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摘 要

在经济与科技迅速发展的今天，生活水平不断提高。科技的不断进步，让人们的生活有了质的飞跃。对生活而言，人们开始对智能设备有了更多的定义与期待。追求智能生活用品，希望通过设备的智能化，方便化来改善人的日常需求。

本文首先对基于WIFI的语音通讯系统设计的方案进行阐述，然后根据所制定的方案设计了系统硬件电路，硬件模块有主控模块、WIFI模块、音频通信模块。在Arduino IDE软件上编写程序，并烧写到ESP32-Audio-kit实验板上，对WIFI模块进行配置，与另一块ESP32-A1S无线模块配对，通过音频模块IIS接口外接MIC和耳机解析音频信息，进行播放通讯实现对话功能。最后对各个模块进行编译、仿真后，通过串口将配置程序下载到Ai-Thinker芯片进行硬件调试。

本设计实现表现，基于WIFI的语音通讯可以通过音频组件的播放，实现双方的语音交互功能。而不需用SIM卡借助第三方电商提供服务模拟出电话功能。

关键词 Arduino IDE 音频通讯 ESP32-A1S IIS接口

Title Design of voice communication system based

on WIFI

Abstract

Today, with the rapid development of economy and technology, the standard of living is constantly improving. The continuous advancement of science and technology has made people"s lives have a qualitative leap. For life, people began to have more definitions and expectations for smart devices. Pursuing smart daily necessities, we hope to improve people"s daily needs through the intelligentization and convenience of equipment.

This paper first expounds the scheme of WIFI-based voice communication system design, and then designs the system hardware circuit according to the proposed scheme. The hardware module has single-chip module, WIFI module and audio communication module. On the Arduino IDE platform, the program is written in C language, and the command is sent and received on the MCU. The AT transceiver is used to debug the WIFI module. The WIFI module is configured as a hotspot server, paired with another ESP32-A1S module, and the audio information is parsed through the audio module’s Iis interface. Through IIS interface of audio module which is conneted with mic and earphone to parse audio information, playing the communication to realize dialogue function. Finally, after compiling and simulating each module, the configuration program is downloaded to the Ai-Thinker chip for hardware debugging through the debug interface.

The design realizes performance, and the WIFI-based voice communication can realize the voice interaction function of both parties through the playing of the audio component. Instead of using a SIM card, a third-party e-commerce service is provided to simulate the phone function.

Keywords Arduino IDE WIFI voice communication system Iis interface

目 录

第一章绪论 7

1.1 课题背景及意义 7

1.2 国内无线通讯发展现况 8

1.3 论文主要内容 9

1.4 内容安排 9

第二章基于WIFI语音通讯系统方案 10

2.1 设计要求 11

2.2 方案比较 11

2.2.1 传输技术选择 11

2.2.2 通信方式 12

2.3 设计安排 12

第三章系统硬件电路设计 14

3.1 模块设计 14

3.2 主控电路板 14

3.3 NS4150功率放大电路 16

3.4 WIFI模块 18

3.5 音频模块 19

3.5.1 IIS接口 19

3.5.2 MIC语音采集电路设计 20

3.6 按键电路 22

第四章软件设计 23

4.1 主程序设计 23

4.2 串口程序设计 23

4.3 音频采集设计 25

第五章研究与测试 27

5.1 开发环境 27

5.2 调试 28

5.2.1 调试 28

5.2.2 串口调试 28

5.3 实物展示 30

致谢 31

参考文献 32

附录A 原理图 34

附录B 部分程序 37

第一章绪论

本论文中提到的通信系统是一种可以完成信息传播的技术方法的总称。现如今，通信系统的发展十分迅速。主要方式无线通信系统和无线通信系统。前者是通过电磁波可以在空间上自由传播，后者引导媒体的传输理论来实现。

本设计采用无线通讯，功能类似于日常生活中的手提电话通讯方式。通话双方必须同时对话是现如今电话通信的主要特点。这种特点本质上就是要在一个极短的时间内为通话的双方临时架构一个通道，这种通道在保证传输功能的基础上，也要有交换功能。这种系统的组成包括了用户线路，交换中心，干线，局间中继线。电话通信网的交换设备用的是电路交换方式。这种方式是由两部分组成，一是控制部分，二是交换网络。设计电话通信系统时候，主要考核两方面。一方面是判断通话质量，另一方面是服务等级。

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