导言
语音侦听是为应对违法手法新变化而选用的一种借助于高科技、具有隐秘性的强制侦办办法，可以补偿惯例侦办办法在查清违法事实方面的缺乏，在冲击严峻违法或某些特别类型的违法方面发挥着不可或缺的效果。
现有的语音侦听设备多选用有线传输方法，要完结语音侦听使命，需求在侦听区域内先完结线路铺设，部分无线语音侦听设备首要选用激光或雷达等手法完结语音信息的无线传输。常见的语音侦听节点的功耗都比较大，首要会集在语音处理、编码及无线传输过程中。
剖析现有的语音侦听设备不难发现;语音侦听区域的随机性、复杂性及危险性使得有线侦听设备无法满意随时随地完结布设进行侦听的要求，增加了履行使命的风险系数。激光、雷达贵重的价格使得以此作为通讯手法的无线侦听设备不能遍及推行，语音编码处理及无线传输的高功耗使其无法满意长期、不间断侦听使命的需求。
因而，研讨规划一种操作简略、运用方便、选用无线传输、低功耗的语音侦听节点，关于削减人力资源耗费，下降使命的风险系数和配备本钱，完结长期、不间断的远距离语音侦听具有重要意义。
1 节点总体规划
遵从模块化的规划思维，结合嵌入式系统开发的特征，依据语音侦听使命需求，本文规划的语音侦听节点由语音感知模块、处理器模块和电源模块三部分组成，如图1所示。其间，语音感知模块包含语音收集单元和语音编码单元，完结语音信号的检测、采样、模数转化和编码。处理器模块包含处理器单元、存储单元和无线通讯单元，不只担任整个节点的数据处理、数据存储、履行通讯协议、节点调度办理和功率操控，并且还担任节点与节点之间、节点与上位机之间依照必定的通讯协议完结数据、指令的发送和接纳。电源模块为各部分电路供给运行时所需求的能量，保持节点正常作业。
2 节点硬件规划
2.1 语音感知模块规划
语音信号的获取是完结语音侦听使命的首要环节，其质量的好坏直接决议着语音侦听成果的准确性。在比较剖析ISD4003、MA600、SCO20G和CMX649等语音处理芯片的特征后，选取CMX649芯片作为侦听节点的语音感知模块。CMX649芯片是一种集语音检测、采样、模数转化、编码多种功用于一体的集成芯片，可以完结ADM编码、PCM编码，可以满意语音处理低功耗的要求。
CMX649丰厚的功用集成使其需求很少的外部原件就可完结语音信号的检测与编码，其外围电路如图2所示。
其间，引脚14、15、16、17和18与C-BUS总线衔接，用于设置CMX649作业参数;C1、C2、C3、C4和R1、R2、R3、R4用于调整M%&&&&&%放大器增益和频率响应，单位增益设为150 Hz，凹凸3 dB的滚降点设为15 kHz;C5为直流阻断电容，衔接外部扬声放大器用来驱动扬声器作业;晶振X1为4.096 MHz有源晶振，用来发生芯片作业时所需时钟频率;VDD和VBIAS别离与去耦电容C6和C7衔接来取得杰出的噪声功能。
2.2 处理器模块规划
本规划从节点的运用需求、功能指标和本钱三个方面来确认处理器的选型。在比较剖析免费供给ZigBee协议栈的MSP430C+C1100/CC2420/CC2520计划和CC2430/CC2530、JN5121/JN513x、Ember+EmberZNet2.0计划后，挑选TI公司的CC2530芯片作为语音侦听节点的处理器模块。CC2530集成了微处理器、存储器和射频模块，具有集成度高、功耗低、体积小、本钱低和接口丰厚的特征，彻底可以满意语音侦听节点在数据收集、存储、预处理与无线传输时对处理器的要求。
CC2530集成了多种特征功用模块，只需求很少的外部元件就可完结节点的操控、数据的处理及无线传输，其外围电路如图3所示。在射频电路中，天线运用单极子不平衡天线。输入/输出匹配网络由分立电感、电容(C252、L252、C262、L261)组成，它可以优化天线的功能，减小在射频电路衔接时形成的频率漂移，可以匹配阻抗为50 Ω的天线，到达芯片的最优功能。
选用两个晶振来确保CC2530无线发射/接纳电路正常作业，主时钟晶振选用32 MHz无源晶振，由XTAL1及电容C221和C231组成;32 kHz时钟晶振由XTAL2及电容C321和C331组成。为进步芯片作业的稳定性，输入电压应选用3.3 V稳压电源，接内部参阅电压的外围电阻R301的精度要在0.5%以上，且在电源处参加去耦%&&&&&%。
2.3 电源模块规划
因为CMX649芯片的作业电压在2.7～5.5 V;CC2530的作业电压为2.0～3.6 V，典型值为3.3 V。为简化电源模块规划、减小节点体积，依据电压一致性准则，将该节点的供电电压定为3.3 V。结合本节点需求，终究选取容量220mA、电压3.6 V的锂电池完结供电。为使节点正常作业，需求经过电源转化电路来完结3.6 V到3.3 V电压的转化。
在比较剖析3.3 V电源办理芯片TPS76933、AS1117和TPS780330220的转化功率和转化精度后，选用TPS780330220来完结3.6～3.3 V电压的转化。TPS780330220的最大驱动电流为150 mA，可以满意CC2530作业的需求，转化功率高，有利于延伸节点作业时刻。它的输出电压噪声十分低，信噪按捺比高，关于较易遭到搅扰的语音信号而言，可以削减背景噪声的搅扰、进步语音信息收集的精度，详细电路如图4所示。
3 节点软件规划
依据需求剖析，节点加电后开端作业，首要完结对CMX649和CC2530的初始化。然后依据能否检测到语音信号来判别编码模块和传输模块是被唤醒进入侦听状况，仍是持续停留在休眠状况。若进入侦听状况，则发动采样，待完结模数转化、语音编码后，调用发送子程序发送数据。此刻，依据在必定时刻范围内能否接连检测到语音信号判别侦听是否完毕。假如接连检测到语音信号，则侦听没有完毕，持续进行采样、编码处理和发送;反之，判别侦听完毕，节点的编码传输模块进入到休眠状况，语音激活检测部分周期性作业，等候下一次检测到语音信号。节点软件流程如图5所示。
