井下网络通信系统嵌入式网络音频模块

SV-2201V/SV-2203V网络音频模块是一款高性能的10/100M网络音频模块，采用高性能处理器构架及专业Codec，能接收网络音频数据流，转换成音频模拟信号输出。亦能采样本地的mic输入或linein输入，发送到网络上，供其他网络音频模块接收播放，具有CD级的播放音质。同时提供高性能的双向音频数据传输，便于构建网络语音对讲系统。

我们提供了NAManager软件用于模块的IP地址等参数配置，提供二次开发动态库用于网络音频广播和网络语音对讲系统开发。

SV-2201V/SV-2203V系列模块具有非常齐备的接口，用户几乎不需任何电路就可以开发出自己专有的网络音频终端：自助银行终端、矿井求助终端、网络播放器、网络点播终端、网络寻呼话筒等等。

系统工作软件环境特点：

• 简单易用： 系统中的音频设备可以直接和其他设备广播、对讲，不依赖软件平台支撑；
• 开发周期快： 直接利用我公司现有的广播对讲软件系统平台；
• 个性化强： 利用我公司SDK开发包开发出用户自己的应用软件平台。

应用于以下领域：

• 网络广播系统： 校园公共广播、交通广播系统、平安城市
• 网络对讲系统： 自助银行对讲系统，矿井应急广播对讲系统，列车地铁车辆求助广播系统，哨位对讲系统
• 现场声音采集： 铁路轨道声音采集系统、环境音频监控
• 网络音乐播放器：智能家居音乐播放，酒店背景音乐播放，酒店客房音乐系统

因为SV-2201V/SV-2203V系列网络音频模块的音频流采用的是私有协议，整个系统中必须全部使用我公司的音频设备（对讲主机、终端等等），或者是我公司开发的应用软件，或者是用户自己由DLL动态库开发的应用软件，该动态库只能运行在Windows操作系统。我公司另外有SV-2700VP系列模块，支持SIP标准协议，可以方便地兼容其他应用软件，包括用户编写自己的应用软件运行在Linux等操作系统中。

SV-2201V/SV-2203V系列网络音频模块支持单播、组播及广播等多种通信方式，可以在局域网络或者广域网内搭建音频系统。

二、模块结构

SV-2201V/SV-2203V使用了AT32F437VGT7处理器构架加专业的双向音频Codec编解码器，处理器负责数据的传输，用户命令的解析执行以及功放接口的控制，专业音频Codec负责音频的输入及输出。通过网络接口，SV-2201V/SV-2203V可直接接入以太网。

其内部结构如下：

注：SV-2201V/SV-2203V采用了插针作为外部接口，使用时需要外接转接板电路。

三、功能和特点

• 音频工作方式：

音频解码：即音频播放。接收来自网络的音频流，经过模块解码后通过线路输出高质量音频信号。目前支持可以播放以下音频格式：MP3、WAV (PCM +IMA ADPCM)、G.711、G.722等，可以播放 48k采样率320kps的音频流。

接收网络中以广播、组播、单播等方式发过来的音频流，在本地解码后播放。

音频编码： 以8/16/24/32/48k的采样率采集线路输入或者mic输入的音频信号，以ADPCM/PCM编码，送到网络中。

音频采集： 将本地声音通过Line In采集后送到其他音频终端上播放或存储

监听： 通过网络或者其他方式，控制模块将本地声音送到网络的其他地方

音频双向传输：将线路输入或者mic输入的音频信号以8k或16k的采样率采样，以ADPCM编码以单播等方式发送到网络上，同时接收对方的ADPCM音频流，解码后输出。

双向对讲： 可以实现电脑与设备的对讲，或者设备和设备的双向对讲。对讲时，网络音频模块提供高强度的回声抑制（AEC）。

双向传输： 通过一对网络音频设备，将两个现场的声音现场的声音采集起来，分别传送给对方解码后还原

• 控制方式：

按键控制：直接通过模块上的IO口，控制模块对讲或者录播

串口控制：通过模块上的控制串口，控制模块对讲或者录播

网络控制：在网络的其他设备上通过网络命令，控制控制模块对讲或者录播

• 系统状态输出：

音频输入、输出状态：可以连接指示灯或者控制继电器。

服务器连接指示

• 扩展功能（以下功能不是所有型号均支持）：

POE供电：提供POE受电模块接口

SD卡： 可以通过网络将音频文件到SD卡中，定时、或者通过网络及串口控制播放

通用IO： 控制扩展的电路或设备

通用串口： 控制扩展的电路或设备

实时时钟： 模块停电，或者不经服务器对时，提供 的时间，通过串口或网络获得，或者定时播放音频文件

四、技术参数

• 电源输入： 电压DC 4.7～5.5V

工作电流，200mA

• 温度： 使用温度范围   0～70℃（工业级：-40～85℃）

储存温度范围 -40～85℃

• 网络接口： 10/100M Base 自适应以太网接口
• Mic/LineIn输入：典型幅值1000mVrms，信噪比95dB
• Line Out输出：负载10KΩ，典型1000Vrms，信噪比95dB（播放模式下）
• 解码模式： 提供立体声播放， 48kHz，320kbps音频流，支持 MP3、PCM、ADPCM等格式。

最小延时为50ms

• 编码模式： 48kHz采样频率，ADPCM/PCM编码

最小延时为30ms

• 双向模式： 双向对讲，带高性能回声抑制算法，8kHz采样，ADPCM编码

最小延时为80ms

• 控制串行接口：波特率115.2kbps
• GPIO： 共4路通用IO，其中2路输入2路输出
• 通用串口： 支持透明传输，波特率2400～115.2kbps，7，8数据位，1，2停止位，None，Even，Odd，Space，Mark校验
• 模块尺寸： 长×宽×高：5.2×4×1.5cm

五、引脚说明

SV-2201V/SV-2203V系列网络音频模块，所有外部连接采用插针形式，插针间隔2.0mm。

端口类型定义

P ———— 电源

AI ———— 模拟输入（在这里是音频输入）

AO ———— 模拟输出（在这里是音频输出）

I ———— 数字输入端口，TTL 电平，耐压5V

O ———— 数字输出端口，TTL 电平

I/O ———— 数字输入输出端口，TTL 电平

N ———— 网络端口

因为后面所提到的硬件接口很多都直接和处理器相连。大部分情况下，数字输入输出端与外部相连，需要外加驱动电路，以保护处理器不受损坏。模拟输入/模拟输出也需要增加放大电路及输入保护电路。

引脚定义

六、硬件接口描述

1. 电源输入端口

本网络音频模块采用直流供电方式，宽电压输入，电源范围DC4.7～5.5V。因为涉及音频及高达400MHz的处理器，所以输入的电源电压必须尽量稳定，最小电流保证100mA.

2. 控制串口端口（Uart0）

本网络音频模块有一个控制串口，利用控制串口可以查询到网络音频模块的工作信息及参数，也能控制网络音频模块工作。甚至可以往网络上的任意设备通信。一般我们利用此端口做一个键盘或者显示器接口。我公司也提供显示器及键盘套件，可以作为点播终端、寻呼话筒的配套使用。

具体参见【网络音频模块串口】

3. Line Out 线路输出端口

线路输出是在模块在播放或者对讲时音频输出接口。

如果播放的是MP3等立体声信号，则会提供立体声输出；如果检测到来自网络的音源是单声道ADPCM/PCM等其他单声道音频格式，则左右声道输出的是相同的信号。

P-ST作为音频输出指示，可以控制数字功放的使能端，保证没有声音输出时扬声器没有噪声，同时节省能耗。P-ST也可作为一个继电器的控制端，控制后级功放电路的电源。

P-ST信号的变化由网络是否有音频流决定，并不理睬输出音频信号的赋值，同时P-ST在超过1秒不会没有收到音频信号才会复低电平。有时候，我们希望P-ST变为高电平，而不要有声音输出，可以播放没有声音的音频流。

4. Line In 线路/Mic输入端口

Line In/Mic输入是在模块在录播或者对讲时音频输入接口，这个模块可以提供1路线路输入或者直接连接电容式麦克风。录播模式下可以 以48k采样率进行ADPCM/PCM编码，对讲模式下以8k采样率的双向传输。

Mic可以直接连接一个电容式的麦克风，Line In可以用在差分输入或者单端输入

Line In和Mic有三种工作模式：①Mic有效/Line In无效；②Mic无效/Line In有效；③Mic有效/Line In有效；可以通过NAManager或者串口、网络选择其工作模式。

注： 立体声编码或者32/48k等双向编码，不是一个标准型号，需要单独咨询我们。

5. 对讲/采播控制端口

对于简单的应用场景，只需要连接几个按键开关就可以实现双向对讲或者采播。为此，SV-2203V专门设计有一个控制端子，其定义如下。

呼叫端口低电平有效，可以直接连接一个开关或按键，可以加上一个10/100k上拉电阻（可选），不可以直接连接电源（包括3.3V）。

输入口有两种工作模式：【脉冲模式】，即按下一次呼叫，再按一次断开。【保持模式】，需要一直按下才起作用，松开即端口。呼叫端可以控制模块进行对讲，或者采播（单播、组播或者广播）。

可以通过NAManager配置呼叫端对应的各项参数。

6. 通用IO通用串口（GPIO Uart1）

通用IO以及通用串口和网络模块的音频工作没有任何关系，只是网络音频模组将网络和串口及GPIO端口连接起来。一般是用来控制外部设备，例如用这个端口控制另一个电源控制器，或者连接现场的一个红外探测器。通用串口提供透明的传输方式，可以利用这个串口连接音频模块附件的一个串口设备。用户可以通过自己的软件通过在网络上的任何地方来控制这些端口。

关于通用IO以及通用串口，参加NAManager和【网络控制文档】。

7. 网络接口

网络接口采用两种连接方式：

• 采用RJ45标准10/100M自适应网络接口。RJ45座上有两个指示灯，一个连接指示灯，一个数据收发指示灯。
• 采用尾线方式，大部分摄像机尾线都可以直接使用。利用这种方式，网络音频模块可以安放在设备内部。

使用网络尾线，可以选择9芯或11芯尾线，如果需要使用POE受电模组，则一定需要采用11芯尾线。其中7芯（或9芯）连接这个端子，另外两芯是连接电源端子。

其中1、2、3、6可以相互调换，只要保证1、2或3、6成对即可。8、9也可以相互调换。

七、产品选型

1. SV-2201V/SV-2203V系列模块型号列表

SV-2200V系列模块采用插针结构，型号及对应的功能如下：