,录音时长不受限制,服务器能够实时监听音频数据,时效性高。适用与对时效性高,需要实时监听的场景。

4:录音保存本地后上传

(1)应用框图

录音保存本地后上传方案应用框图如下图3.4.1所示

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图3.4.1 录音保存本地后上传方案应用框图

在设备上电后,WT2003H4-16S向4G模块获取设备信息和其他所需信息,开始录音,将音频数据存入录音文件,录音结束后,再读取录音文件,通过4G模块传输到服务器。

(2)优点

录音文件完整,传输稳定,不受网络波动影响。适用与对录音时长短,时效性要求不高的场景。

5:整体方案流程

整体流程框图方案如下图3.5.1

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图3.4.1 整体流程框图

    按键唤醒设备,WT2003H4-16S串口和IO口初始化,和4G模块初始化握手后,获取4G模块设备信息(IMEI号,地理位置信息等)。紧接着开始录音,录音结束后上传录音数据,按照服务器设置的报警间隔和报警次数进行报警,报警结束后进入休眠。

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