一种基于AT89S52的可视电子听诊器的研制（优秀范文五篇）

第一篇：一种基于AT89S52的可视电子听诊器的研制

一种基于AT89S52的可视电子听诊器的研制

时间：2009-08-17 09:42:12 来源：电子技术应用 作者：

一种以AT89S52单片机为核心，利用驻极体式声音传感器实现的心音数据采集系统，利用图形液晶模块实现显示的新型可视电子听诊器。介绍了电子听诊器的 系统结构图，给出了硬件电路原理和软件流程。该系统在进行常规心脏听诊的同时可通过液晶显示屏直观地显示心率和心音波形。

心音是能反映 心脏正常或者病理的音响，它是由于心脏搏动过程中各瓣膜的开闭以及心肌和血液运动所产生的震动形成的。心音听诊是诊断心脏疾病的重要依据。传统的方法是采 用听诊器听诊心音，诊断的依据主要是医师的经验。这种方法比较简单，但由于人耳对声音的感知是声强与频率的综合效应，因而有些病理特性难以捕捉，且准确性 较差。设计一种新的电子听诊器对听诊音进行定量、准确的分析很有必要。目前，国内电子听诊器产品的价格和功能与国外相比还存在较大差距，多数只是将心音采 集后放大，虽然在一定程度上改良了听诊器，但是还不能很好地反映心音波形。本文研制的可视听诊器实现了这一功能。它集听诊和心电信号监测功能于一体，可以 实时记录并显示心率及心音图，使诊断更准确，且便于医学教学。同时具有可存储、实时显示、简单易用、成本低、体积小等优点。本文对该可视听诊器的结构及工 作原理作了较详细的介绍。1 硬件设计

可视听诊器的系统结构图如图1所示。该可视听诊器由采集处理和波形显示二部分组成，具体由声音传感器、信号调理采样电路和键盘显示电路组成。

1.3 信号采样

心音频率f在20Hz～600Hz之间，根据香农（Shannon）采样定理，只要采样的频率高于或等于原来频率的2倍，就可以完整地重现原波形，因此选择的A/D转换器的转换速率应在1 200Hz以上，故设计中选用了串行A/D转换器TLC0831。

信号采样电路的工作原理：把调理电路的模拟输出信号用A/D转换器变成数字量后，再由单片机送到液晶显示屏显示。1.4 键盘显示 本系统选用了精电蓬远的QH12864T点阵式液晶显示(LCD)模块。该模块由控制器T6963C、列驱动器T6A39、行驱动器T6A40及与外部设备的接口等部分组成，它既能显示字符（中文和西文字符），又能显示图形，还能够将字符与图形混合显示。

LCD与单片机的接口方法分为直接访问方式和间接控制方式。直接访问方式是把液晶模块作为存储器接在CPU的数据线、地址线和控制线上，同时把它的数据总 线接在89S52的P0口上，片选以及寄存器选择信号线由P2口提供，读写操作由单片机的读写操作信号控制。这种方式是以访问存储器的方式来访问液晶显示 模块。间接控制方式不使用单片机的数据系统，而是利用它的I/O口来实现与显示模块的通信，即将液晶显示模块的数据线与单片机的P0口连接作为数据总线，另外3根时序控制信号线通常利用89S52的P3口中未被使用的I/O口来控制。这种访问方式不占用CPU的存储器空间，它的接口电路与时序无关，其时序 完全靠软件编程实现。间接控制方式的速度较直接访问方式快，所以本设计中采用的是间接控制方式，具体连接如图3所示。

一个正常人的心音图如图4所示，其中s1是第1心音，s2是第2心音；Systole代表心脏收缩期，Diastole代表心脏舒张期。

经过信号调理电路后的心音变成如图5所示的波形。3 系统软件设计

系统选用的LCD是在图形工作方式下，通过建立坐标系，利用位操作实现对心音波形的逼真显示。下面详细介绍液晶显示屏绘图编程的算法和波形连续显示。

3.1 绘图编程的算法

系统选用的是128×64点阵式图形液晶显示模块。要绘制心音波形只要根据A/D转换来的数据在液晶显示器的对应位置上绘点显示。首先在液晶平面上建立如图6所示的显示坐标系。

图中画出了液晶显示器在图形工作方式下液晶平面的每一处所对应的显示缓冲区地址情况，数据为十六进制，并建立以左下角为坐标原点的坐标系。这样坐标(X，Y)的值都为正值，简化了算法。其中X表示1～128个点，Y表示各个点所对应的幅值。由于A/D采样的数值为0~255，而LCD的行取值为 0～63，所以把幅值缩小一定的倍数，即Y=D/B，D为A/D采集的数字量，B为该数缩小的倍数。由图可以看出幅值Y加1，显示缓冲区地址K就减少 10H，从而得到缓冲区地址的表达式：K=X/8-10H*Y＋0BF0H。而缓冲区地址字节中对应X除以8的余数的位就正好是要绘点的位置。只要利用位 操作命令对它置位就可实现绘点。3.2 波形显示

把采集的数据存放在RAM中，RAM共存了8KB波形数据。而液晶显示器1次只能显示128个点，因此可以通过改变在RAM中读数间隔来控制波形的横向显示，即每显示完1个数据，RAM地址加N，通过改变N的大小来拉开或回缩信号波形，以便于观察。

如果相邻2个点的幅值稍有不同，2个点的距离就会分开，造成显示不连续，影响视觉效果。因而怎样使波形显示连续，是显示信号波形中一个很重要的问题。本系 统中对这一问题的解决方法：在LCD上每显示完1个点后，判断它与前1个点的幅值差距，即Y值值差，若大于8，就要在2点之间插入若干点(X值不变，只变 Y值)，使2点连续起来，然后再进行下1个点的显示。利用这种方法，可很好地实现心音波形的显示。波形显示程序流程图如图7所示。结束语

本文介绍的可视听诊器能实时显示心率和心音波形，并能进行波形拉伸、变换和回放，形象直观、操作方便，适合向临床教学和医疗领域推广应用。

第二篇：电子听诊器设计初步方案

电子听诊器初步方案

系统电路主要可分为以下几个模块：电子听诊器探头、信号调理电路(包括初级放大模块、滤波模块、主放大模块)、功率放大模块。

本电子听诊器制作所需的材料为：1/4 英寸直径的超小型驻极体话筒（1个）、普通听诊头（一个）、1~2 英寸橡皮管（一根）、屏蔽电缆（两根）、集成运算放大器芯片 μA741（3片）、470pf电容（1个）、470uf电容（两个）、10uf电容（1个）、0.047uf电容（1个）、0.022uf电容（1个）、2.2k电阻（两个）、22k电阻（1个）、68k电阻（2个）、22k电阻（1个）、11k电阻（1个）、10k电阻（3个）、1M电阻（1个）、680k(可变电阻器一个)、直插式音频功率放大器LM386(1片)、扬声器（1）个、焊锡若干、洞洞板若干、9v电池若干、排针若干、芯片座（4个）；

把心音(振动)转换成电信号的装置就是心音传感器，一般用听诊器检测心音。本系统使用的是自制的基于听诊头和驻极体电容的心音传感器。

心音的频率较低(20-600Hz)，在人耳所能听到的声音范围的低频段，因此我们选用话筒(也就是麦克风)作为声音传感器。设计中选用驻极体话筒。

驻极体话筒高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。

驻极体话筒与电路的接法有两种，分为两端式和三端式，两端式话筒的灵敏度比较高，但动态范围比较小，目前市售的驻极体话筒大多是这种方式连接，在 本传感器中采用二端输出方式。不管是源极输出或漏极输出，驻极体话筒必须提供直流电压才能工作，因为它内部装有场效应管。

拾音头的制作

拾音器 MIC 的制作，可在医用器材商店购买廉价的老式听诊器振膜头，在振膜耳把上套上 1~2 英寸长的橡皮管，另一头挤压入一只 1/4 英寸直径的超小型驻极体话筒，话筒的两根导线用屏蔽电缆接到电路中的 MIC 处，由于话筒封装在胶管中，因此对心音的灵敏度是比较高的，对外界的声音几乎无反映。

心音模拟电路的设计

模拟部分包括前置放大、低通滤波、主放大、功率放大电路。心音传感器用自己制作的传感器，由听诊器探头，导管和驻极体话筒组成。

初级放大电路

信号的初级放大采用的是集成运算放大器。它是一种高放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合多级放大电路，具有两个输入端，一个输出端。可对直流信号和交流信号进行放大。

我们使用的是一款集成运算放大器芯片 μA741。

μA741 构成的心音前置放大电路。

SENSOR 是驻极体电容式传声器

为了使电子听诊器外形小巧，便于携带，在本次设计中的理想运算放大器采用 9V 电池供电。+9V电源经过10K限流电阻和470PF去耦电容给驻极体传声器供电，为避免电路中直流噪声的影响，同时为耦合拾音头产生的交流小信号以便传送给后面的运算放大器进行电压放大，须在电路中串联473PF的电容。

该电路的放大倍数Av为：Av=-R5/R6

滤波电路

本设计中仍采用集成运放 μA741 构成低通滤波器构成合适的滤波电路。

压控电压源二阶滤波电路的特点是：运算放大器为同相接法，滤波器的输入 阻抗很高，输出阻抗很低，滤波器相当于一个电压源。其优点是：电路性能稳定，增益容易调节。本次设计采用压控电压源二阶滤波电路

主放大模块

经过滤波处理后，我们得到的心音信号己经比较纯正，但信号的大小还是不 能满足功放的要求，所以有必要对滤波后的心音信号再进行放大处理。那么为什 么不在初级放大的时候多放大一些，直接满足功放的要求呢？原因就是在滤波后 进行信号的主放大处理，不会把一些干扰噪声也同时放大，提高信号的信噪比。所以在滤波模块后我们又设置了主放大模块。所用芯片依然为 μA741，其特性前

面已介绍，此处不再赘述。

功率放大模块

心音电子听诊系统其中一个非常重要的功能就是实现对心音的听诊，帮助医生诊断病情。然而心音信号经过主放大模块后，电压幅值己经达到 AD 转换器的要求了，但它尚不能驱动扬声器发声。必须对信号进行功率放大，才能实现听诊功能。

在这里我们使用 NS 公司生产的 LM386 作为集成功放电路。

LM386 是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。LM386 是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386 的封装形式有塑封 8 引线双列直插式和贴片式。本文选择的为前者。

电路中470uf的电容C1是一个隔直电容，因为 LM386 的输入信号中不可以有直流分量，所以这个电容是必须的；可变电阻 680K 是用来调节音量的。

单片机：AT89S52

单片机心音频率f在20Hz～600Hz之间，根据香农（Shannon）采样定理，只要采样的频率高于或等于原来频率的2倍，就可以完整地重现原波形，因此选择的A/D转换器的转换速率应在1 200Hz以上，故设计中选用了串行A/D转换器TLC0831。信号采样电路的工作原理：把调理电路的模拟输出信号用A/D转换器变成数字量后，再由单片机送到液晶显示屏显示。

本系统选用了精电蓬远的QH12864T点阵式液晶显示(LCD)模块。该模块由控制器T6963C、列驱动器T6A39、行驱动器T6A40及与外部设备的接口等部分组成，它既能显示字符（中文和西文字符），又能显示图形，还能够将字符与图形混合显示。

LCD与单片机的接口方法分为直接访问方式和间接控制方式。直接访问方式是把液晶模块作为存储器接在CPU的数据线、地址线和控制线上，同时把它的数据总 线接在89S52的P0口上，片选以及寄存器选择信号线由P2口提供，读写操作由单片机的读写操作信号控制。这种方式是以访问存储器的方式来访问液晶显示 模块。间接控制方式不使用单片机的数据系统，而是利用它的I/O口来实现与显示模块的通信，即将液晶显示模块的数据线与单片机的P0口连接作为数据总线，另外3根时序控制信号线通常利用89S52的P3口中未被使用的I/O口来控制。这种访问方式不占用CPU的存储器空间，它的接口电路与时序无关，其时序 完全靠软件编程实现。间接控制方式的速度较直接访问方式快，所以本设计中采用的是间接控制方式。

系统选用的LCD是在图形工作方式下，通过建立坐标系，利用位操作实现对心音波形的逼真显示。下面详细介绍液晶显示屏绘图编程的算法和波形连续显示。

系统选用的是128×64点阵式图形液晶显示模块。要绘制心音波形只要根据A/D转换来的数据在液晶显示器的对应位置上绘点显示。首先在液晶平面上建立如图6所示的显示坐标系。

图中画出了液晶显示器在图形工作方式下液晶平面的每一处所对应的显示缓冲区地址情况，数据为十六进制，并建立以左下角为坐标原点的坐标系。这样坐标(X，Y)的值都为正值，简化了算法。其中X表示1～128个点，Y表示各个点所对应的幅值。由于A/D采样的数值为0~255，而LCD的行取值为 0～63，所以把幅值缩小一定的倍数，即Y=D/B，D为A/D采集的数字量，B为该数缩小的倍数。由图可以看出幅值Y加1，显示缓冲区地址K就减少 10H，从而得到缓冲区地址的表达式：K=X/8-10H*Y＋0BF0H。而缓冲区地址字节中对应X除以8的余数的位就正好是要绘点的位置。只要利用位 操作命令对它置位就可实现绘点。

把采集的数据存放在RAM中，RAM共存了8KB波形数据。而液晶显示器1次只能显示128个点，因此可以通过改变在RAM中读数间隔来控制波形的横向显示，即每显示完1个数据，RAM地址加N，通过改变N的大小来拉开或回缩信号波形，以便于观察。

如果相邻2个点的幅值稍有不同，2个点的距离就会分开，造成显示不连续，影响视觉效果。因而怎样使波形显示连续，是显示信号波形中一个很重要的问题。本系统中对这一问题的解决方法：在LCD上每显示完1个点后，判断它与前1个点的幅值差距，即Y值值差，若大于8，就要在2点之间插入若干点(X值不变，只变 Y值)，使2点连续起来，然后再进行下1个点的显示。利用这种方法，可很好地实现心音波形的显示。

第三篇：一种可视对讲系统之门口机(DOC)专题

说明书摘要

本实用新型涉及可视对讲系统的技术领域，公开了一种可视对讲系统之门口机，包括外壳、内设于外壳中的印刷电路板、设于外壳上的按键和显示屏以及连接在印刷电路板上的USB摄像头，印刷电路板上设有微处理器，该微处理器连接有Z-WAVE收发电路和宽带电力调制解调电路，于宽带电力调制解调电路另一端连接有耦合信号处理电路，显示屏通过显示电路板与微处理器相连接，该微处理器还连接有门禁控制器，该门禁控制器连接有读卡头，本实用新型增加了Z-WAVE无线收发电路，使门口机能方便的连接各类Z-WAVE标准的智能安防模块，使门口机成为智慧安防周界的智能主机，极大的扩展了门口机的功能。

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摘要附图

143键位电路板按键2U142电源插头显示电路板显示屏U门禁控制器读卡头41电源电路麦克风同步动态随机存储器微处理器扩音器8KPM69SUSB摄像头T闪存宽带电力调制解调电路Z-WAVE收发电路7耦合信号处理电路印刷电路板5100005 2010.2

权利要求书

1.一种可视对讲系统之门口机，包括外壳、内设于外壳中的印刷电路板、设于外壳上的按键和显示屏以及连接在印刷电路板上的USB摄像头，其特征在于：所述印刷电路板上设有微处理器，该微处理器用于采集、处理、传输并控制门口机之各电气单元，该微处理器连接有Z-WAVE收发电路和宽带电力调制解调电路，该Z-WAVE收发电路用于接收、处理并传输控制信号，该宽带电力调制解调电路用于传输高频数据和话音信号，于宽带电力调制解调电路另一端连接有耦合信号处理电路，该耦合信号处理电路用于传输数字音频信号以及各类通信控制命令，所述显示屏通过显示电路板与微处理器相连接，该微处理器还连接有门禁控制器，该门禁控制器连接有读卡头。

2.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之门口机，其特征在于：所述外壳由底板以及扣合于底板上的面板组成，所述按键突设于面板上，该按键下方对应设有键位电路板，该键位电路板连接在印刷电路板上，所述读卡头设于面板上。

3.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之门口机，其特征在于：所述Z-WAVE收发电路、宽带电力调制解调电路以及宽带电力调制解调电路分别设于印刷电路板上。

4.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之门口机，其特征在于：所述USB摄像头通过USB接口连接在印刷电路板上，连接在该印刷电路板上的微处理器还连接有麦克风和扩音器，该麦克风用于接收并传输语音信号，该扩音器用于接收并播放语音信号。

5.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之门口机，其特征在于：所述微处理器还连接有同步动态随机存储器，该同步动态存储器用于临时存放数据。

6.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之门口机，其特征在于：所述微处理器还连接有闪存，该闪存用于保存设置信息。

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说明书

一种可视对讲系统之门口机

技术领域

本实用新型涉及可视对讲系统的技术领域，特指一种宽带电力载波及Z-WAVE的可视对讲系统之门口机。背景技术

可视对讲系统是一套现代化的小区住宅服务措施，提供访客与住户之间双向可视通话，达到图像、语音双重识别从而增加安全可靠性，同时，节省大量的时间，提高了工作效率。可视对讲系统主要有室内机、门口机、围墙机、管理机等组成。

门口机是可视对讲系统的关键设备，除了可视呼叫住户的基本功能外还具备呼叫管理中心的功能，回铃音提示、按键音提示、呼叫提示、红外辅助光源、夜间辅助键盘背光、ID卡读取等功能。

传统的可视对讲产品系统基于总线方式，它只解决了音视频切换选通控制，而未涉及对模拟音频视频信号的处理，导致音视频信道数少（某一住户通话信道就被其占有），门口机、室内机、及管理中心三方通话或两方通话时其它分机均出现功能自锁现象；无论控制信号还是音频信号传输距离都较短。而随着小区规模的不断扩大，只能分为几个片区独立管理，无法实现真正意义上的大连网；布线负责，难以升级或增加其他功能；且具有抗干扰能力差、长距离音视频质量变差、系统不稳定等问题。受传送距离的限制，需解码器、隔离区、联网切换器、放大器等层间设备，且系统布线工程量大。另外，它还要用到视频线、信号线等多根线材，各个独立网络陷入了不能与其他网络兼容的境地，对于多期开发的项目需要多个机房。

现在流行的数字化可视对讲系统是基于以太网一类的电信网为通信载体，即TCP/IP数字对讲系统。TCP/IP协议即纯数字协议，其可将音、视频及所有控制信息均通过一根网线传输，克服了模拟传输带来的弊端，单信道占用现象基本杜绝、联网功能强大，布线也相对简单，不受距离限制，因此那些多期开发的项目就不需要多个机房，只需要一个。门口机、室内机、家庭信息控制器等都相当于一台小型电脑，其内置高性能CPU和DSP芯片，强大的信息处理能力即为可视对讲系统提供了强大的功能，100002 2010.2

说明书

还能实现多媒体信息发送、广播、报警、智能家居、IP可视电话、VOD点播、视频监控以及各种增值服务等功能若接入INTERNET，便可在远端对任何一台门口机、室内机进行配置、监控、远程升级、远程抄表等功能，非常方便小区或社区进行统一安防管理，能充分满足用户的各种需求。但该系统缺点是仍就涉及到专门布以太网线一类的专用通信线路，这对新建小区问题不大，但对于老旧小区的信息化管理改造仍将带来繁重的布线施工成本以及后期线路维护的工作量。发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种可视对讲系统之门口机，该门口机增加了Z-WAVE无线收发电路，使门口机能方便的连接各类Z-WAVE标准的智能安防模块，使门口机成为智慧安防周界的智能主机，极大的扩展了门口机的功能。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种可视对讲系统之门口机，包括外壳、内设于外壳中的印刷电路板、设于外壳上的按键和显示屏以及连接在印刷电路板上的USB摄像头，所述印刷电路板上设有微处理器，该微处理器用于采集、处理、传输并控制门口机之各电气单元，该微处理器连接有Z-WAVE收发电路和宽带电力调制解调电路，该Z-WAVE收发电路用于接收、处理并传输控制信号，该宽带电力调制解调电路用于传输高频数据和话音信号，于宽带电力调制解调电路另一端连接有耦合信号处理电路，该耦合信号处理电路用于传输数字音频信号以及各类通信控制命令，所述显示屏通过显示电路板与微处理器相连接，该微处理器还连接有门禁控制器，该门禁控制器连接有读卡头。

所述外壳由底板以及扣合于底板上的面板组成，所述按键突设于面板上，该按键下方对应设有键位电路板，该键位电路板连接在印刷电路板上，所述读卡头设于面板上。

所述Z-WAVE收发电路、宽带电力调制解调电路以及宽带电力调制解调电路分别设于印刷电路板上。

所述USB摄像头通过USB接口连接在印刷电路板上，连接在该印刷电路板上的微100002 2010.2

说明书

处理器还连接有麦克风和扩音器，该麦克风用于接收并传输语音信号，该扩音器用于接收并播放语音信号。

所述微处理器还连接有同步动态随机存储器，该同步动态存储器用于临时存放数据。

所述微处理器还连接有闪存，该闪存用于保存设置信息。

本实用新型的有益效果在于：其增加了Z-WAVE无线收发电路，通过Z-WAVE收发电路、宽带电力调制解调电路以及宽带电力调制解调电路相配合，使门口机能方便的连接各类Z-WAVE标准的智能安防模块，使门口机成为智慧安防周界的智能主机，极大的扩展了门口机的功能。附图说明

图1 是本实用新型的结构框图。具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型关于一种可视对讲系统之门口机，包括外壳、内设于外壳中的印刷电路板

1、设于外壳上的按键2和显示屏U1以及连接在印刷电路板1上的USB摄像头M，其中，外壳由底板以及扣合于底板上的面板组成，按键2突设于面板上，该按键2下方对应设有键位电路板3，该键位电路板3连接在印刷电路板1上。

如图1所示，印刷电路板1上设有微处理器4，该微处理器4用于采集、处理、传输并控制门口机之各电气单元，该微处理器4连接有Z-WAVE收发电路5和宽带电力调制解调电路6，该Z-WAVE收发电路5用于接收、处理并传输控制信号，该宽带电力调制解调电路6用于传输高频数据和话音信号，于宽带电力调制解调电路6另一端连接有耦合信号处理电路7，该耦合信号处理电路7用于传输数字音频信号以及各类通信控制命令，显示屏U1通过显示电路板U与微处理器4相连接，该微处理器4还连接有门禁控制器8，该门禁控制器8连接有读卡头9，该读卡头9设于面板上，该读卡头9用于读取ID/IC卡上的信息数据并形成信号向微处理器4传输。

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说明书

其中，Z-WAVE收发电路

5、宽带电力调制解调电路6以及宽带电力调制解调电路6分别设于印刷电路板1上。

如图1所示，USB摄像头M通过USB接口连接在印刷电路板1上，连接在该印刷电路板1上的微处理器4还连接有麦克风K和扩音器P，该麦克风K用于接收并传输语音信号，该扩音器P用于接收并播放语音信号。

如图1所示，微处理器4还连接有同步动态随机存储器S，该同步动态存储器用于临时存放数据，此外，微处理器4还连接有闪存T，该闪存T用于存放嵌入式系统程序；同步动态随机存储器S在控制器中作为嵌入式系统，控制器把闪存T里的程序调到同步动态随机存储器S中运行。

另，本实用新型所揭示的一种可视对讲系统之门口机，其微处理器4还连接有电源电路41，该电源电路41连接一电源插头42。

门口机向室内机/家庭信息控制器视频对讲的时候，用户对照显示屏U1按对应的按键2接通需要通话的住户单元，对方摘机后，门口机内部的麦克风K电路将模拟语音信号送给微处理器4进行语音压缩编码，USB摄像头M将数字视频源码送到微处理器4进行图像压缩编码，微处理器4将压缩后的语音编码数据和图像编码数据按照一定的格式进行通信帧的封装后，通过宽带电力调制解调电路6发送到电力线上，相应的住户单元室内机/家庭信息控制器通过耦合信号处理电路7接收到该通信帧数据后，进行帧数据拆包，并通过内部的微处理器4对压缩语音编码数据和压缩图像编码数据进行解码，然后把相应的语音数据送给扩音器P，视频数据送给显示电路板U之电路；与此同时，室内机/家庭信息控制器的语音视频数据通过同样的流程发送给门口机，只是方向与上面的相反。

门口机的Z-WAVE收发电路5可以接收来自附近的Z-WAVE周界、巡更设备，当有某Z-WAVE设备向门口机发送信息后，门口机通过宽带电力调制解调电路6将该信息发送给中控管理电脑进行处理，反之，中控管理电脑可以将Z-WAVE周界、巡更的控制/设置数据通过电力线发送给门口机，门口机再通过Z-WAVE收发电路5转发给相应的Z-WAVE周界、巡更设备。

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说明书

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定，故在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本实用新型申请专利的保护范围内。

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说明书附图

143键位电路板按键2U142电源插头显示电路板显示屏U门禁控制器读卡头41电源电路麦克风同步动态随机存储器微处理器扩音器8KPM69SUSB摄像头T闪存宽带电力调制解调电路Z-WAVE收发电路7耦合信号处理电路印刷电路板5图1 100003 2010.2

第四篇：一种可视对讲系统之室内机剖析

说明书摘要

本实用新型涉及可视对讲系统的技术领域，公开了一种可视对讲系统之室内机，包括外壳、设于外壳内的印刷电路板以及设于外壳上的按键和显示屏，该微处理器连接有Z-WAVE收发电路和宽带电力调制解调电路，于宽带电力调制解调电路另一端连接有耦合信号处理电路，该耦合信号处理电路用于传输数字音频信号以及各类通信控制命令，该微处理器还连接有麦克风和扩音器，本实用新型增加了Z-WAVE无线收发电路，使室内机能方便的连接各类Z-WAVE标准的智能家居模块，使室内机成为智能家居的智能主机，极大的扩展了室内机的功能。

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摘要附图

1632按键62电源插头键位电路板61电源电路显示电路板显示屏U麦克风同步动态随机存储器微处理器扩音器U145K8耦合信号处理电路PQ闪存USB摄像头宽带电力调制解调电路9S安防检测电路印刷电路板Z-WAVE收发电路7100005 2010.2

权利要求书

1.一种可视对讲系统之室内机，包括外壳、设于外壳内的印刷电路板以及设于外壳上的按键和显示屏，其特征在于：所述印刷电路板上设有微处理器，该微处理器用于采集、处理并传输控制各电气单元，该微处理器连接有Z-WAVE收发电路和宽带电力调制解调电路，该Z-WAVE收发电路用于接收、处理并传输控制信号，该宽带电力调制解调电路用于传输高频数据和话音信号，于宽带电力调制解调电路另一端连接有耦合信号处理电路，该耦合信号处理电路用于传输数字音频信号以及各类通信控制命令，该微处理器还连接有麦克风和扩音器，该麦克风用于采集语音信息并传输到微处理器，该扩音器用于接收并播放语音信息。

2.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之室内机，其特征在于：所述外壳由底板以及扣合于底板上的面板组成，所述显示屏通过一显示电路板与印刷电路板相连接，所述按键突设于面板上，该按键下方对应设有键位电路板，该键位电路板连接在印刷电路板上，所述麦克风和扩音器均分别设于面板上。

3.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之室内机，其特征在于：所述Z-WAVE收发电路、宽带电力调制解调电路以及宽带电力调制解调电路分别设于印刷电路板上，该印刷电路板还通过USB接口与一USB摄像头相连接。

4.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之室内机，其特征在于：所述微处理器还连接有同步动态随机存储器，该同步动态存储器用于临时存放数据。

5.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之室内机，其特征在于：所述微处理器还连接有闪存，该闪存用于保存设置信息。

6.根据权利要求1所述的一种可视对讲系统之室内机，其特征在于：所述微处理器还设连接有安防检测电路，该安防检测电路设于印刷电路板上。

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说明书

一种可视对讲系统之室内机

技术领域

本实用新型涉及可视对讲系统的技术领域，特指一种基于宽带电力载波及Z-WAVE的可视对讲系统之室内机。背景技术

可视对讲系统是一套现代化的小区住宅服务措施，提供访客与住户之间双向可视通话，达到图像、语音双重识别从而增加安全可靠性，同时节省大量的时间，提高了工作效率。可视对讲系统主要有室内机、门口机、围墙机、管理机等组成。室内机是可视对讲系统的关键设备，除了与门口机、围墙机、中心控制机进行可视对讲外，还能与其他室内机进行视频通话，支持家庭防盗报警、信息发布等功能。

传统的可视对讲产品系统基于总线方式，它只解决了音视频切换选通控制，而未涉及对模拟音频视频信号的处理，导致音视频信道数少（某一住户通话信道就被其占有），门口机、室内机、及管理中心三方通话或两方通话时其它分机均出现功能自锁现象；无论控制信号还是音频信号传输距离都较短。而随着小区规模的不断扩大，只能分为几个片区独立管理，无法实现真正意义上的连网；布线负责，难以升级或增加其他功能；且具有抗干扰能力差、长距离音视频质量变差、系统不稳定等问题。受传送距离的限制，需解码器、隔离区、联网切换器、放大器等层间设备，且系统布线工程量大。另外，它还要用到视频线、信号线等多根线材，各个独立网络陷入了不能与其他网络兼容的境地，对于多期开发的项目需要多个机房。

现在流行的数字化可视对讲系统是基于以太网一类的电信网为通信载体，即TCP/IP数字对讲系统。TCP/IP协议即纯数字协议，其可将音、视频及所有控制信息均通过一根网线传输，克服了模拟传输带来的弊端，单信道占用现象基本杜绝、联网功能强大，布线也相对简单，不受距离限制，因此那些多期开发的项目就不需要多个机房，只需要一个。门口机、室内机、家庭信息控制器等都相当于一台小型电脑，其内置高性能CPU和DSP芯片，强大的信息处理能力即为可视对讲系统提供了强大的功能，还能实现多媒体信息发送、广播、报警、智能家居、IP可视电话、VOD点播、视频监100002 2010.2

说明书

控以及各种增值服务等功能若接入INTERNET，便可在远端对任何一台门口机、室内机进行配置、监控、远程升级、远程抄表等功能，非常方便小区或社区进行统一安防管理，能充分满足用户的各种需求。发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种可视对讲系统之室内机，该室内机增加了Z-WAVE无线收发电路，使室内机能方便的连接各类Z-WAVE标准的智能家居模块，使室内机成为智能家居的智能主机，极大的扩展了室内机的功能。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种可视对讲系统之室内机，包括外壳、设于外壳内的印刷电路板以及设于外壳上的按键和显示屏，所述印刷电路板上设有微处理器，该微处理器用于采集、处理并传输控制各电气单元，该微处理器连接有Z-WAVE收发电路和宽带电力调制解调电路，该Z-WAVE收发电路用于接收、处理并传输控制信号，该宽带电力调制解调电路用于传输高频数据和话音信号，于宽带电力调制解调电路另一端连接有耦合信号处理电路，该耦合信号处理电路用于传输数字音频信号以及各类通信控制命令，该微处理器还连接有麦克风和扩音器，该麦克风用于采集语音信息并传输到微处理器，该扩音器用于接收并播放语音信息。

所述外壳由底板以及扣合于底板上的面板组成，所述显示屏通过一显示电路板与印刷电路板相连接，所述按键突设于面板上，该按键下方对应设有键位电路板，该键位电路板连接在印刷电路板上，所述麦克风和扩音器均分别设于面板上。

所述Z-WAVE收发电路、宽带电力调制解调电路以及宽带电力调制解调电路分别设于印刷电路板上，该印刷电路板还通过USB接口与一USB摄像头相连接。

所述微处理器还连接有同步动态随机存储器，该同步动态存储器用于临时存放数据。

所述微处理器还连接有闪存，该闪存用于保存设置信息。

所述微处理器还设连接有安防检测电路，该安防检测电路设于印刷电路板上。

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说明书

本实用新型的有益效果在于：其增加了Z-WAVE无线收发电路，通过Z-WAVE收发电路、宽带电力调制解调电路以及宽带电力调制解调电路相配合，使室内机能方便的连接各类Z-WAVE标准的智能家居模块，使室内机成为智能家居的智能主机，极大的扩展了室内机的功能。附图说明

图1 是本实用新型的结构框图。具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型关于一种可视对讲系统之室内机，包括外壳、设于外壳内的印刷电路板1以及设于外壳上的按键2和显示屏U1，外壳由底板以及扣合于底板上的面板组成，按键2突设于面板上，该按键2下方对应设有键位电路板3，该键位电路板3连接在印刷电路板1上，其中，显示屏U1通过一显示电路板U与印刷电路板相连接。

如图1所示，印刷电路板1上设有微处理器6，该微处理器6用于采集、处理并传输控制各电气单元，该微处理器6连接有Z-WAVE收发电路7和宽带电力调制解调电路8，该Z-WAVE收发电路7用于接收、处理并传输控制信号，该宽带电力调制解调电路8用于传输高频数据和话音信号，于宽带电力调制解调电路8另一端连接有耦合信号处理电路9，该耦合信号处理电路9用于传输数字音频信号以及各类通信控制命令，该微处理器6还连接有麦克风4和扩音器5，该麦克风4用于采集语音信息并传输到微处理器6，该扩音器5用于接收并播放语音信息。

如图1所示，其中，Z-WAVE收发电路

7、宽带电力调制解调电路8以及宽带电力调制解调电路8分别设于印刷电路板1上，该印刷电路板1还通过USB接口与一USB摄像头K相连接。

如图1所示，微处理器6还连接有同步动态随机存储器P，该同步动态存储器用于临时存放数据，此外，微处理器6还连接有闪存Q，该闪存Q用于存放嵌入式系统100002 2010.2

说明书

程序；同步动态随机存储器P在控制器中作为嵌入式系统，控制器把闪存Q里的程序调到同步动态随机存储器P中运行。

如图1所示，微处理器6还设连接有安防检测电路S，该安防检测电路S设于印刷电路板1上，该安防检测电路S为一设有各类安防传感器之接口的电路。

另，本实用新型所揭示的一种可视对讲系统之门口机，其微处理器6还连接有电源电路61，该电源电路61连接一电源插头62。

门口机向室内机/家庭信息控制器视频对讲的时候，用户对照显示屏U1按对应的按键接通需要通话的住户单元，对方摘机后，门口机内部的麦克风4电路将模拟语音信号送给微处理器6进行语音压缩编码，USB摄像头K将数字视频源码送到微处理器6进行图像压缩编码，微处理器6将压缩后的语音编码数据和图像编码数据按照一定的格式进行通信帧的封装后，通过宽带电力调制解调电路8发送到电力线上，相应的住户单元室内机/家庭信息控制器通过耦合信号处理电路9接收到该通信帧数据后，进行帧数据拆包，并通过内部的微处理器6对压缩语音编码数据和压缩图像编码数据进行解码，然后把相应的语音数据送给扩音器5，视频数据送给显示电路板U之电路上；与此同时，室内机/家庭信息控制器的语音视频数据通过同样的流程发送给门口机，只是方向与上面的相反。

室内机的Z-WAVE收发电路7可以接收附近的Z-WAVE安防/智能家居设备，当有某个Z-WAVE设备被触发想室内机发送信息后，室内机通过电路载波线路将该信息发送给中控管理电脑进行处理，反之，中控管理电脑可以将Z-WAVE安防/智能家居设备通过电力线发送给室内机，室内机再通过Z-WAVE收发电路7转发给相应的Z-WAVE安防/智能家居设备。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定，故在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本实用新型申请专利的保护范围内。

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说明书附图

1632按键62电源插头键位电路板61电源电路显示电路板显示屏U麦克风同步动态随机存储器微处理器扩音器U145K8耦合信号处理电路PQ闪存USB摄像头宽带电力调制解调电路9S安防检测电路印刷电路板Z-WAVE收发电路7图1 100003 2010.2

第五篇：一种中小学生“电子书包”实施方案

一种中小学生“电子书包”实施方案

江西省电化教育馆

唐旭

330046

摘要：随着信息化技术的进步，教育信息化已经进入到一个飞速发展的阶段，教育信息化的春天已经到来。“班班通”工程实施后，如何深度应用信息技术促进教育发展，使信息技术与教育教学有机结合，提高教学质量和效益？“电子书包”将是很好的切入点和动力源，将使数字教育教学资源从课堂走向学生个体，极大改变学生的学习方式和教师的教学方式，实现“教育无处不在，学习随时随地”。本文探讨了在国家尚无财力给每个学生免费配发“电子书包”且电子产品在学生手中极易沦为游戏机的情况下，一种较为可行的实施“电子书包”项目的方案。

关键词：信息化

电子书包

方案

随着信息化技术的进步，中小学生用的“电子书包”(electronic school-bag)渐行渐近。在国家尚无财力为每个学生免费配发电子书包，家长自费购置电子书包又担心机器沦为游戏机的情况下，如何尽快推进电子书包项目，这里提出一个较为可行的方案供大家指正。

电子书包(electronic school-bag)不是简单地将书装进电脑，而是新的教育理念和教学模式加新技术的应用，是数字教育教学资源从课堂走向学生个体的有效载体，是促进教学模式转型的利器。

目前普遍认为电子书包的应用包含四个方面：第一是学习终端选择，也就是学生学习用的“电脑终端”，它既是一个具有读写功能的书包，又是一个移动的即时交流工具。第二是与终端相连的网络服务平台。这是一个庞大的、基础性的工程，它提供学生学习的数字资源和管理平台，同时也是教师和学生之间、学生和专家之间、学生和学生之间的交流平台。第三是丰富的教育教学资源，即要有大量的优质教育教学资源提供给学生，实现优质教育资源的共享，并有一支优秀的课程资源建设的队伍，对不同教师、学校提供的教育资源进行甄别和选择，确保网络服务平台上的资源都是优质的。第四是数字出版业的跟进。有一些教育资源可以无偿提供给学生使用，但也有一些则需要采取购买的方式获得，数字出版业将随着信息化时代的深入发展而起到越来越关键的作用。

数字出版是发展的方向，但牵涉到出版部门的切身利益，对提供正版化的中小学电子课本态度不是很积极，本方案拟将“电子书包”定位为一种辅助教学工具，暂不替代纸质课本，主要用于辅助教育教学资源的学习，减少纸质练习册及辅导材料的使用，循序渐进，不突然改变学生原来的学习习惯。

电子书包的最大意义，不是取代传统教学工具，而是改变既有的教学和学习生态。过去教师很难逐一了解学生的学习进度和理解能力，但透过电脑记录与分析学生学习历程，教师可以进行个别化教学，达到“因材施教”的境界。有不少学生在课堂上会因为害羞或面子问题，不会明确表达自己的学习问题和困难，长期积累下来会造成学习进度落差，如改用电子书包，教师则可以透过电子书包进行私下交谈，了解学习情况，进行个别指导；学生把当日课堂教学过程下载到电子书包，回家反复练习，隔天上课时就能赶上教学进度。

一、方案特点

该项目的核心原理是利用加密技术，让学生的电子书包只能运行教师推送软件，防止电子书包沦落为游戏机。

本项目采用成熟的技术平台进行软件加密改造，资源通过教室的无线网络直接推送给学生终端，学生终端经过专门的编码固化，只能运行通过教师机推送的软件。

本“电子书包”方案可以解决计算机辅助教学过程中一直困扰教育界的两大难题：家长不放心、学生怕加负。

1)家长不放心：计算机是学生进行学习的一个有力帮手，但利用不好也会成为影响孩子学习的一个重要因素，许多家长给小孩购置了电脑后并不敢放心让小孩使用，怕小孩上网玩游戏影响学习，往往是一锁了之。“电子书包”中所下载的教育教学资源是经过教师审核的与学习相关的各类资源，其他没有经过认证的软件均不能在“电子书包”中运行，家长可以对这台电脑彻底放心。2)学生怕加负：由于缺乏“电子书包”这样的有效载体，以前的计算机辅助教学过程中家庭与学校是完全割裂的两个部分。老师已经给学生布置的不少的家庭作业，家长给小孩准备的辅导软件势必成为学生一个新的负担，学生的抵触是难免的，这也是教育软件难以在家庭普及的关键。“电子书包”中的有关教育教学资源都是教师上课中需要用到的，学生利用这些资源可以在“电子书包”中轻松完成布置的作业，当然是喜欢有加。

二、技术实现

该实施方案充分利用现有的技术条件及已建成的国家及各省教育教学资源中心资源，与电信运营商充分合作，以最小的成本及投入实施“电子书包”项目。

1）电子书包载体：利用一台低成本便携式的小型笔记本电脑或平板电脑（不超过1000克）作为“电子书包”载体，学生可以将此电脑在学校与家庭之间方便携带。

2）发布平台：各级资源中心的资源按照课程分类后提供给教师下载，下载的资源在老师中进行加密编码。通过布设在学校教室的无线网络与教师笔记本电脑组成一个小型的电子教室系统，通过专用电子教室软件组成一个实用的网络教学环境，并从教师电脑中下载课程需要的相关教学辅助软件及作业。

在家中学生利用下载软件进行课程预习及复习，可完成教师布置的作业，家长也可以利用下载的软件对学生进行辅导。第二天上课时学生作业完成情况可以通过网络及时上传给教师电脑进行批改。学校有关通知等相关信息也可通过“电子书包”带回家里，做到学校与家长的及时沟通。

3）资源来源：国家基础教育资源已经初具规模，各省也大多数建立了省级基础教育资源中心，都已经免费提供给中小学使用，只要对上述的资源进行必要的整合即可以用于电子书包项目。

三、项目投入

“电子书包”项目所利用的均为目前成熟的技术，不存在技术瓶颈，项目的投入分为软件、硬件、运营成本三大块。

1)资源：主要指教学过程中所需的各类资源，此项需要大量的投入，但由于这些年来政府在基础教育的信息化建设方面已经进行了大量的投入，国家已经建成了国家基础教育资源中心，而且各省已经建成了省级的基础教育资源中心，针对辖区所用教材的版本开发了大量的优质教育教学资源，可以直接投入使用。有关的加密控制软件需要定制开发，所需投入很小。

2)硬件：主要由教师用笔记本电脑，学生用笔记本（或平板电脑）“电子书包”和教室用无线（WIFI）交换机组成组成一个小范围的无线局域网络。不需要学校建有校园网络，对学校的硬件要求不高，只要每个教室加装一个无线交换机即可。“电子书包”由学生自愿购买或租用，价格不超过1200元为宜。（目前国产10寸屏大小的上网本及平板电脑已能做到）3）运营成本：

“电子书包”需定制，可以在现在已经很成熟的上网本或平板电脑的基础上刷新定制的固件代码而成，只支持经过特定加密的软件运行，其他软件不能正常运行。“电子书包”加印“资源中心认证标志”后在一些指定的IT卖场由学生自愿选购，基本不增加硬件厂商的营销成本。

“电子书包”推广工作由各省的电教系统负责，各省电教系统建有省、市、县三级业务部门，专门从事现代教育技术的推广工作。可以充分利用行政及经常的手段开展项目的推广工作。所需资源由省级基础教育资源中心（大部分与省级电教馆合属办公）提供，常用版本教材的教育教学资源已经开发完成，经过简单加密处理后就可向“电子书包”提供。相关资源发布及加密平台也由资源中心开发。

四、运营方式：

资源中心的建设如果完全由国家承担，资源中心的资源可以完全免费提供给学生使用。

在不违反国家相关收费政策的情况下，资源中心也可与电信部门合作采用电信运营商代收纲的方式适当向学生收取一些费用，以维护项目的正常运作。

依托全省电教系统向全省中小学校推广“电子书包”项目，采用行政与经济手段相结合的方式确保项目的顺利进行。

1)经资源中心认证后的“电子书包”由IT卖场出售，采用专有加密认证技术，保证硬件厂商的销售份额。

2)学生使用的资料学生使用资源中心教育教学资源采用收取年费的方式，年费的收取可以通过电信运营商话费代扣方式的实现，不需要学校向学生直接收取费用。

3)收取年费半数用于学校配套硬件建设及参与项目教师的培训，充分调动学校领导及教师参与此项目的积极性。

参考文献：

[1]徐剑，无线网络计划——电子书包，网络科技时代，2009。[2]中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定

[3]张建华，网络电子书的数字版权管理技术，科技与出版，2008，(5)[4]张强，浅述美国大众、专业、教育出版数字化的转型，中国编辑，2010，(6)