【摘要】语音通信作为人类沟通的最基本必备条件，但在远距离上却无能为力。得益于人类科技发明不断进步，今天不再是障碍，我们很方便的在远隔千里之外也能进行语音沟通。但在一个领域却受到地理环境限制，那就是煤矿井下，众所周知煤矿都是以巷到的形式井下挖掘，无线基站无法发挥其应用的作用，只能是以传统电话线的方式进行铺设电缆，这就必然会受到电磁干扰以及信号衰减问题。因此为解决以上问题使用新型网络语音通信，借助光纤传输，提供强大的宽带能力，能够实时传输高清视频以及高清语音。

【关键词】煤矿；语音通信

现在的语音通信技术是通过建立在分布广泛的地面无线基站，再通过光纤进行点对点的进行通信，这使得我们在任何地点都可以进行语音通信。到目前以及到达第五代通信时代，也就是5G时代。当在当下，煤矿利用想利用现在的技术来进行布置，却受到很大的限制，因为无线通信易受到地质条件的限制，无法大规模的普及，只能利于传统的电话线。为了能够使煤矿安全生产享受现在科技带来的成功，现使用新型语音通信技术，利用网络光纤传输高清语音信号和视频信号，同时增加语音应急广播功能。

1可视化语音通信技术要求

首先我们的目的是改造传统的进行普通电话技术方案，其次是提高语音和视频的低延迟、高清晰通话，在此要制定易扩展功能。

早期移动电话还没有普及时，我们使用的都是座机电话，那时想申请一部座机电话要到电信局申请等一系列繁琐的操作才能用到。然后随着现代移动电话的普及已经很少人再使用固定电话。煤矿井下的语音通信系统也要经过这一过程，现在国家安全生产管理局要求煤矿生产要紧跟时代步伐进行现代化改造，要真正的普及5G网络，要实现现代化煤矿改造，其中语音通信广播也是重点改造要求。为了满足以上要求，我们将利用VOIP广播语音通信技术来实现。

2 VOIP语音实现

2.1 网络通信技术实现

首先VOIP语音依托网络TCPIP技术，没有这一层介质将无法满足我们的需求，随着煤矿已经铺设千兆、万兆光缆甚至5G无线覆盖，这些先决条件是通信的前提。

其次嵌入式芯片以及Linux操作系统有着成熟的开发环境。我们要实现音视频的通话，就必须先将音频、视频进行压缩、编码、传输、解码、播放一套完整的流程，这就需要具有高性能的处理器，虽然我们可以利用工控机与windows操作系统，但是考虑进行设备小型化以及经济效益，并不是首要选项。我们考虑使用单片机和Linux开源操作系统。

最后有了嵌入式单片机和操作系统，对于音视频传输协议也需要完整的协议支持，对于传输的电话有自己的协议格式，它是依赖电话线传输，对于网络传输，也是有通信格式，统称为SIP协议即会话初始协议，是由IETF指定的多媒体通信协议。

2.2 VOIP实现步骤

2.2.1 嵌入式单片机的选择

嵌入式单片机，即嵌入式微控制器，指以微控制器为核心控制单元的嵌入到对象体系中的专用计算机系统。整个完整的嵌入式单片机可分为功能层、软件层、中间层、硬件层。功能层则为我们的应用程序，即用户要实现的功能应用，对于我们来说就是实现音视频通话的上层协议。软件层包括文件系统、图形用户接口、任务管理、实时操作系统。中间层包括BSP/HAL硬件抽象层/板极支持抱。硬件层包含D/A、A/D、I/O、通用接口、ROM、SDRAM等。

计算机指令就是指挥机器工作的指示和命令，程序就是一系列按一定顺序排列的指令，执行程序的过程就是计算机的工作过程。指令集，就是CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合。我们常用的类型包括Intel的X86、EM64T、MMX和AMD的x86、3D-Now以及MIPS、MIPS、Sparc、Alpha、ARM，RISC等，其中RISC指令集是以后高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC（复杂指令集）相对，即精简指令集。使用RISC指令集的体系结构主要有RAM、MIPS。MIPS指令集是最早实现商用的精简指令集之一。

ARM是一款RISC微处理器，其体积小、低功耗、低成本、高性能等特点，被广泛应用产品中，RV1126基于四核ARM Cortex-A7内核，是32位微处理器，融合NEON和FPU。每个核心都有一个32KB的I-cache和32KB的D-cache以及512KB的公用二级缓存，内置NPU，计算能力201TOPs。被应用于智能门禁，人脸识别，网络摄像头，双目摄像头。

因此要实现音视频传输此款芯片完全能满足需求。

2.2.2应用通信协议要求

VOIP，即指在IP网络上使用IP协议以数据包的方式传输语音。使用VOIP协议，不管是因特网，企业内部互联网还是局域网都可以实现语音通信。一个使用VOIP的网络中，语音信号记过数字信号压缩并转换成TCPIP包，然后在网络上传输。