本发明涉及一种基于VOIP技术的无线对讲距离扩展延伸系统。本发明中的移动台群为若干个手持式对讲机组成的集群；固定台为手持式对讲机群的基站；对讲机通信距离延伸网关，负责语音信号与网络信号之间的转换；本地台为对讲机通信距离延伸网关处的本地对讲机；服务器负责存储、维护通讯组方案，实现对讲机通信距离延伸网关的集中管理，同时负责对讲机通信距离延伸网关之间的语音数据转发，用户采用WEB方式登陆服务器进行工作状态查询与配置信息修改。本发明将对讲机模拟语音转成数字模式进行远距离传输，从而在不增加对讲机发射功率的前提下拓展了应用范围。
1.基于VOIP技术的无线对讲距离扩展延伸系统，包括移动台群、固定台、对讲机通信距离延伸网关、本地台、服务器、VPN网络；移动台群为若干个手持式对讲机组成的集群；固定台为手持式对讲机群的基站；对讲机通信距离延伸网关，负责语音信号与网络信号之间的转换；本地台为对讲机通信距离延伸网关处的本地对讲机，具有DTMF拨号功能，可以对通讯组的方案进行修改设置；服务器负责存储、维护通讯组方案，实现对讲机通信距离延伸网关的集中管理，同时负责对讲机通信距离延伸网关之间的语音数据转发，用户采用WEB方式登陆服务器进行工作状态查询与配置信息修改；对讲机通信距离延伸网关配置有VPN内部地址，可以通过服务器的转发功能进行互相通信，其特征在于：所述的对讲机通信距离延伸网关包括电源电路、以太网接口模块、音频输入输出模块、DTMF拨号模块、USB接口模块、ARM处理模块；
电源电路包括三个二极管D1、D2、D3，一个发光二极管D4，电阻R1、R2、R3、R4，两个电解电容C1、C2，一个瓷片电容C3，一个纽扣电池BAT1，两个接插接P1、P2；接插件P1的1脚接RESET_KEY和按钮S1的一端，按钮S1的另一端接接插件P1的2脚，接插件P1的2脚接地；
RESET_KEY与二极管D1的阳极、电阻R1的一端、电解电容C1的阳极相连，二极管D1的阴极和电阻R1的另一端接VDD33，电解电容C1的阴极接地；VDD33与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接纽扣电池BAT1的阳极和电阻R3的一端，纽扣电池BAT1的阴极接地；电阻R3的另一端接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极接BAT；接插件P2的1脚接VCC5，VCC5接电解电容C2的阳极、瓷片电容C3的一端、发光二极管D4的阳极，电解电容C2的阴极、瓷片电容C3的另一端接地；发光二极管D4的阴极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地；
以太网接口模块包括网络隔离变压器U1，五个瓷片电容C4、C5、C6、C7、C8，五个电阻R5、R6、R7、R8、R9，两个发光二极管D5、D6，一个接插件P3；网络隔离变压器U1的1脚接RXD-和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接网络隔离变压器U1的3脚和RXD+；网络隔离变压器U1的2脚接瓷片电容C5的一端，瓷片电容C5的另一端接地；网络隔离变压器U1的6脚接电阻R5的一端和瓷片电容C6的一端，电阻R5的另一端接TXD-，瓷片电容C6的另一端接网络隔离变压器U1的8脚和电阻R6的一端，电阻R6的另一端接TXD+；网络隔离变压器U1的7脚接瓷片电容C4的一端，瓷片电容C4的另一端接地；网络隔离变压器U1的9脚接接插件P3的1脚；网络隔离变压器U1的10脚接瓷片电容C8的一端，瓷片电容C8的另一端接地；网络隔离变压器U1的11脚、14脚、16脚分别接接插件P3的2脚、3脚、6脚；网络隔离变压器U1的15脚接瓷片电容C7的一端，瓷片电容C7的另一端接地；网络隔离变压器U1的其他脚悬空；VDD33接电阻R8和电阻R9的一端，电阻R8的另一端接发光二极管D6的阳极，发光二极管D6的阴极接nLINKLED；电阻R9的另一端接发光二极管D5的阳极，发光二极管D5的阴极接nLANLED；
音频输入输出模块包括音频芯片U2，一个光耦隔离芯片U3，一个电感L1，六个电解电容C9、C10、C11、C12、C14、C15，一个瓷片电容C13，电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，一个接插件P4，一个专用电话线接口J1，一个DTMF话耙TF1；音频芯片U2的26脚接电解电容C9的阳极，电解电容C9的阴极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接SP，SP接专用电话线接口J1的5脚；音频芯片U2的24脚接电解电容C10的阳极，电解电容C10的阴极接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接专用电话线接口J1的2脚；专用电话线接口J1的1脚接地，专用电话线接口J1的3脚、4脚悬空；音频芯片U2的2脚和4脚相连，音频芯片U2的4脚接电解电容C11的阳极，电解电容C11的阴极接MIC和R12的一端，MIC接DTMF话耙TF1的5脚和
2脚；DTMF话耙TF1的1脚接地，DTMF话耙TF1的3脚和4脚悬空；电阻R12的另一端接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接VDD33和电解电容C14的阳极，电解电容C14的阴极接地；音频芯片U2的28脚接电解电容C12的阳极和瓷片电容C13的一端，电解电容C12的阴极和瓷片电容C13的另一端接地；音频芯片U2的23脚接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接地；音频芯片U2的
29脚接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地；音频芯片U2的21脚接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地；音频芯片U2的20脚接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地；音频芯片U2的1脚、5脚、11脚、27脚接地；音频芯片U2的15脚、14脚、13脚、19脚、18脚、17脚、16脚、12脚分别接L3DATA、L3CLOCK、L3MODE、I2SSDO、I2SSDI、I2SLRCK、I2SSCLK、CDCLK；音频芯片U2的
25脚、7脚、3脚短接后接AVDD33，音频芯片U2的10脚接VDD33；AVDD33接电解电容C15的阳极和电感L1的一端，电解电容C15的阴极接地；电感L1的另一端接VDD33；光耦隔离芯片U3的8脚接VDD33，光耦隔离芯片U3的7脚接GPB0和电阻R20的一端，电阻R20的另一端接地；光耦隔离芯片U3的6脚接VCC5；光耦隔离芯片U3的5脚接电阻R21的一端和PTT，电阻R21的另一端接地；PTT接接插件P4的2脚；接插件P4的4脚接SP，5脚接MIC；接插件P4的1脚接SQL，SQL接光耦隔离芯片U3的1脚，光耦隔离芯片U3的2脚接电阻R18，电阻R18的另一端接地；光耦隔离芯片U3的3脚GPB1；光耦隔离芯片U3的4脚接电阻R19，电阻R19的另一端接地；
DTMF拨号模块包括一个音调译码器U4，九个电阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30，一个晶振X1，两个瓷片电容C16，C17；音调译码器U4的18脚接VCC5和瓷片电容C16的一端，瓷片电容C16的另一端接音调译码器U4的17脚和电阻R28的一端，电阻R28的另一端接音调译码器U4的16脚；音调译码器U4的15脚接电阻R27的一端，电阻R27的另一端接GPB0；音调译码器U4的14脚接电阻R26的一端，电阻R26的另一端接GPB10；音调译码器U4的13脚接电阻R25的一端，电阻R25的另一端接GPB9；音调译码器U4的12脚接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接GPB8；音调译码器U4的11脚接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接GPB7；音调译码器U4的10脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接GPG1；音调译码器U4的5脚、6脚、9脚接地；
音调译码器U4的7脚接晶振X1的一端，晶振X1的另一端接音调译码器U4的8脚；音调译码器U4的4脚和1脚短接；音调译码器U4的3脚接电阻R29的一端，电阻R29的另一端接音调译码器U4的2脚和电阻R30的一端，电阻R30的另一端接瓷片电容C17的另一端接MIC；
USB接口模块包括三个接插件P5、P6、P7，电阻R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40；接插件P5的1脚接VCC5；接插件P5的2脚接电阻R34的一端和电阻R32的一端，电阻R34的另一端接DN0，电阻R32的另一端接地；接插件P5的3脚接电阻R33的一端和电阻R31的一端，电阻R33的另一端接DP0，电阻R31的另一端接地；接插件P5的4脚接地；接插件P6的5脚接VCC5；接插件P6的6脚接电阻R38的一端和电阻R39的一端，电阻R38的另一端接DN1，电阻R39的另一端接地；接插件P6的7脚接电阻R37的一端和电阻R40的一端，电阻R37的另一端接DP1，电阻R40的另一端接地；接插件P6的8脚接地；接插件P7的1脚接电阻R35的一端，电阻R35的另一端接TXD0；接插件P7的2脚接电阻R36的一端，电阻R36的另一端接RXD0；接插件P7的3脚接地；
ARM处理模块包括主控芯片U5，主控芯片U5左边插件U5_L的5脚接L3MODE，主控芯片U5左边插件U5_L的7脚接L3CLOCK，主控芯片U5左边插件U5_L的12脚接L3DATA；主控芯片U5左边插件U5_L的13脚接GPB8；主控芯片U5左边插件U5_L的14脚接GPB1；主控芯片U5左边插件U5_L的15脚接GPB0；主控芯片U5左边插件U5_L的16脚接GPB7；主控芯片U5左边插件U5_L的
19脚接GPB10；主控芯片U5左边插件U5_L的23脚接GPB9；主控芯片U5左边插件U5_L的33脚接CDCLK；主控芯片U5左边插件U5_L的48脚接I2SSCLK；主控芯片U5中间插件U5_CE的3脚接I2SLRCK；主控芯片U5中间插件U5_CE的6脚接I2SSDI；主控芯片U5中间插件U5_CE的10脚接I2SSDO；主控芯片U5中间插件U5_CE的17脚接GPG0；主控芯片U5中间插件U5_CE的20脚接GPG1；主控芯片U5中间插件U5_CE的33脚和34脚接VDD33；主控芯片U5右边插件U5_R的8脚接DP1；主控芯片U5右边插件U5_R的9脚接DN1；主控芯片U5右边插件U5_R的11脚接BAT；主控芯片U5右边插件U5_R的15脚接TXD0；主控芯片U5右边插件U5_R的23脚接nLANLED；主控芯片U5右边插件U5_R的27脚接nLINKLED；主控芯片U5右边插件U5_R的28脚接RXD0；主控芯片U5右边插件U5_R的29脚接TXD+；主控芯片U5右边插件U5_R的33脚接TXD-；主控芯片U5右边插件U5_R的35脚接RXD+；主控芯片U5右边插件U5_R的39脚接RXD-；主控芯片U5右边插件U5_R的
47脚接DP0；主控芯片U5右边插件U5_R的52脚接RESET_KEY；主控芯片U5右边插件U5_R的65脚接DN0；
所述网络隔离器U1采用Hanrun公司的HR601627芯片，音频芯片U2采用 PHILIPS公司的UDA1341TS芯片，光耦隔离芯片U3采用TOSHIBA公司的TLP521-2芯片，音调译码器U4采用MITEL 公司的MT8870芯片，主控ARM模块U5采用杭州海成电子技术有限公司的ARM9S3C2410芯片。
基于VOIP技术的无线对讲距离扩展延伸系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于对短距离对讲机语音信号进行通信范围延伸系统，属于VOIP网络语音传输技术领域，使用该装置可以对对讲机系统的有限通信距离进行扩展延伸，从而在不需额外支付费用的前提下提高对讲机系统的适用性与可扩展性。
背景技术
[0002] 随着我国经济的快速发展，各个行业已广泛而大量地使用对讲机通信。从数量上来说，不论是专业对讲机通信还是公众低功率民用对讲机通信，相对于公众移动通信和整个通信市场而言都是非常微小的。然而，对讲机通信在集群调度、应急通信、即时通信等方面有着独特优势，自从开放民用对讲机市场以后，已经广泛应用于公安、消防、救护、石油化工和民用的建筑施工、物业管理、酒店餐厅、商场、学校等领域。因此，对讲机实际上已成为各个行业重要的无线通信装备，在国民经济和人们生活中具有重要作用和地位。我国为满足社会公众使用对讲机的需求，全面放开了400MHz低功率公众民用对讲机市场。设置和使用低功率公众民用对讲机，免收频率占用费。低功率公众民用对讲机与手机相比，价格便宜，也不产生通话费用，可以方便地实现一对一或一对多通话；与室内无绳电话比较，通话距离更远，一般可达3公里。公众民用对讲机可以使个人通信更自由、通信方式更加丰富，在通信产业快速发展的拉动下，可以获得更加迅猛的发展。如果参照美国市场对讲机和手机销量的比例，可以认为我国对讲机市场的潜力非常巨大。但是随着对讲机使用量的不断增加，一些对讲范围较大的用户无法实现监管范围内的任意通信，人们逐渐希望扩大对讲机的通信距离。通过提高发射功率来通信距离的技术手段，会额外产生频率占用费用，因此严重限制了对讲系统的使用。本发明利用VOIP技术实现了对讲机语音信号在VPN网络中的远距离通信，从而实现了对讲机通信范围的延伸。
发明内容
[0003] 本发明目的在于提供利用VOIP技术扩大对讲机的通信距离，实现对讲机语音信号在VPN网络中的远距离通信，以解决对讲范围较大的用户实现监管范围内的通信问题。
[0004] 基于VOIP技术的无线对讲距离扩展延伸系统主要包括移动台群、固定台、对讲机通信距离延伸网关、本地台、服务器、VPN网络。移动台群为若干个手持式对讲机组成的集群；固定台为手持式对讲机群的基站，具有一定的覆盖范围；对讲机通信距离延伸网关为最主要的设备，负责语音信号与网络信号之间的转换，属于本发明的核心部件；本地台为对讲机通信距离延伸网关处的本地对讲机，具有DTMF拨号功能，可以对通讯组的方案进行修改设置；服务器负责存储、维护通讯组方案，实现对讲机通信距离延伸网关的集中管理，同时负责对讲机通信距离延伸网关之间的语音数据转发，用户可以用WEB方式登陆服务器进行工作状态查询与配置信息修改。对讲机通信距离延伸网关配置有VPN内部地址，可以通过服务器的转发功能进行互相通信。移动台群、固定台、本地台均采用成熟的对讲机类产品，基于VOIP技术的无线对讲距离扩展延伸系统可以包含多达256个对讲机通信距离延伸网关，每个对讲机通信距离延伸网关都连接VPN网络，每个对讲机通信距离延伸网关都连接一个本地台和一个固定台，固定台可以覆盖通信范围内的移动台群。服务器为一台装有标准Linux操作系统的电脑构成，VPN网络为电信等运营商提供的虚拟网络服务。
[0005] 本发明所涉及的对讲机通信距离延伸网关为自主研制的核心部件，主要包括电源电路、以太网接口模块、音频输入输出模块、DTMF拨号模块、USB接口模块、ARM处理模块。
[0006] 电源电路包括三个二极管D1、D2、D3，一个发光二极管D4，电阻R1、R2、R3、R4，两个电解电容C1、C2，一个瓷片电容C3，一个纽扣电池BAT1，两个接插接P1、P2。接插件P1的1脚接RESET_KEY和按钮S1的一端，按钮S1的另一端接接插件P1的2脚，接插件P1的2脚接地。RESET_KEY与二极管D1的阳极、电阻R1的一端、电解电容C1的阳极相连，二极管D1的阴极和电阻R1的另一端接VDD33，电解电容C1的阴极接地。VDD33与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接纽扣电池BAT1的阳极和电阻R3的一端，纽扣电池BAT1的阴极接地。电阻R3的另一端接二极管D3的阳极相连，二极管D3的阴极接BAT。接插件P2的1脚接VCC5，VCC5接电解电容C2的阳极、瓷片电容C3的一端、发光二极管D4的阳极，电解电容C2的阴极、瓷片电容C3的另一端接地。发光二极管D4的阴极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地。
[0007] 以太网接口模块包括网络隔离变压器U1，五个瓷片电容C4、C5、C6、C7、C8，五个电阻R5、R6、R7、R8、R9，两个发光二极管D5、D6，一个接插件P3。网络隔离变压器U1的1脚接RXD-和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接网络隔离变压器U1的3脚和RXD+。网络隔离变压器U1的2脚接瓷片电容C5的一端，瓷片电容C5的另一端接地。网络隔离变压器U1的6脚接电阻R5的一端和瓷片电容C6的一端，电阻R5的另一端接TXD-，瓷片电容C6的另一端接网络隔离变压器U1的8脚和电阻R6的一端，电阻R6的另一端接TXD+。网络隔离变压器U1的7脚接瓷片电容C4的一端，瓷片电容C4的另一端接地。网络隔离变压器U1的9脚接接插件P3的1脚。网络隔离变压器U1的10脚接瓷片电容C8的一端，瓷片电容C8的另一端接地。网络隔离变压器U1的11脚、14脚、16脚分别接接插件P3的2脚、3脚、6脚。网络隔离变压器U1的15脚接瓷片电容C7的一端，瓷片电容C7的另一端接地。网络隔离变压器U1的其他脚悬空。VDD33接电阻R8和电阻R9的一端，电阻R8的另一端接发光二极管D6的阳极，发光二极管D6的阴极接nLINKLED。电阻R9的另一端接发光二极管D5的阳极，发光二极管D5的阴极接nLANLED。
[0008] 音频输入输出模块包括音频芯片U2，一个光耦隔离芯片U3，一个电感L1，六个电解电容C9、C10、C11、C12、C14、C15，一个瓷片电容C13，电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，一个接插件P4，一个专用电话线接口J1，一个DTMF话耙TF1。音频芯片U2的26脚接电解电容C9的阳极，瓷片电容C9的阴极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接SP，SP接专用电话线接口J1的5脚。音频芯片U2的24脚接电解电容C10的阳极，瓷片电容C10的阴极接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接专用电话线接口J1的2脚。专用电话线接口J1的1脚接地，专用电话线接口J1的3脚、4脚悬空。音频芯片U2的2脚和4脚相连，音频芯片U2的4脚接电解电容C11的阳极，电解电容C11的阴极接MIC和R12的一端，MIC接DTMF话耙TF1的5脚和2脚。DTMF话耙TF1的1脚接地，DTMF话耙TF1的3脚和4脚悬空。电阻R12的另一端接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接VDD33和电解电容C14的阳极，电解电容C14的阴极接地。音频芯片U2的28脚接电解电容C12的阳极和瓷片电容C13的一端，电解电容C12的阴极和瓷片电容C13的另一端接地。音频芯片U2的23脚接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接地。音频芯片U2的29脚接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地。音频芯片U2的21脚接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地。音频芯片U2的20脚接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地。
音频芯片U2的1脚、5脚、11脚、27脚接地。音频芯片U2的15脚、14脚、13脚、19脚、18脚、17脚、
16脚、12脚分别接L3DATA、L3CLOCK、L3MODE、I2SSDO、I2SSDI、I2SLRCK、I2SSCLK、CDCLK。音频芯片U2的25脚、7脚、3脚短接后接AVDD33，音频芯片U2的10脚接VDD33。AVDD33接电解电容C15的阳极和电感L1的一端，电解电容C15的阴极接地。电感L1的另一端接VDD33。光耦隔离芯片U3的8脚接VDD33，光耦隔离芯片U3的7脚接GPB0和电阻R20的一端，电阻R20的另一端接地。光耦隔离芯片U3的6脚接VCC5。光耦隔离芯片U3的5脚接电阻R21的一端和PTT，电阻R21的另一端接地。PTT接接插件P4的2脚。接插件P4的4脚接SP，5脚接MIC。接插件P4的1脚接SQL，SQL接光耦隔离芯片U3的1脚，光耦隔离芯片U3的2脚接电阻R18，电阻R18的另一端接地。光耦隔离芯片U3的3脚GPB1。光耦隔离芯片U3的4脚接电阻R19，电阻R19的另一端接地。
[0009] DTMF拨号模块包括一个音调译码器U4，九个电阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30，一个晶振X1，两个瓷片电容C16，C17。音调译码器U4的18脚接VCC5和瓷片电容C16的一端，瓷片电容C16的另一端接音调译码器U4的17脚和电阻R28的一端，电阻R28的另一端接音调译码器U4的16脚。音调译码器U4的15脚接电阻R27的一端，电阻R27的另一端接GPB0。音调译码器U4的14脚接电阻R26的一端，电阻R26的另一端接GPB10。音调译码器U4的13脚接电阻R25的一端，电阻R25的另一端接GPB9。音调译码器U4的12脚接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接GPB8。音调译码器U4的11脚接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接GPB7。音调译码器U4的10脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接GPG1。音调译码器U4的5脚、6脚、9脚接地。音调译码器U4的7脚接晶振X1的一端，晶振X1的另一端接音调译码器U4的8脚。音调译码器U4的4脚和1脚短接。音调译码器U4的3脚接电阻R29的一端，电阻R29的另一端接音调译码器U4的2脚和电阻R30的一端，电阻R30的另一端接瓷片电容C17的另一端接MIC。
[0010] USB接口模块包括三个接插件P5、P6、P7，电阻R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40。接插件P5的1脚接VCC5。接插件P5的2脚接电阻R34的一端和电阻R32的一端，电阻R34的另一端接DN0，电阻R32的另一端接地。接插件P5的3脚接电阻R33的一端和电阻R31的一端，电阻R33的另一端接DP0，电阻R31的另一端接地。接插件P5的4脚接地。接插件P6的5脚接VCC5。接插件P6的6脚接电阻R38的一端和电阻R39的一端，电阻R38的另一端接DN1，电阻R39的另一端接地。接插件P6的7脚接电阻R37的一端和电阻R40的一端，电阻R37的另一端接DP1，电阻R40的另一端接地。接插件P6的8脚接地。接插件P7的1脚接电阻R35的一端，电阻R35的另一端接TXD0。接插件P7的2脚接电阻R36的一端，电阻R36的另一端接RXD0。接插件P7的3脚接地。
[0011] ARM处理模块包括主控芯片U5，主控芯片U5左边插件U5_L的5脚接L3MODE，主控芯片U5左边插件U5_L的7脚接L3CLOCK，主控芯片U5左边插件U5_L的12脚接L3DATA。主控芯片U5左边插件U5_L的13脚接GPB8。主控芯片U5左边插件U5_L的14脚接GPB1。主控芯片U5左边插件U5_L的15脚接GPB0。主控芯片U5左边插件U5_L的16脚接GPB7。主控芯片U5左边插件U5_L的19脚接GPB10。主控芯片U5左边插件U5_L的23脚接GPB9。主控芯片U5左边插件U5_L的33脚接CDCLK。主控芯片U5左边插件U5_L的48脚接I2SSCLK。主控芯片U5中间插件U5_CE的3脚接I2SLRCK。主控芯片U5中间插件U5_CE的6脚接I2SSDI。主控芯片U5中间插件U5_CE的10脚接I2SSDO。主控芯片U5中间插件U5_CE的17脚接GPG0。主控芯片U5中间插件U5_CE的20脚接GPG1。主控芯片U5中间插件U5_CE的33脚和34脚接VDD33。主控芯片U5右边插件U5_R的8脚接DP1。主控芯片U5右边插件U5_R的9脚接DN1。主控芯片U5右边插件U5_R的11脚接BAT。主控芯片U5右边插件U5_R的15脚接TXD0。主控芯片U5右边插件U5_R的23脚接nLANLED。主控芯片U5右边插件U5_R的27脚接nLINKLED。主控芯片U5右边插件U5_R的28脚接RXD0。主控芯片U5右边插件U5_R的29脚接TXD+。主控芯片U5右边插件U5_R的33脚接TXD-。主控芯片U5右边插件U5_R的35脚接RXD+。主控芯片U5右边插件U5_R的39脚接RXD-。主控芯片U5右边插件U5_R的47脚接DP0。主控芯片U5右边插件U5_R的52脚接RESET_KEY。主控芯片U5右边插件U5_R的65脚接DN0。
[0012] 本发明所采用的网络隔离器U1、音频芯片U2、光耦隔离芯片U3、音调译码器U4、主控ARM模块U5均采用现成的芯片，接插件P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7均采用成熟的接插件；网络隔离器U1采用Hanrun公司的HR601627芯片，音频芯片U2采用 PHILIPS公司的UDA1341TS芯片，光耦隔离芯片U3采用TOSHIBA公司的TLP521-2芯片，音调译码器U4采用MITEL 公司的MT8870芯片，主控ARM模块U5采用杭州海成电子技术有限公司的ARM9S3C2410芯片。
[0013] 本发明所述的基于VOIP技术的无线对讲距离扩展延伸系统主要用于对讲机通信距离的扩展延伸，通过自主研制的对讲机通信距离延伸网关将对讲机模拟语音转成数字模式进行远距离传输，从而在不增加对讲机发射功率的前提下拓展了应用范围，可以应用于各种数量规模较大、地域范围较广的对讲机使用单位或部门。
附图说明
[0014] 图1为本发明的系统整体结构图；
[0015] 图2为本发明的对讲机通信距离延伸网关结构示意图；
[0016] 图3为图2中的电源模块结构示意图；
[0017] 图4 为图3中的以太网接口模块结构示意图；
[0018] 图5为图4中的音频输入输出模块结构示意图；
[0019] 图6为图5中的DTMF拨号模块结构示意图；
[0020] 图7为图6中的USB接口模块结构示意图；
[0021] 图8 为图7中的主ARM处理模块结构示意图；
[0022] 图9为对讲机通信距离延伸网关的软件工作流程。
具体实施方式
[0023] 如图1所示，基于VOIP技术的无线对讲距离扩展延伸系统主要包括移动台群、固定台、对讲机通信距离延伸网关、本地台、服务器、VPN网络。移动台群为若干个手持式对讲机组成的集群；固定台为手持式对讲机群的基站，根据固定台的参数设置，具有一定的通信距离，因为可以覆盖一定范围内的移动台；对讲机通信距离延伸网关为最主要的设备，负责语音信号与网络信号之间的转换，属于本发明的核心部件，其硬件结构和工作原理将完整阐述；本地台为对讲机通信距离延伸网关处的本地对讲机，具有DTMF拨号功能，主要用于对通讯组的方案进行修改设置；服务器负责存储、维护通讯组方案，实现对讲机通信距离延伸网关的集中管理，同时负责对讲机通信距离延伸网关之间的语音数据转发，用户可以用WEB方式登陆服务器进行工作状态查询与配置信息修改。对讲机通信距离延伸网关配置有VPN内部地址，可以通过服务器的转发功能进行信息交互和语音通信。移动台群、固定台、本地台均采用成熟的对讲机类产品，目前使用的是KENWOOD/建伍品牌的对讲机类产品。基于VOIP技术的无线对讲距离扩展延伸系统可以包含多达256个对讲机通信距离延伸网关，每个对讲机通信距离延伸网关都连接VPN网络，每个对讲机通信距离延伸网关都连接一个本地台和一个固定台，固定台可以覆盖通信范围内的移动台群。服务器为一台装有标准Linux操作系统的电脑构成，VPN网络为电信等运营商提供的虚拟网络服务。
[0024] 如图2所示，本发明所涉及的对讲机通信距离延伸网关为自主研制的部件，主要包括电源电路1、以太网接口模块2、音频输入输出模块3、DTMF拨号模块4、USB接口模块5、ARM处理模块6。
[0025] 如图3所示，所述的电源电路包括三个普通二极管D1、D2、D3，一个发光二极管D4，电阻R1、R2、R3、R4，两个电解电容C1、C2，一个瓷片电容C3，一个纽扣电池BAT1，两个接插接P1、P2。接插件P1的1脚接RESET_KEY和按钮S1的一端，S1的另一端接接插件P1的2脚，接插件P1的2脚接地。RESET_KEY与二极管D1的阳极、电阻R1的一端、电解电容C1的阳极相连，二极管D1的阴极和电阻R1的另一端接VDD33，电解电容C1的阴极接地。VDD33与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接纽扣电池BAT1的阳极和电阻R3的一端，纽扣电池BAT1的阴极接地。电阻R3的另一端接二极管D3的阳极相连，二极管D3的阴极接BAT。接插件P2的1脚接VCC5，VCC5接电解电容C2的阳极、瓷片电容C3的一端、发光二极管D4的阳极，电解电容C2的阴极、瓷片电容C3的另一端接地。发光二极管D4的阴极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地。电源电路主要为系统提供5V、3.3V电压，外部供电电压为12V，电容C1为10µF，C2为220µF，C3为0.1µF，电阻R1为10KΩ，电阻R2为100Ω，电阻R3为200KΩ，电阻R4为1KΩ。
[0026] 如图4所示，所述的以太网接口模块包括网络隔离变压器U1，5个瓷片电容C4、C5、C6、C7、C8，5个电阻R5、R6、R7、R8、R9，两个发光二极管D5、D6，一个接插件P3。网络隔离变压器U1的1脚接RXD-和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接网络隔离变压器U1的3脚和RXD+。网络隔离变压器U1的2脚接瓷片电容C5的一端，瓷片电容C5的另一端接地。网络隔离变压器U1的6脚接电阻R5的一端和瓷片电容C6的一端，电阻R5的另一端接TXD-，瓷片电容C6的另一端接网络隔离变压器U1的8脚和电阻R6的一端，电阻R6的另一端接TXD+。网络隔离变压器U1的7脚接瓷片电容C4的一端，瓷片电容C4的另一端接地。网络隔离变压器U1的9脚接接插件P3的1脚。网络隔离变压器U1的10脚接瓷片电容C8的一端，瓷片电容C8的另一端接地。网络隔离变压器U1的11脚、14脚、16脚分别接接插件P3的2脚、3脚、6脚。网络隔离变压器U1的15脚接瓷片电容C7的一端，瓷片电容C7的另一端接地。网络隔离变压器U1的其他脚悬空。VDD33接电阻R8和电阻R9的一端，电阻R8的另一端接发光二极管D6的阳极，发光二极管D6的阴极接nLINKLED。电阻R9的另一端接发光二极管D5的阳极，发光二极管D5的阴极接nLANLED。网络隔离器U1采用Hanrun公司的HR601627芯片，主要用于信号电平耦合，可以增强信号使传输距离更远，同时也使芯片端与外部隔离，大大增强抗干扰能力。接插件P3为网络接插件，用于连接VPN网络。电容C4为27nF、C5为27nF、C6为560pF、C7为0.01µF、C8为0.01µF，电阻R5为8.2Ω、R6为8.2Ω、R7为100Ω、R8为470Ω、R9为470Ω。
[0027] 如图5所示，所述的音频输入输出模块包括音频芯片U2，一个光耦隔离芯片U3，一个电感L1，六个电解电容C9、C10、C11、C12、C14、C15，一个瓷片电容C13，电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，一个接插件P4，一个专用电话线接口J1，一个DTMF话耙TF1。音频芯片U2的26脚接电解电容C9的阳极，瓷片电容C9的阴极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接SP，SP接专用电话线接口J1的5脚。音频芯片U2的24脚接电解电容C10的阳极，瓷片电容C10的阴极接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接专用电话线接口J1的2脚。专用电话线接口J1的1脚接地，专用电话线接口J1的3脚、4脚悬空。音频芯片U2的2脚和4脚相连，音频芯片U2的4脚接电解电容C11的阳极，电解电容C11的阴极接MIC和R12的一端，MIC接DTMF话耙TF1的5脚和2脚。DTMF话耙TF1的1脚接地，DTMF话耙TF1的3脚和4脚悬空。电阻R12的另一端接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接VDD33和电解电容C14的阳极，电解电容C14的阴极接地。音频芯片U2的28脚接电解电容C12的阳极和瓷片电容C13的一端，电解电容C12的阴极和瓷片电容C13的另一端接地。音频芯片U2的23脚接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接地。音频芯片U2的29脚接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地。音频芯片U2的21脚接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地。音频芯片U2的20脚接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地。音频芯片U2的1脚、5脚、11脚、27脚接地。音频芯片U2的15脚、14脚、
13脚、19脚、18脚、17脚、16脚、12脚分别接L3DATA、L3CLOCK、L3MODE、I2SSDO、I2SSDI、I2SLRCK、I2SSCLK、CDCLK。音频芯片U2的25脚、7脚、3脚短接后接AVDD33，音频芯片U2的10脚接VDD33。AVDD33接电解电容C15的阳极和电感L1的一端，电解电容C15的阴极接地。电感L1的另一端接VDD33。光耦隔离芯片U3的8脚接VDD33，光耦隔离芯片U3的7脚接GPB0和电阻R20的一端，电阻R20的另一端接地。光耦隔离芯片U3的6脚接VCC5。光耦隔离芯片U3的5脚接电阻R21的一端和PTT，电阻R21的另一端接地。PTT接接插件P4的2脚。接插件P4的4脚接SP，5脚接MIC。接插件P4的1脚接SQL，SQL接光耦隔离芯片U3的1脚，光耦隔离芯片U3的2脚接电阻R18，电阻R18的另一端接地。光耦隔离芯片U3的3脚GPB1。光耦隔离芯片U3的4脚接电阻R19，电阻R19的另一端接地。音频芯片U2采用的是PHILIPS公司的UDA1341TS芯片，实现对音频信号的编解码功能。光耦隔离芯片U3采用的是TOSHIBA公司的TLP521-2芯片，对输入和输出控制线进行光耦隔离。专用电话线接口J1和DTMF话耙TF1用于连接本地台。接插件P4用于连接固定台：SQL为输入控制线，对讲机接收到信号后通知对讲机通信距离延伸网关工作，电平控制，低电平有效；SP为对讲机输出话音，与SQL控制信号一起进行打包发送，即对讲机通信距离延伸网关接收状态；PTT为输出控制线，高电平有效；MIC是话音送对讲机调制信号，PTT有效即为对讲机通信距离延伸网关发送状态。电容C9、C10、C11、C12、C14、C15都为10µF，电容C13为0.1µF，电阻R10、R11为100Ω，R12为4.7KΩ、R13为100Ω、R14、R15、R16、R17为10KΩ，R18、R19为470Ω，R20、R21为10KΩ。
[0028] 如图6所示，所述的DTMF拨号模块包括一个音调译码器U4，九个电阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30，一个晶振X1，两个瓷片电容C16，C17。音调译码器U4的18脚接VCC5和瓷片电容C16的一端，瓷片电容C16的另一端接音调译码器U4的17脚和电阻R28的一端，电阻R28的另一端接音调译码器U4的16脚。音调译码器U4的15脚接电阻R27的一端，电阻R27的另一端接GPB0。音调译码器U4的14脚接电阻R26的一端，电阻R26的另一端接GPB10。音调译码器U4的13脚接电阻R25的一端，电阻R25的另一端接GPB9。音调译码器U4的12脚接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接GPB8。音调译码器U4的11脚接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接GPB7。音调译码器U4的10脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接GPG1。音调译码器U4的5脚、6脚、9脚接地。音调译码器U4的7脚接晶振X1的一端，晶振X1的另一端接音调译码器U4的8脚。音调译码器U4的4脚和1脚短接。音调译码器U4的3脚接电阻R29的一端，电阻R29的另一端接音调译码器U4的2脚和电阻R30的一端，电阻R30的另一端接瓷片电容C17的另一端接MIC。音调译码器U4采用MITEL 公司的MT8870芯片，DTMF信号通过电容及电阻耦合到芯片的第2脚，7脚、8脚之间接的晶振作用为分频产生芯片内部所需的DTMF信号双音对中的各单音比较信号。15脚是DTMF信号检测输出，当接收到双音多频信号时，输出高电平。11脚至14脚是DTMF信号的二进制代码的输出数据通道。芯片的10脚为数据允许输出端，允许芯片接收到的DTMF二进制代码从11 14脚输出，高电平有效。DTMF拨号模块主要用于对通信~组配置的操作，当接收到本地台的DTMF语音后，将根据DTMF的解码进行通讯组归并为其它通讯组或进行拆分通讯组操作，例如拨号“*88#”实现全网联通，所有通讯组归并为一个通讯组；拨号“*00#”实现全网拆线，恢复到原始状态。电阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28为
1KΩ，R29、R30为100KΩ。电容C16为0.1µF，电容C17为0.1µF。
[0029] 如图7所示，所述的USB接口模块包括三个接插件P5、P6、P7，电阻R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40。接插件P5的1脚接VCC5。接插件P5的2脚接电阻R34的一端和电阻R32的一端，电阻R34的另一端接DN0，电阻R32的另一端接地。接插件P5的3脚接电阻R33的一端和电阻R31的一端，电阻R33的另一端接DP0，电阻R31的另一端接地。接插件P5的4脚接地。接插件P6的5脚接VCC5。接插件P6的6脚接电阻R38的一端和电阻R39的一端，电阻R38的另一端接DN1，电阻R39的另一端接地。接插件P6的7脚接电阻R37的一端和电阻R40的一端，电阻R37的另一端接DP1，电阻R40的另一端接地。接插件P6的8脚接地。接插件P7的1脚接电阻R35的一端，电阻R35的另一端接TXD0。接插件P7的2脚接电阻R36的一端，电阻R36的另一端接RXD0。接插件P7的3脚接地。接插件P5、P6为USB接口，主要用于对ARM处理模块进行程序下载，接插件P7为RS-232C串行接口，主要用于程序的调试。电阻R31、R32为15KΩ，电阻R33、R34为22Ω，电阻R35、R36为1KΩ，电阻R37、R38为22Ω，电阻R39、R40为15KΩ。
[0030] 如图8所示，所述的ARM处理模块包括主控芯片U5，主控芯片U5左边插件U5_L的5脚接L3MODE，主控芯片U5左边插件U5_L的7脚接L3CLOCK，主控芯片U5左边插件U5_L的12脚接L3DATA。主控芯片U5左边插件U5_L的13脚接GPB8。主控芯片U5左边插件U5_L的14脚接GPB1。主控芯片U5左边插件U5_L的15脚接GPB0。主控芯片U5左边插件U5_L的16脚接GPB7。主控芯片U5左边插件U5_L的19脚接GPB10。主控芯片U5左边插件U5_L的23脚接GPB9。主控芯片U5左边插件U5_L的33脚接CDCLK。主控芯片U5左边插件U5_L的48脚接I2SSCLK。主控芯片U5中间插件U5_CE的3脚接I2SLRCK。主控芯片U5中间插件U5_CE的6脚接I2SSDI。主控芯片U5中间插件U5_CE的10脚接I2SSDO。主控芯片U5中间插件U5_CE的17脚接GPG0。主控芯片U5中间插件U5_CE的20脚接GPG1。主控芯片U5中间插件U5_CE的33脚和34脚接VDD33。主控芯片U5右边插件U5_R的8脚接DP1。主控芯片U5右边插件U5_R的9脚接DN1。主控芯片U5右边插件U5_R的11脚接BAT。主控芯片U5右边插件U5_R的15脚接TXD0。主控芯片U5右边插件U5_R的23脚接nLANLED。主控芯片U5右边插件U5_R的27脚接nLINKLED。主控芯片U5右边插件U5_R的28脚接RXD0。主控芯片U5右边插件U5_R的29脚接TXD+。主控芯片U5右边插件U5_R的33脚接TXD-。主控芯片U5右边插件U5_R的35脚接RXD+。主控芯片U5右边插件U5_R的39脚接RXD-。主控芯片U5右边插件U5_R的47脚接DP0。主控芯片U5右边插件U5_R的52脚接RESET_KEY。主控芯片U5右边插件U5_R的65脚接DN0。主控ARM模块U5采用杭州海成电子技术有限公司的DM2410C处理器模块。对讲机通信距离延伸网关需要完成对语音数据的处理，通过ARM配置语音芯片负责对语音信号进行采样。
[0031] 对讲机通信距离延伸网关的软件工作流程如图9所示。对讲机通信距离延伸网关维护一条与服务器之间的TCP链接，发送心跳消息维护在线信息，实现服务器对对讲机通信距离延伸网关的配置等管理，并对服务器的设置进行回应。对讲机通信距离延伸网关同时也维护一个UDP数据线程用于语音通信，当有UDP数据到达时则进行语音接收，同时使用该线程向服务器端传输语音数据。对讲机是单工通信，即在收听时不发射，发射时不接收。对讲机通信距离延伸网关的工作状态只有收与发二种，但为了与对讲机相配合，收与发不能同时工作，即在接收输入信号处接收状态时，不再出现其他对讲机通信距离延伸网关进入要求发送的状态。反之，只发送不接收，即对讲机通信距离延伸网关向对讲机输出信号时，对讲机或干扰信号从输入端进入信号均被屏敞。
[0032] 本发明所述的基于VOIP技术的无线对讲距离扩展延伸系统主要用于对讲机通信距离的扩展延伸，目前已经成功应用于杭州港口航道管理局下属的钱塘江监管中心。作为一种对讲机系统的补充升级技术，本发明可以更多地应用于各种数量规模较大、地域范围较广的对讲机使用单位或部门。
