專利名稱：一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于傳感器技術(shù)領域，具體是一種利用高斯隨機采樣方法來減少音頻信號采集過程中的資源消耗量的音頻信號采集裝置。
背景技術(shù)：
音頻信號是對萬事萬物活動時發(fā)出的各種頻率聲音信號的統(tǒng)稱。通過采集、分析事物在活動時發(fā)出的音頻信號，可對事物的活動狀態(tài)、行為特點、發(fā)展趨勢等做出判斷，因此，音頻信號采集廣泛應用于害蟲防治、健康監(jiān)測、災害預防等各種領域。隨著計算機網(wǎng)絡、無線通信等技術(shù)的日益普及，越來越多的應用場合要求現(xiàn)有音頻信號采集裝置能夠接入網(wǎng)絡，使得采集到的音頻信號可通過網(wǎng)絡傳輸?shù)竭h程計算機進行處理?，F(xiàn)有音頻信號采集裝置都是按照乃奎斯特采樣定律規(guī)定的方式構(gòu)建，當利用這些采集裝置對頻譜范圍較寬的音頻信號進行采集時，采集過程產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)不僅要占用采集裝置大量的存儲資源，而且高速采集和大量數(shù)據(jù)處理將迅速消耗采集裝置擁有的計算、電能等資源；另外，由于網(wǎng)絡帶寬總是有限的，當連接在網(wǎng)絡上的采集裝置較多時，有限帶寬網(wǎng)絡很難實現(xiàn)大量采集數(shù)據(jù)的實時、可靠傳輸。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種低消耗的音頻信號采集裝置，該裝置在保留音頻信號原始特征，不丟失音頻信號特征參數(shù)的前提下，可極大減少采集過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量，降低信號采集、數(shù)據(jù)處理過程中的資源消耗量，使得帶寬有限的通信網(wǎng)絡也能實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實時傳輸。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)解決方案—種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，其特征在于包括聲電傳感模塊、信號調(diào)理模塊、微控制器、通信模塊和電源模塊；所述聲電傳感模塊的輸出端與信號調(diào)理模塊的輸入端連接，所述信號調(diào)理模塊的輸出端與微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，所述微控制器的輸出端與通信模塊相連，所述通信模塊接收微控制器輸出的信號并將其傳送至遠程終端，所述電源模塊為整個裝置提供電能。所述微控制器內(nèi)置有能夠?qū)π盘栒{(diào)理模塊輸出信號進行高斯隨機采樣的控制軟件，該軟件可改變微控制器模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入通道的采樣間隔。所述微控制器為內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入通道的低功耗單片機或數(shù)字信號處理器。所述聲電傳感器為麥克風或駐極體傳聲器。所述信號調(diào)理模塊為音頻濾波器或音頻放大器模塊。所述通信模塊為RS232、RS485、CAN總線、以太網(wǎng)、GSM、CDMA或無線射頻通信模塊。所述電源模塊為電池或直流穩(wěn)壓電源。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是[0015]基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，通過聲電傳感模塊采集音頻信號，經(jīng)過信號調(diào)理后，微控制器對信號調(diào)理模塊輸出信號進行高斯隨機采樣，在保留聲音信號原始特征的同時，可極大減少聲音信號采樣過程獲取的數(shù)據(jù)量，降低采樣頻率，減少采集過程和數(shù)據(jù)處理過程的計算、存儲、電能資源消耗量，采集結(jié)果便于通過帶寬有限的通信網(wǎng)絡進行實時傳輸和遠程信號處理裝置的進一步后續(xù)處理。

圖1為本實用新型內(nèi)部各模塊連接圖。圖2為本實用新型內(nèi)置軟件流程圖。
具體實施方式
本實施例中，參照圖1所示，一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，包括聲電傳感模塊、信號調(diào)理模塊、微控制器、通信模塊和電源模塊。各模塊之間的連接關(guān)系是所述聲電傳感模塊的輸出端與信號調(diào)理模塊的輸入端連接，所述信號調(diào)理模塊的輸出端與微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，所述微控制器的輸出端與通信模塊相連，所述通信模塊接收微控制器輸出的信號并將其傳送至遠程終端，所述電源模塊為整個裝置提供電能。所述聲電傳感器模塊為各種麥克風，也可采用駐極體傳聲器。所述信號調(diào)理模塊為各種音頻濾波器，也可采用音頻放大器。所述微控制器為內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入通道的低功耗單片機，也可使用數(shù)字信號處理器。所述通信模塊為RS232、RS485、CAN總線、以太網(wǎng)、GSM、CDMA或無線射頻通信模塊。所述電源模塊為電池，也可采用直流穩(wěn)壓電源。微控制器內(nèi)置有能夠?qū)π盘栒{(diào)理模塊輸出信號進行高斯隨機采樣的控制軟件，該軟件可改變微控制器模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入通道的采樣間隔。參照圖2所示，基于高斯采樣的音頻信號采集裝置的工作流程如下步驟(I):當裝置供電且程序初始化之后，微控制器設置各種高斯隨機采樣參數(shù)，包括隨機數(shù)發(fā)生器類型、初始隨機數(shù)種子、采樣時間窗、采樣次數(shù)等.步驟(2):微控制器計算高斯隨機數(shù)，根據(jù)高斯隨機數(shù)計算結(jié)果，微控制器計算下一個采樣時刻值，且按照下一個采樣時刻之設置定時器且啟動定時器中斷。步驟(3):微控制器等待定時器中斷產(chǎn)生，當定時器中斷產(chǎn)生，意味著采樣時刻來臨，此時，微控制器從與信號調(diào)理模塊輸出端連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道讀取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)寫入待發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)以便通信模塊進行數(shù)據(jù)發(fā)送。步驟(4):返回步驟(2)，進行下一次音頻信號采集。以上附圖1、附圖2所示的一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置是本實用新型的具體實施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本實用新型實質(zhì)性特點和進步，可根據(jù)實際的使用需要，對其進行形狀、大小、規(guī)格、材質(zhì)和色彩等方面的修改，還可根據(jù)實際需要選擇其他等同的模塊，在此不一一贅述。
權(quán)利要求1.一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，其特征在于包括聲電傳感模塊、信號調(diào)理模塊、微控制器、通信模塊和電源模塊；所述聲電傳感模塊的輸出端與信號調(diào)理模塊的輸入端連接，所述信號調(diào)理模塊的輸出端與微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，所述微控制器的輸出端與通信模塊相連，所述通信模塊接收微控制器輸出的信號并將其傳送至遠程終端，所述電源模塊為整個裝置提供電能。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，其特征在于所述微控制器為內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入通道的低功耗單片機或數(shù)字信號處理器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，其特征在于所述聲電傳感器為麥克風或駐極體傳聲器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，其特征在于所述信號調(diào)理模塊為音頻濾波器或音頻放大器模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，其特征在于所述通信模塊為RS232、RS485、CAN總線、以太網(wǎng)、GSM、CDMA或無線射頻通信模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，其特征在于所述電源模塊為電池或直流穩(wěn)壓電源。
專利摘要本實用新型涉及一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，包括聲電傳感模塊、信號調(diào)理模塊、微控制器、通信模塊和電源模塊；聲電傳感模塊的輸出端與信號調(diào)理模塊的輸入端連接，信號調(diào)理模塊的輸出端與微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，微控制器的輸出端與通信模塊相連，通信模塊接收微控制器輸出的信號并將其傳送至遠程終端，電源模塊為整個裝置提供電能。有益效果是通過聲電傳感模塊采集音頻信號，經(jīng)過信號調(diào)理后，微控制器對信號調(diào)理模塊輸出信號進行高斯隨機采樣，在保留聲音信號原始特征的同時，可極大減少聲音信號采樣過程獲取的數(shù)據(jù)量，降低采樣頻率，減少采集過程和數(shù)據(jù)處理過程的計算、存儲、電能資源消耗量，采集結(jié)果便于通過帶寬有限的通信網(wǎng)絡進行實時傳輸和遠程信號處理裝置的進一步后續(xù)處理。
文檔編號G10L19/00GK202905158SQ20122055645
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者郭小華, 韓安太 申請人:杭州職業(yè)技術(shù)學院, 韓安太