摘 要：用户能够可靠地进行业务的同时解放双手，具有更好的便利性，是对讲系统的一个难题，文章研究一种基于RFID的智能语音对讲系统，该系统终端可固定在身体某部位，具有通过耳麦播放和采集语音等目前语音对讲系统不具有的功能及特点。主要通过语音信号的强弱自动发送语音数据，并且支持3个终端同时发送语音数据。
关键词：RFID；自动检测；跳频；混音
引言
在日常生活、工作中，我们经常会使用到对讲机，但是传统的对讲机系统在功能上、使用便利性上存在一些不足，导致在一些场合下存在着使用不便的问题；例如传统对讲机在同一时间段只能有一个终端具有控制权，进行语音输出，无法实现多方同时通话。
1 关键技术特点
1.1 RFID技术
RFID的工作原理是：标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（即Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（即Active Tag，有源标签或主动标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。而在该系统中基站为阅读器，终端担任的就是标签的角色。
1.2 语音自动触发
终端不间断的对音频输入进行测量，当音量值达到一定的值时，就触发语音信号的传输任务，相应的估值算法如下，音量值计算：db=20*lg（x/2^15），其中x表示样点幅度值，db表示分贝值。对于16位，波形纵轴表示幅值，正负号代表电压，表征音量大小。0表示无声。
通过一段时间内平均音量值来判断当前音频数据是否为有效的音频数据。这样就可以实现由这段时间语音的平均音量大小来控制是否开始有效的音频传输。
1.3 混音
对于混音算法，有以下几种方式：（1）直接加和；（2）加和后再除以混音通道数，防止溢出；（3）加和并箝位，如有溢出就设最大值；（4）饱和处理，接近最大值时进行扭曲；（5）其他混音算法；其中最简单的没有爆破音的混音算法就是加和后再除以混音通道数，防止溢出，及将各个音频数据以每个采样点为基础进行平均得到的数据为目标数据。这种混音的好处就是计算简单，便于理解，不会出现爆破音，缺点就是如果音频源比较多的时候，则会导致每个音频源混音后的音量都比较低，不容易被听清。
2 基于RFID的对讲系统组成
2.1 系统组成及各部分功能
本系统在硬件上主要由基站和终端两部分组成。其中，基站为该系统主控部分，其重要功能有：定时发送射频数据，该数据包含以下几项内容：
（1）信道状态、当前数据的编号及收到该数据后所要请求的每个信道对应的终端编号。
（2）混音后的音频数据；对收集到终端数据进行混音处理；因为运行多个终端同时上传音频数据，所以就要对收集上来的音频数据进行混音操作，因便于每个终端都能听到所有发送的语音数据。
终端为该系统的表现部分，其重要功能有：
（1）采集音频数据。
（2）根据需要发送采集到的音频数据。
（3）播放从射频发送过来的音频数据。
2.2 基站组成及工作原理
2.2.1 基站组成
基站由MCU和射频两部分组成，其中射频负责发送和接收数据的功能；MCU负责处理数据。其中射频分为发送射频和接收射频两部分。发送射频用于发送请求射频和音频数据。而接收射频则用于接收从终端发送过来的数据，因为允许多个终端同时发送射频数据，所以增加接收射频的数量，并用不同的信道进行区分，这就会增加系统的容量。
2.2.2 基站工作流程
基站在本系统中为核心数据收发及处理的核心部分基站的工作流程简述如下：
（1）发送请求音频数据指令。
（2）等待各个接收射频接收到数据或者接收超时。
（3）如果接收到某个信道的数据，则保存数据到相应的缓冲区，如果接收数据超时则清空相应的缓冲区。如果收到断开某个信道的数据，则清空该信道上得所有数据。
（4）如果所有的接收射频都已经接收到数据或者超时，则将所有数据进行混音。
（5）将混音后的数据和请求下次音频数据的指令打包发送出去。
2.3 终端部分工作原理
终端工作流程说明：
（1）判断当前采集到音频数据，是否为噪声，如果是噪声则跳转到3。
（2）如果当前状态为IDLE状态，设置状态为WAIT_CONNECT，跳转到5执行。
（3）如果当前状态为IDLE状态，则跳转到5执行，如果噪声时间没有达到最大，跳转到5执行。
（4）如果状态为WAIT_CONNECT，则设置状态为IDLE，如果状态为CONNECT，设置状态为WAIT_DISCONNECT。
（5）判断是否接收到数据数据，是则跳转到6执行，否则跳转到1。
（6）保存收到音频数据到待播放缓冲区。
4 结束语
该系统在终端上采用自动判断音频数据强度，从而实现了自动数据传送和终止，避免因为需要传送语音而不得不手动启动数据的传送。此处的改进可以解放我们手臂，从而提高工作效率。
采用先进的混音算法，使新加入的音频源音量最大，并且随着时间增长，使该音频源的音量平缓的过度到与其他声音音量相同的状态。
该系统设计为多语音源输入，可以提高语音通信的效率，从而提高我们的工作效率。
参考文献
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