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多功能对讲系统-架构设计设计说明书pdf
作者:管理员    发布于:2022-09-10 10:16    文字:【】【】【
       

  多功能对讲系统-架构设计设计说明书pdf,多功能对讲系统 架构设计说明书 安居宝 版本修订历史记录 日期 作者 内容 版本 2014.11.25 李仲生 第一次新建文档 V1.0 [模板版本:0.1] 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 目录 1 引言 3 1.1 背景 3 1.2 设计目标 3 1.3 应用说明 4 1.3.1 系统应用图 4 1.3.2 应用图说明 4 1.4 硬件设计方案 5 1.4.1 硬件模块框图 5 1.4.2 接口电路 5 1.5 软件设计方案 6 1.5.1 软件模块框图 6 1.5.2 系统模块说明 6 1.5.3 任务之间通信说明 6 1.5.4 中断列表 7 1.6 流程图 7 1.6.1 实时语音发送任务 7 1.6.2 IIS 输出任务 7 1.6.3 UDP 发送任务 8 1.6.4 UDP 接收服务任务 9 1.6.5 TCP 发送服务任务 9 1.6.6 TCP 接收服务任务 11 1.6.7 卡服务任务 12 1.6.8 纸票打印服务任务 12 1.6.9 AD 采样完成中断 13 1.6.10 按键中断服务 13 1.6.11 串口接收中断 14 2 测试方案 14 2.1 稳定性 7*24 小时工作测试 14 2.2 高低温测试 14 3 未清晰的问题 14 3.1 对讲时的啸叫可能需要调一下 14 3.2 对讲中断服务软件开发需要软件组支持,时间安排无法确定 14 第 2 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 1 引言 1.1 背景 在一体化道闸中,由于现场实现了无人化管理,对于一些不可预料的特殊情况,我们需要可以方 便快捷的人工服务方式,为此我们设计了远程多功能对讲系统。 1.2 设计目标  语音传输最大延迟小于 400ms  数据包遗失率小于 5%  1 米以内扬声器最大声强大于 80db  1 米距离 50db 的 1KHz 正弦波音源可采样并还原 (1 米距离 50db,1KHz 正弦波)  任意环境无啸叫(对讲双方距离 10 米以上)  支持以太网或485 网络  支持成收/发卡模式  支持成收/发纸票模式  工作电压:12V-36V  工作电流:

  3a  工作温度-40℃至 80℃ 第 3 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 1.3 应用说明 1.3.1 系统应用图 图 1 对讲系统应用图 1.3.2 应用图说明 对讲机位于入场或出场处的司机位置,当出口或入口出现故障时,司机可按呼叫按钮来呼叫 服务中心,由服务中心来处理用户事件。 出入口和服务中心之间是一个多对多的链接,由云服务器自动排队和分配服务人员。 第 4 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 1.4 硬件设计方案 1.4.1 硬件模块框图 入 出 o 输 输 i p 音 音 g 语 语 r s 4 8 5 网 2 i 3 太 p 2 s s 以 r 图 2 硬件模块框图 1.4.2 接口电路 1.4.2.1 电源电路 总输入电源额定电压为 24v,额电流为 3a,输入电压范围为:15-36v,由于热敏打印机工 作电流比较大,本系统采用双开关电源供电方案,热敏打印机单独使用一个 3a、12v 输出电源, 其它系统使用一个 1a,5v 电源,两个电源通过开关降压方式。开关芯片采用 lm2596。 1.4.2.2 语音输入 语音输入采用通用咪头通过运算放大器后,采用单片机自带的 ad 进行模数转换。 1.4.2.3 语音输出 语音通过 i2s 总线输出,经 da 数模输换,通过功放电路,直接驱动 8 ω、10w 扬声器进行播 出。 1.4.2.4 读卡器 读卡器有两种接口:spi 和 rs485 接口。从成本方面考虑可选用 spi 总线 读卡器,也可直接使用。 1.4.2.5 打印机/扫描枪 打印机和描描枪都是使用 rs232 接口的,这两种器件只能是二选一,故可共用一个接口。打 印口有 led 指示灯输出。 第 5 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 1.4.2.6 按键输入 本机需要两路按键输入,都采用一关量输入方式,按键带有 5v 的 led 单色指示灯。指示灯 亮灭可控。 1.4.2.7 指示灯输出 指示灯采用 5v 开关量输出,红、绿双色,输出可控。 1.5 软件设计方案 1.5.1 软件模块框图 串口数据接收中 断 用户读条码消息 tcp接收服务任务 tcp发送服务任务 写指令接收 发送读卡返回 写卡消息 卡服务任务 (3000) 用户读卡消息/写卡返回状态 (3000) 打印指令接收 纸票打印服务任 发送打印返回 打印输出消息 打印返回 (3001) 务 (3001) socket0-2控制指令 系统设置接收 系统参数服务任 发送服务任务 系统参数读写消息 系统参数读返回 (3002) 务 (3002) 以太网中断接收 socket3-4传输数据 udp接收服务任务 udp发送服务任务 io输出 发送用户按键消 io输出 按建中断 按键消息 (udp3003) 息(udp3005) 实时语音 iis输出服务任 实时语音发送任 语音输入消息 ad采样中断服务 ad采样完成消息 (udp3004) 务 务(udp3004) 图 3 软件模块框图 1.5.2 系统模块说明 系统采用 ucosii 操作系统,共有 9 个任务和 5 个中断。 表 1 系统任务列表 任务名称 优先级 任务介绍 备注 实时语音发送任务 1 将数据发送给指定服务器链接对象 iis 输出任务 2 通过 iis 将声音数据播出 udp 发送任务 3 发送所有用户请求数据包 udp 接收任务 4 接收、分析 udp 数据包,并发送消息 tcp 发送任务 5 发送所有用户 tcp 请求发送的数据 tcp 接收服务任务 6 接收、分析 tcp 数据包,并发送消息 卡服务任务 7 循环读卡,当读到卡数据后即发送读卡消息 纸票打印服务任务 8 响应打印请求消息 条码扫描服务任务 9 循环扫描条码成功后发送用户读条码消息 系统参数设置任务 10 依指命要求修改系统参数 空闲任务 16 空闲时件处理 1.5.3 任务之间通信说明 通信名称 通信方式 通信内容介绍 备注 socket0-2 控制指令消息 消息 接收到的 socket 号及 tcp 数据包的内 容指针 第 6 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 socket3-4 数据传输消息 消息 接收到的 socket 号及 udp 数据包的内 容指针 用户读卡消息 消息 所读卡的卡的卡号数据指针 写卡消息 消息 要写的卡的卡号+密码+内容指针 写卡返回消息 消息 操作是否成功 打印输出消息 消息 要输出的内容或控制指令指针 打印返回 消息 打印操作状态返回 系统参数读写消息 消息 要设置参数地址及数据指针 系统参数读返回消息 消息 参数值 网络语音输入消息 消息 要输出的语音数据指针 ad 采样完成消息 消息 采样好有 ad 数据指针 1.5.4 中断列表 中断名称 中断方式 功能 备注 按键中断 电平触发中断 响应出票及对讲请求 以太网接收完成中断 电平触发中断 网络数据接收完成响应 ad 采样完成中断 事件中断 语音采样完成响应 iis 数据发送完成中断 事件中断 语音输出完成响应 串口数据接收中断 事件中断 接收条码机发送的数据 1.6 流程图 1.6.1 实时语音发送任务 实时语音发送任务用于将采样到的实时语音通过以太网发送到指定链接的服务器。实现语音 的采样频率为 20khz,ad 精度为 8 位,每 30ms 采样 600 次,约 600 个字节,即一个语音包大绝 为 600 字节。1 秒钟要传输 20k 字节,要达到双向正常的语音传输,网络上传或下载速度不能低 于 200kbps 。 入口 初始化硬件 有语音发送请求吗? n y 发送数据 流程图 1 实时语音发送任务 1.6.2 iis 输出任务 iis 输出任务用于输出来自于网络的实时语音,网络语音数据也是按600 字节一包的,每包数 据可播放 30ms 秒,采用消息队列方式,先到先放。其程序流程如流程图 2 所示。 第 7 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 入口 初始化硬件 有iis输出消息吗? n y 播放语音 流程图 2 iis 输出任务 1.6.3 udp 发送任务 udp 发送任务有两个功能,响应用户按键消息和响应ad 采用完成消息。其程序流程如流程 图 3 所示。 入口 硬件初始化 有按键消息吗? y 发送用户按键数据包到 socket5 n 有ad采样完成消息? y 发送网络语音到 socket4 n 等待10ms 流程图 3udp 发送任务 第 8 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 1.6.4 udp 接收服务任务 udp 接收服务任务也有两个功能响应:io 输出和实时语音。由于io 输出比较简单,在此直 接采用函数调用的方式直接输出,而语音输出就采用发送消息方式进行了。其程序流程如流程图 4 所示。 入口 硬件初始化 n 有udp接收消息吗? y 是io输出命令吗? n y io输出 是实时语音输出吗? n y 发送语音输入消息 等待10ms 流程图 4udp 接收服务任务 1.6.5 tcp 发送服务任务 tcp 发送服务任务用于发送所有需通过 tcp 方式发送的数据,tcp 发送的服务器 ip 是事先设 置好的,可通过系统设置来修改,tcp 发送任务通过循环查询方式来响应 4 种数据发送消息,并 通过定好的端口发送给服务器。其程序流程如流程图 5 所示。 第 9 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 入口 有用户读卡消息吗? n y 通过socket0发送 数据 有写卡返回消息吗? n y 通过socket0发送 数据 有用户条码消息吗? n y 通过socket0发送 数据 有打印返回消息吗? n y 通过socket1发送 数据 有读系统参数消息吗? n y 通过socket2发送 数据 等待10ms 流程图 5 tcp 发送服务任务 第 10 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 1.6.6 tcp 接收服务任务 出于通信可靠性考虑,写卡指令、打印及系统参数设置都是通过 tcp 方式实现通信的,tcp 接收服务主要是对这三个指令数据进行解析服务。tcp 中断服务程序接收到tcp 数据包时就将接 收到的数据包通过 tcp 接收消息发送给 tcp 接收服务任务,然后由 tcp 接收服务任务对数据包进 行解析并发出对应的消息。其程序流程如流程图 6 所示。 入口 硬件初始化 n 有tcp接收消息吗? y 是写卡指令吗 n y 发写卡消息 是打印指令吗? n y 发打印输出消息 是系统参数设置吗? n yy 发系统参数读写消息 等待10ms 流程图 6 tcp 接收服务任务 1.6.6.1 设置系统参数 系统参数包括:本机的 ip 地址及配置、socket4-5 的目标 ip。系统参数据采用系统文件的方式 存于 eeprom 当中,其地址分配如表 2 所示。 表 2 系统参数地址分配 第 11 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 本机 ip 本机子网掩码 本机网关 mac 用户按键信号接收 ip 语音对讲对象 ip 系统参数操作只有两个指令:读和写,其数据格式如表 3 所示。 表 3 参数设备指令表 指令 地址 数据长度 功能 数据 备注 (1 字节) (2 字节) (2 字节) 写 0x01 0x0000 n d0… 读 0x02 0x0000 n d0… 1.6.7 卡服务任务 卡服务任务是一个循环读卡过程,程序每隔 250ms 读卡 1 次,在校验密码正确并读卡成功后, 即发送读卡成功消息。 卡服务任务同时还兼顾写卡服务,即收到写卡请求时对指定的卡进行写操作。流程如流程图 7 所示。 流程图 7 卡服务任务 1.6.8 纸票打印服务任务 纸票打印为入口机特有服务任务,当用户按取票按键时,由按键中断服务程序发出用户取票 请示消息,通过网络发送服务任务发送到服务器后,由服务器返回纸标打印指令,打印的内容和 格式都由服务器指定,本任务只是简单地将要打印字符输出到打印机进行打印。即本任务可以理 解成服务器的打印驱动,其打印内容及所有动作由服务器指定。本任务只作为以太网转打印 rs232 用途。其程序流程如流程图 8 所示。 第 12 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 流程图 8 纸票打印服务任务 1.6.9 ad 采样完成中断 ad 采样采用采用 adc +dma 方式,采样周期为 50us,每采样 600 次自动中断一次,将缓冲 区数据打包后发送ad 数据采样完成消息,程序流程如流程图 9 所示。 流程图 9 ad 采样完成中断 1.6.10 按键中断服务 机按键有两个:出票按键和询问按键。按键中断产生后,在中断服务程序内只需将当前的按 键码发给服务器即可。其程序流程如流程图 10 所示。 第 13 页 共 14 页 项目名称:多功能对讲系统 架构设计说明书 流程图 10 按键中断服务 1.6.11 串口接收中断 串口接收中断主要用于接收条码扫描枪的扫描数据,由于不同厂家的扫描枪的通信数据格可 能不同,这部份的程序流程图由编程序人员补充。 2 测试方案 2.1 稳定性 7*24 小时工作测试 2.2 高低温测试 高低范围为-10℃到 55℃; 3 未清晰的问题 1. 对讲时的啸叫可能需要调一下 2. 对讲中断服务软件开发需要软件组支持,时间安排无法确定 第 14 页 共 14 页

  GB T 32610-2016_日常防护型口罩技术规范_高清版_可检索.pdf

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