网络广播系统SIP音频模块 SV-2400VP系列应急广播音频模块

描述

SV-2401VP和SV-2403VP网络音频模块是一款通用的独立SIP音频功能模块,可以轻松地嵌入到OEM产品中。该模块对来自网络的SIP协议及RTP音频流进行编解码。

该模块支持多种网络协议和音频编解码协议,可用于VoIP和IP寻呼以及高质量音乐流媒体播放等应用。同时,SV-2403VP还提供两个串行端口,八个数字输入/输出,允许用户通过程序控制。

对于硬件产品研发集成,我公司提供使用开发规范,包括原理图,引脚分布和自定义载板PCB布局的建议。

SV-2401VPSV-2101VPSV-2701VP兼容,不支持GPIO及串口。

SV-2403VPSV-2103VPSV-2703VP兼容,支持GPIO及串口。

本系列模块可以应用于以下领域:

各种商业网络音频流应用

网络报警器,网络播放器

用于寻呼和内部通信应用的通用双向全双工VoIP对讲

用于IP音频分配应用的源编码器

用于VoIP应用的背景音乐和音乐保持编码器

适用于各种低延迟IP音频编码器

无人停车场,自助充电站对讲终端

高速公路隧道对讲、收费站对讲终端

SIP网络音频模块可与标准SIP系统中的其他SIP终端配合使用。 除了支持标准sip协议,该系列模块还具有我们的私有协议,因此它可以与我们的标准广播软件一起使用。 实现包括附加功能,如实时寻呼,定时广播,背景音乐和紧急广播。同时,还提供SIPManager配置软件来配置模块的IP地址和其他参数。

二、模块结构

SV-2401VP/SV-2403VP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。

为了更简单使用,SV-2401VP/SV-2403VP采用了接插件作为外部接口,同时集成了网络接口等。

三、功能和特点

l 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,可以播放最高48k采样率320kps的音频流。

接收网络中TCP、UDP、RTP、组播、广播等方式发过来的音频流,在本地解码后播放。

音频编码: 支持G.711a/u、G.722和RTP组播模式。

l 控制方式:

按键控制:直接通过模块上的IO口,控制模块SIP对讲或者发起RTP组播

串口控制:通过模块上的控制串口,控制模块SIP对讲或者发起RTP组播

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SIP对讲或者发起RTP组播

l 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

l 功放输出:

带215W的功放输出,亦可以通过调整电路改成130W功放输出

带有1路本地音频输入,实现本地扩音输出功能

l 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,提供精准的时间,通过串口或网络获得,或者定时播放音频文件

四、技术参数

l 电源输入: 电压DC 12~24V

最大供电电流,2000mA

l 温度: 使用温度范围 0~70℃(工业级:-40~85℃)

储存温度范围 -40~85℃

l 网络接口: 10/100M Base 自适应以太网接口

l Mic/LineIn输入:典型幅值1000mVrms,信噪比95dB

l Line Out输出:负载10KΩ,典型1000Vrms,信噪比95dB(播放模式下)

l RL-Line输入:本地扩音输入,典型幅值1000mVrms,信噪比95dB

l 功率输出: 功率放大输出,输出功率115W或130W

l 解码模式: 提供立体声播放,最大最高48kHz,320kbps音频流,支持MP3、WAV (PCM +IMA ADPCM)、G.711 a/u、G.722等格式。

最小延时为50ms

l 编码模式: 支持G.711a/u、G.722和RTP模式

最小延时为30ms

l 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

l 控制串行接口:波特率115.2kbps

l GPIO: 共4路通用IO,其中2路输入2路输出

l 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

l 模块尺寸: 长×宽×高:5.7×5.7×1.7cm

五、硬件接口描述

SV-2401VP/SV-2403VP系列网络音频模块,所有外部连接采用端子,电源采用2.0mm的端子,网络采用标准RJ45连接器,其他都是1.25mm的连接器。

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。

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DC4.7~16V。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500mA.

接口描述

定义 类型 描述
1 VDD P 电源输入,电压为直流12-24V
2 GND P 电源地

2. 控制串口 端口 (Uart1)

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】**

接口描述:

接口 类型 描述
1 TXD1 O 控制串口输出,连接外部串口的输入
2 RXD1 I 控制串口输入,连接外部串口的输出
3 GND P 地线
4 3V3 P 3.3V电源输出。因为该电源直接连接到模块的工作电源上,为了保证模块性能,不建议3V3连接到外部电路

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。

接口描述

定义 类型 描述
1 Rout AO 右声道输出
2 GND P
3 Lout AO 左声道输出
4 P-ST O 音频输出指示。没有声音时输出低电平,当对讲或者播放时,输出高电平3.3V

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. **功放输出端口

SV-2400VP系列带215W功放输出,亦可以通过调整电路改成130W功放输出

接口描述

定义 类型 描述
1 R+ AO 右声道功率输出,连接无源扬声器正极
2 R- AO 右声道功率输出,连接无源扬声器负极
3 L+ AO 左声道功率输出,连接无源扬声器正极
4 L- AO 左声道功率输出,连接无源扬声器负极

**5. **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。Mic输入180 mVpp(最大), Line In音频线路输入3.3 Vpp(最大),增益可以调节。

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SIPManager或者串口、网络选择其工作模式。

接口描述

定义 类型 描述
1 Mic+ AI 连接电容式麦克风正极
2 Mic- AI 连接电容式麦克风负极
3 Lin+ AI 连接线路输入正极
4 Lin- AI 连接线路输入负极,或者连接线路输入地

6. 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-2403VP专门设计有一个控制端子,其定义如下。

接口描述

定义 类型 描述
1 GND P 地线
2 Call1 I 第一路呼叫/采播控制
3 Call2 I 第二路呼叫/采播控制
4 Call3 I 第三路呼叫/采播控制
5 M-ST O 对讲/采播工作指示,平时输出低电平,当对讲或者采播时,输出高电平3.3V

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SIPManager配置呼叫端对应的各项参数。

7. 通用IO通用串口 GPIO Uart****2)

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。

接口描述

定义 类型 描述
1 TXD2 O 通用串口输出,连接外部串口的输入
2 RXD2 I 通用串口输入,连接外部串口的输出
3 GND P 地线
4 GND P 地线
5 In1 I 通用输入1
6 In0 I 通用输入0
7 Out1 O 通用输出1
8 Out0 O 通用输出0

关于通用IO以及通用串口,参加SIPManager和【网络控制文档】。

8. 网络接口

网络接口采用两种连接方式:

  1. 采用RJ45标准10/100M自适应网络接口。RJ45座上有两个指示等,一个连接指示灯,一个数据收发指示灯。
  2. 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。

接口描述:

定义 类型 描述
1 V P 电源输入,电压为直流4.7~16V
2 G P 电源地
3 1 N 网线1
4 2 N 网线2
5 3 N 网线3
6 6 N 网线6
7 S O 网络连接指示
8 N 网线4、网线5,可以给POE模组供电(可以不连)
9 N 网线7、网线8,可以给POE模组供电(可以不连)

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。

9. POE受电( PD 接口

通过这个接口,可以外接一个POE受电模块,可以达到网络供电的功能。装配POE受电模块后,也可以使用DC直流供电。

注意: POE收电模块输出12V电压,与模块的电源输入相连。如果同时使用直流外部供电的话,可能会导致不可预知的情况。

接口描述:

定义 类型 描述
1 V P 电源输入,电压为直流4.7~16V
2 G P 电源地
3 1-2 N 网线1、2网线中间抽头
4 3-6 N 网线3、6网线中间抽头
5 4-5 N 网线4、5网线(并联)
6 7-8 N 网线7、8网线(并联)

六、产品选型

1. SV-2401VP / SV-2403VP****系列模块型号列表

SV-2400VP系列模块采用接插座结构,型号及对应的功能如下:

播放 对讲 组播 对讲录播控制接口 Line Out Line InMic 控制串口 GPIO通用串口 2×15W功放
SV-2401VP X
SV-2403VP

2. 其他兼容模块型号列表

SV-2101VP/SV-2103VP系列模块具有非常多的功能,但不是每个应用都需要所有的接口,型号及对应的功能如下:

播放 对讲 组播 对讲录播控制接口 Line Out Line InMic 控制串口 GPIO通用串口
SV-2101VP X
SV-2103VP

SV-2700VP系列模块采用插针结构,型号及对应的功能如下:

播放 对讲 组播 对讲录播控制接口 Line Out Line InMic 控制串口 GPIO通用串口
SV-2701VP X
SV-2703VP

除此之外,如果需要其他规格的音频模组,可以另外订货。

七、应用场景

不论使用于音频广播、双向对讲、环境声音采集(监听),SV-2401VP/SV-2403VP网络音频模块只需很少的外设就可以使用。例如,可以集成到有源音箱作为IP网络音箱,集成到传统定压功放中作为网络定压功放;还可集成工业机器人中作增加播放、对讲等功能。

1. 播放应用

网络音频设备可以接受来自网络上的音频流,经过解码后转化为模拟音频信号输出。下图是一个标准播放应用场景。

SV-2401VP/SV-2403VP网络音频模块作为播放终端使用,只需要增加电源及外部功放。可以单独作为一个设备,或者集成在其他音频设备中(功放、或有源音箱等),使之成为一个网络音频播放终端。

播放主机可以采用我公司的广播系统控制软件、采播设备、网络话筒等,也可以是用户根据我公司的DLL动态库开发自己的广播软件。播放软件或者播放开发包皆是使用我公司的私有协议,仅支持对我公司设备模块进行播放。网络音频模块作为播放终端,使用我们的私有协议进行播放控制,仅可以在局域网或VPN内网使用。事实上,客户也可以选择自己开发SIP协议的播放软件,则可以用于局域网或者互联网中。

2. 对讲应用

网络音频设备可以用在一个双向SIP对讲系统中。
SV-2403VP网络音频模块作为对讲广播终端使用,只需要增加电源、外部功放、扬声器及麦克风。例如:停车场系统、教学中控、机器人等设备中增加对讲监听功能。

SV-2403VP网络音频模块也可以作为SIP对讲广播主机使用,除了需要增加电源、外部功放、扬声器及麦克风,还要增加一个串口控制的键盘显示器。

播放主机可以采用我公司的广播系统控制软件、网络话筒等,也可以是用户根据我公司的DLL动态库开发自己的广播软件。

我们的网络音频模块作为广播对讲可以在局域网使用,也可以在互联网中使用。

审核编辑 黄宇

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