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Diplomarbeit 2005 (DA05): Arbeits-Archiv
 
DA Mli 05/2 - Audio-Link with Zigbee
Studierende: Martin Gysel, gyselmar
  Marc Sommerhalder, sommemar

Betreuer: Marcel Meli, mema

Das Thema der vorliegenden Arbeit ist die Realisation einer Audioubertragung mit ZigBee - ein offener Standard fur die drahtlose Kommunikation in Automatisierungsnetzwerken mit Fokus auf Kostengunstigkeit, Zuverlassigkeit, geringem Leistungsbedarf und kleinen Datenmengen.

Durch die Ubertragung von Audiodaten werden schnell die Leistungsgrenzen von ZigBee erreicht - daher wurden auch die maximalen Datenraten eine ZigBee-Verbindung auf einer theoretischen Basis untersucht und praktisch verifiziert. Durch den ZigBee-Standard geht in Etwa die Halfte der verfugbaren Bandbreite von 250kBit/s im ISM-Band verloren. Durch die Verwendung des ineffizienten Softwarestacks von Microchip halbiert sich die Bandreite gleich nochmals.

Durch die sehr knappe Bandbreite ist die Verwendung einer Audiokompression unumganglich - ein weiterer Teil dieser Arbeit ist die Evaluation und Implementierung eines geeigneten Audiocodecs auf dem verwendeten dsPIC. Der programmierte adaptive PCM-Codec erlaubt komprimierte Sprachdaten mit einer Rate im Bereich 16..64kBit/s, optional ist ein Hardware-MP3-Decoder vorhanden um Musikdaten zu ubertragen.

Fur die HF-Ubertragung mit ZigBee wurden mehrere Optionen geschaffen: Ein PICDEM Z-Board - umfunktioniert als Modem, ein ZigBee-Transceiver von Jennic sowie ein IEEE 802.15.4-Transceiver zusammen mit dem portierten Stack.

Als Endresultat wurde eine Schaltung entwickelt, welche es erlaubt, Sprache uber ein Mikrophon aufzunehmen und von einer Node zum Koordinator zu senden und dort uber Kopfhorer wieder auszugeben. Zum Abgabezeitpunkt ist die Ubertragung eines 32kBit/s-Datenstromes - codiert mit ADPCM und der Verwendung des PICDEM Z Modems - voll funktionsfahig.

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