FastBond2阶段1-基于ESP32-S3芯片的点对点可视对讲机

前言

随着科技的发展，尤其是远程通讯科技的发展，使得安全高效简单易用的点对点和点对网的信息传播成为可能，由于原来的历史政策问题，矿山的无线管理相对严格，各种频段资源都处在管理之下，如果新设备进入需要额外申请，不仅手续麻烦，而且周期长，不利于快速设备开发的想法。于是我突发奇想，能不能通过esp32-s3实现低成本，公共频道的信息沟通系统。于是我经过挑选选择乐鑫ESP32-S3-LCD-EV-Board开发板。

此开发板和核心是esp32-s3双核芯片，不仅可以通过esp-NOW协议实现语音、图片、可视化对讲等功能。经过加装wifi-4g模块，能够自由切换沟通模式（传递语音，信息，影音，图片等等）。而且由于wifi，蓝牙等通讯协议自带加密，确保了信息的安全性。

一、主要元件介绍

1）ESP32-S3-LCD-EV-Board

ESP32-S3-LCD-EV-Board 是一款基于 ESP32-S3 芯片的屏幕交互开发板，通过搭配不同类型的 LCD 子板，可以驱动 IIC、SPI、8080 以及 RGB 接口的 LCD 显示屏。同时它还搭载双麦克风阵列，支持语音识别和近/远场语音唤醒，具有触摸屏交互和语音交互功能，满足用户对多种不同分辨率以及接口的触摸屏应用产品的开发需求。

该开发板具有以下特性：

• 嵌入式模组：板载 ESP32-S3-WROOM-1 模组，内置 16 MB flash 以及 8 MB PSRAM
• 屏幕：可搭配不同屏幕子板使用，支持 RGB, 8080, SPI 以及 I2C 接口屏幕，请查看 LCD 子板 了解更多信息
• 音频：板载音频 Codec + ADC 功放，支持双麦克风拾音
• USB：板载 USB 转串口芯片，并且支持 USB Type-C 接口下载调试

ESP32-S3-LCD-EV-Board功能框图

ESP32-S3-LCD-EV-Board 开发板的主要组件和连接方式如下图所示。

ESP32-S3-LCD-EV-Board 功能框图

从此图可以看出本开发板支持双mic，可以传输高清语音，可以依靠抗噪音算法在矿区实现高清语音通话。而且功能和扩展协议较为全面，方便后期添加各种升级模块。如4g和温度，风速等环境数据测量模块。而且由于丰富的拓展接口，完全可以与现有设备融合接入现有网络进行关键数据传输，甚至实现远程操控。

2）高性能无线工业路由系统

此无线网络系统为矿区常见的网络系统，完全可以作为对讲系统远距离通讯的补充，对于矿区无线wifi网络还是比较常见的。对于室内环境，更是友好。工业wifi支持无线ap漫游和ac综合管理，跟esp-NOW协议相得益彰，使技术落地更进一步，开发更加简化，有效降低开发和生产，维护成本。

二、设计框图及原理介绍

本原理图由Digikey开发的Scheme-it网页工具开发，Scheme-it网页工具依托digikey众多数据，可以简单准确形象地描述系统原理和结构。

Scheme-it项目地址： 

https://www.digikey.cn/schemeit/project/新项目-2023-09-27-2014-216cb9a61bc0408499efa7ae24fbff32

esp-NOW协议为核心的交流网络

三、总结

本系统，针对露天矿交流通讯网络落后，价格昂贵，开发门槛高，政策更新不及时等弊端。并且结合现代网络的新技术，打算研发一款低成本，高质量，高安全性，高通用性的通讯网络。其中ESP32-S3-LCD-EV-Board为核心的手持终端设备以其强大的性能，成为方案的亮点之一。其中搭载的esp-NOW协议，成为点对点，点对多的技术实现信息交流的载体。而且日后可以发展为物联网的一员。而且后来的esp-rtc等协议一定也会给整个项目添砖加瓦。

  而且由于矿区设备都是专事专办，设备陈旧，更新困难，维修更换更是难上加难，外加人员流动性大，所以人力物力成本都很高。本产品结构简单，节能，维护方便，人员培训简单。如果此次对讲设备能够成功应用，如此顺势推出其他方面的矿区技术服务产品，相辅相成，一定会有广阔的产品前景。

  最后，再次感谢硬禾学堂和得捷电子给的这次机会，能让我们的想法迈向现实的过程中，更近了一步，真心感谢。希望你们的活动越办越好，我也会鼓励身边有类似需求的人踊跃参加