SIP2101V/SIP2103V系列网络音频模块

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SIP2101V/SIP2103V系列网络音频模块 [复制链接]

一、模块介绍

SIP2101V和SIP2103V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，SIP2103V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。

SIP2101V与SIP2101V和SIP2701T兼容，不支持GPIO及串口。

SIP2103V与SIP2103V和SIP2703T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。相应的软件包可以从SINREY网站下载。同时，SINREY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

SIP2101V/SIP2103V使用了速度高达400MHz的ARM处理器构架加专业的双向音频Codec编解码器， ARM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。其内部结构如下：

其外形结构如下：

 为了更简单使用，SIP2101V/SIP2103V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

50. 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。

50. 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

    ax.公司：广州新悦网络设备有限公司

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50. 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

50. 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

50. 电源输入：      电压DC 4.7～16V

最大工作电流，200mA

50. 温度：             使用温度范围   工业级：-20～55℃

储存温度范围 -40～85℃

50. 网络接口：       10/100M Base 自适应以太网接口
50. Mic/LineIn输入：典型幅值1000mVrms，信噪比95dB
50. Line Out输出：负载10KΩ，典型1000Vrms，信噪比95dB（播放模式下）
50. 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

50. 编码模式：       支持G.711a/u、G.722和RTP模式

最小延时为30ms

50. 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

50. 控制串行接口：波特率115.2kbps
50. GPIO：            共4路通用IO，其中2路输入2路输出
50. 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
50. 模块尺寸：       长×宽×高：5×5×1.7cm

五、硬件接口描述

SIP2101V/SIP2103V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	地
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.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

    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，SIP2103V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/组播控制
3	Call2	I	第二路呼叫/组播控制
4	Call3	I	第三路呼叫/组播控制
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。

    6.通用IO通用串口（GPIO Uart2）

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】。

    7.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。

    8.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. SIP2101V/SIP2103V系列模块型号列表

SIP2101V/SIP2103V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 In Mic	控制串口	GPIO 通用串口
SIP2101V	√	√	√	√	√	√	√	X
SIP2103V	√	√	√	√	√	√	√	√

 

2. 其他兼容模块型号列表

SIP2400T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 In Mic	控制串口	GPIO 通用串口	2×15W 功放
SIP2401T	√	√	√	√	√	√	√	X	√
SIP2403T	√	√	√	√	√	√	√	√	√

 

SIP2700T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 In Mic	控制串口	GPIO 通用串口
SIP2701T	√	√	√	√	√	√	√	X
SIP2703T	√	√	√	√	√	√	√	√

 

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），SIP2101V/SIP2103V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。

SIP2101V/SIP2103V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。

 

SIP2103V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。

 

SIP2103V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。