4G报警器WT2003H-16S低功耗语音芯片方案开发-实时音频上传

一、引言
    在当今社会，安全问题始终是人们关注的重中之重。无论是家庭、企业还是公共场所，都需要一套可靠的安全防护系统来保障人员和财产的安全。随着科技的飞速发展，4G 报警器应运而生，为安全防范领域带来了全新的解决方案。

二、技术核心

（1）音频上传

①实时音频上传：MIC采集音频，实时通过4G模块向服务器传输音频数据。

②录音保存本地后上传：MIC录音先保存至本地，再将录音文件读取出来发送。

（2）4G交互技术：串口通过AT指令，与4G模块通讯，获取信息和传输数据。

（3）低功耗：WT2003H4和4G模块，在休眠状态，能够实现10微安以下。

（4）MQTTS加密：MQTTS（MQTT Secure）是 MQTT 协议的安全版本，它通过加密和身份验证机制来保障数据传输的安全性。客户端和服务器之间传输的数据就会使用对称加密算法（如 AES）进行加密。对称加密算法比非对称加密算法速度更快，适合对大量数据进行加密处理，从而保证数据的机密性。

（5）Json数据格式：与服务器端交互数据格式为JSON。

三、方案介绍

1：WT2003H-16S硬件电路

硬件电路如下图3.1所示：

图3.1 WT2003H-16S硬件电路

该录音电路，16K采样率，音质高，清晰无杂。WT2003H4-16S除去UART通讯，MIC脚和4G模块的控制（低功耗），还有8个IO口可以使用。这些IO可以用来控制LED来显示工作状态，也可以用作按键对模块的启动或关闭，也可以用来做其他IO功能。

2：4G模块

中国移动 ML307R 模块是一款具有多种特性和优势的物联网模组，支持 IPv4、IPv6、PING、NTP、DNS、TCP、UDP、HTTP、HTTPS、MQTT、MQTTS 等常用网络协议，能够满足不同物联网应用场景的数据传输需求。提供基于 OneOS LBS 和 Wi-Fi 融合定位能力，可最低成本满足轻定位场景需求，适用于对定位功能有一定要求的物联网应用

ML307R 模块凭借其低成本、低功耗、多功能和兼容性强等特点，适用于智能家居、智慧医疗、智慧交通、智能表计、智慧烟感、智慧路灯等多种物联网应用领域。如下图3.2.1中国移动 ML307R 模块。

图3.2.1 中国移动 ML307R 模块

如下图3.2.2为中国移动 ML307R 模块原理图。

图3.2.2 中国移动 ML307R 模块

3：实时音频上传方案

（1）应用框图

应用框图如图3.3.1所示

图3.3.1 实时音频上传应用框图

在设备上电后，WT2003H4-16S向4G模块获取设备信息和其他所需信息，接着WT2003H4-16S将MIC采集的音频，该音频通过MP3编码后，实时通过4G模块传输到服务器。

（2）适用场景

实时采集音频上传，不需要在本地缓存，录音时长不受限制，服务器能够实时监听音频数据，时效性高。适用与对时效性高，需要实时监听的场景。

4：录音保存本地后上传

（1）应用框图

录音保存本地后上传方案应用框图如下图3.4.1所示

图3.4.1 录音保存本地后上传方案应用框图

在设备上电后，WT2003H4-16S向4G模块获取设备信息和其他所需信息，开始录音，将音频数据存入录音文件，录音结束后，再读取录音文件，通过4G模块传输到服务器。

（2）优点

录音文件完整，传输稳定，不受网络波动影响。适用与对录音时长短，时效性要求不高的场景。

5：整体方案流程

整体流程框图方案如下图3.5.1

图3.4.1 整体流程框图

    按键唤醒设备，WT2003H4-16S串口和IO口初始化，和4G模块初始化握手后，获取4G模块设备信息（IMEI号，地理位置信息等）。紧接着开始录音，录音结束后上传录音数据，按照服务器设置的报警间隔和报警次数进行报警，报警结束后进入休眠。