基于DSP技术的语音监控系统的软件设计与实现

论文摘要

随着数字通信的发展,语音编码技术被运用在越来越多的领域。早期模拟语音信号的存储占用了较大的数据空间,也不利于系统的升级和扩展。本论文对原有的模拟监控设备进行了数字化改造,从而减少了语音数据所占用的空间,降低了系统的硬件成本,同时更便于数字化设备的升级和改造,因而具有重要的实用价值。本论文的主要工作是在研究算法的基础上,将语音监控系统在DSP上进行了软件实现,并在文章的最后提出了系统的升级方案。首先,本论文研究了软件设计所需的两种算法——语音信号的压缩算法G.723.1以及双音多频信号的解码算法Goertzel,从算法的原理、结构等方面作了详细的介绍。继而,阐述了系统的硬件平台TMS320C5509 DSP,其中包括DSP的选型方法、A/D芯片的使用和控制方式,多通道缓存串口McBSP的使用等,并介绍了系统的软件编译环境CCS和编程语言。之后,本论文较为详细地论述了系统各个功能模块的软件实现方法,其中包括A/D控制字的编写、语音压缩编码处理、监控码的识别以及链接命令文件.cmd的编写等。同时,本论文对重点程序进行了调试和相关的测试,详细介绍了调试的工具和重点程序模块的调试方法。经过调试和测试,各个模块的软件均运行正常,可以达到预想的使用效果。最后,针对本系统的应用特点,本论文提出了系统的升级方案,包括传输和存储两个方面的升级措施,并介绍了各自的特点,分析了其可行性,为今后系统的升级奠定了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 语音编码与DSP的研究现状
• 1.2.1 语音编码
• 1.2.2 数字信号处理器DSP
• 1.3 研究背景与意义
• 1.4 论文完成的主要工作
• 第二章 系统的软件理论基础
• 2.1 双音多频解码算法——Goertzel算法
• 2.1.1 双音多频信号（DTMF）信号简介
• 2.1.2 双音多频信号的检测原理
• 2.1.3 Goertzel算法
• 2.2 语音压缩编码算法——G.723.1 算法
• 2.2.1 G.723.1 算法概述
• 2.2.2 G.723.1 编码算法
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统的硬件平台及软件环境
• 3.1 系统硬件平台
• 3.1.1 硬件总体设计方案
• 3.1.2 DSP选型
• 3.1.3 多通道缓存串口McBSP的使用
• 3.1.4 DMA的使用
• 3.1.5 A/D芯片选型和使用
• 3.2 系统的软件环境及编程语言的选择
• 3.2.1 软件开发环境CCS简介
• 3.2.2 编程语言的选择
• 3.3 本章小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 主函数
• 4.2 初始化函数
• 4.2.1 DSP初始化
• 4.2.2 AD初始化
• 4.3 双音多频解码算法
• 4.3.1 双音多频解码检测的程序流程图
• 4.3.2 双音多频解码程序的参数设置
• 4.4 语音压缩编码算法
• 4.5 软串口
• 4.5.1 软串口实现方式的比较
• 4.5.2 软串口的具体实现方式
• 4.5.3 软串口的程序流程图
• 4.6 中断向量表
• 4.6.1 DSP的中断处理过程
• 4.6.2 中断寄存器的设置
• 4.6.3 中断向量表的实现
• 4.7 链接命令文件.cmd
• 4.7.1 链接命令文件.cmd文件的功能和格式
• 4.7.2 链接命令文件.cmd文件的实现
• 4.8 本章小结
• 第五章 系统调试、测试及优化
• 5.1 系统仿真和调试
• 5.1.1 系统调试的工具和方法
• 5.1.2 调试技巧
• 5.2 系统测试
• 5.2.1 双音多频信号的解码测试
• 5.2.2 语音压缩编码程序的测试
• 5.2.3 串口程序的测试
• 5.3 系统优化
• 5.4 本章小结
• 第六章 系统升级方案
• 6.1 系统升级方案
• 6.1.1 改进传输方案——采用USB
• 6.1.2 改进存储方案——采用SD卡
• 6.2 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢