[发明专利]基于ZigBee协议的短距离无线语音通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线语音通信技术领域，尤其是涉及一种基于ZigBee协议的短距离无线语音通信方法。

背景技术

无线语音通信技术已经有很多年的发展历史了，从450MHz的对讲机到家用2.4GHz数字无绳电话再到手机，无线语音通信无处不在，近年来WiFi无线语音通信(VoIP)、模拟语音通信、微波语音通迅、卫星语音通信等通信技术发展迅速，并且各有特点。以下就上述几种主要无线通信技术的特点作以简要说明：

首先，就对讲机而言，其具有频率低、功率大、半双工通信等特点，因而在一对一和一对多的定向专项通信中，具有建立通信迅速的特点。

数字无绳电话工作频率为2.4GHz，为家庭子母机电话设计的短距离通信方式，需要一个主机和一个子机，通信时一对一建立话路通道，功耗较小但不是微功耗通信设备，使用范围仅限于家庭内部使用，话音清晰、占用带宽宽。

手机使用最频繁，其工作范围最大(可以移动漫游)、工作原理复杂、建立联络困难，但使用已有的网络进行通信不能点对点建立连接，需要向运营商付费。

WiFi语音通信需要有VoIP的支持，是一种无线Internet网上的一种无线通信方式，功耗大、工作原理复杂，并且话音质量由于受到网络状况的不同也存在相应差异。

而模拟语音通信和微波通信方式，则具有语音音质好、功耗大且加密差的特点。

卫星通信方式由于需要卫星支持，因而需要付费、运营成本高，但是其工作状态不受网络和天气的影响。

综上所述，以上几种语音通信方式，各有优点且各自有其对应的应用场景；同时，上述各无线通信方式也都存在着成本高、功耗大、组网不灵活、加密差等缺点。

现有的以微处理器和射频收发器为核心，并辅以外围滤波、放大电路等实现的语音通信系统，在环境比较恶劣，温度、噪声和电磁等因素随时变化的情况下，具有实时性差、灵敏度小、延迟大等缺陷。另外，现有语音通信技术功耗都比较大，其通话功耗大多都超过0.5W。

无线网络中的各网络节点要进行相互的数据交流，就要有相应的无线网络协议(包括MAC层、路由、网络层、应用层等)，传统的无线协议很难适应低花费、低能量、高容错性等要求，这种情况下，ZigBee协议应运而生。ZigBee的基础是IEEE 802.15，但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此ZigBee联盟扩展了IEEE，对其网络层协议和API进行了标准化。ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线网络技术，其主要用于近距离无线连接，有自己的协议标准，在数千个微小的装置之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。ZigBee网络在2.4GHz频段有16个信道，能够提供250Kbps的传输速率，目前被视为替代有线监测和控制领域最有前景的技术之一。

综上，ZigBee是一个由多到65000个无线数传模块组成的无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个ZigBee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个ZigBee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。通常，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用ZigBee技术做无线传输：需要数据采集或监控的网点多；要求传输的数据量不大，而要求设备成本低；要求数据传输可性高，安全性高；设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；电池供电；地形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖；现有移动网络的覆盖盲区；使用现存移动网络进行低数据量传输的系统。

但是ZigBee技术是为小容量数据业务设计的无线通信技术，ZigBee技术为包传输方式不能进行语音通信，并且现有ZigBee技术的带宽小、延时大且网络数据稳定性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于ZigBee协议的短距离无线语音通信方法，其所用设备结构简单、组网灵活、移动轻便、使用范围小、成本低且功耗低，能实现短距离集群网内一点对多点广播以及点对点呼叫的低功耗移动语音通信功能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于ZigBee协议的短距离无线语音通信方法，其特征在于该方法包括以下步骤：