本實(shí)用新型涉及一種環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)的裝置，主要功能是實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境中的噪聲頻率，屬于噪音檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，隨著現(xiàn)代工業(yè)和科技的發(fā)展，噪聲隨處可見(jiàn)，噪聲對(duì)人體健康有著嚴(yán)重的危害，并且已經(jīng)影響了人們的日常生活，如今人們對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高，因此對(duì)于噪聲的監(jiān)測(cè)已經(jīng)變得必不可少。市場(chǎng)上現(xiàn)在出現(xiàn)的噪聲檢測(cè)儀的功能偏向于檢測(cè)噪聲大小，且是近距離的操控，從而對(duì)數(shù)據(jù)采集、分析的功能得到的結(jié)果也不太客觀(guān)，為找到噪聲源和消除噪聲增加了難度。

現(xiàn)有的環(huán)境噪聲源分析的不足，對(duì)噪聲源信息采集不足，遠(yuǎn)程監(jiān)控的問(wèn)題，數(shù)據(jù)庫(kù)形成不足及無(wú)法智能分析等。由于遠(yuǎn)程上傳分析和遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)數(shù)據(jù)的采集量較大，采集的數(shù)據(jù)首先需要在單片機(jī)內(nèi)先進(jìn)行一次處理運(yùn)算，然后壓縮數(shù)據(jù)量，對(duì)比分析，再然后進(jìn)行系統(tǒng)分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)的裝置，其目的在于：實(shí)現(xiàn)噪聲的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)USB或GPRS功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳分析，能夠清晰的知道噪聲的頻率和噪聲的大小，從而找到噪聲的主要發(fā)聲頻段。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案：

一種環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)的裝置，包括主控單元，采集模塊，數(shù)據(jù)處理分析顯示單元及電源，主控單元通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元與數(shù)據(jù)處理分析顯示單元連接，采集模塊與主控單元連接，將采集到的信號(hào)傳遞給主控單元，電源與主控單元連接為其供電，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理分析顯示單元包括傳聲器、差分運(yùn)放、音頻AD轉(zhuǎn)換器、處理器，所述采集模塊與傳聲器連接，所述傳聲器通過(guò)差分運(yùn)放與音頻AD轉(zhuǎn)換器連接，音頻AD轉(zhuǎn)換器通過(guò)音頻接口與處理器實(shí)現(xiàn)雙向通信，所述處理器內(nèi)置USB模塊、以太網(wǎng)模塊、GPRS單元、I2S模塊，所述處理器通過(guò)USB模塊、以太網(wǎng)模塊與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，所述GPRS單元與服務(wù)器連接，服務(wù)器與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向通信，本裝置能夠采集環(huán)境噪聲并分析，可以精確的顯示噪聲大小和頻率，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控。

所述主控單元嵌入式采用STMf4系列低功耗單片機(jī)，32位內(nèi)核，工作頻率最高為72MHz，內(nèi)置128K Flash、64K RAM和4K EEPROM，I/O端口，3.0~5.5V工作電壓，10路ADC、3個(gè)16位定時(shí)器，片內(nèi)十位ADC采樣。

所述音頻AD轉(zhuǎn)換器為24Bit。

所述差分運(yùn)放為高精度24位差分ADC采集模擬音頻信號(hào)，并通過(guò)I2S音頻傳輸協(xié)議把數(shù)字音頻信號(hào)傳輸?shù)紸RM核微控制器（MCU），提高采樣精度高以及信噪比。

所述傳聲器可以設(shè)置多路。

所述處理器為ARM Cortex-M4處理器STM32F407。

本實(shí)用新型的有益效果：

（1）本裝置能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程上傳分析，能通過(guò)遠(yuǎn)程終端進(jìn)行無(wú)線(xiàn)控制與數(shù)據(jù)顯示，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)設(shè)備與產(chǎn)品的無(wú)線(xiàn)互聯(lián)；

（2）本裝置采集信息量多，上傳速度快，通過(guò)遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)來(lái)存儲(chǔ)分析；

（3）本裝置具有信號(hào)穩(wěn)定，精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，儀器兼容各種控制、系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視，遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程報(bào)警，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析等功能；

（4）本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，易安裝；

（5）本裝置可以外接濾波器和記錄儀，對(duì)噪聲進(jìn)行頻譜分析。

附圖說(shuō)明

圖1:是本裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2:是本裝置功能設(shè)計(jì)單體示意圖。

其中：1 主控單元 2 數(shù)據(jù)傳輸單元 3 數(shù)據(jù)處理分析顯示單元 3-1 傳聲器 3-2 差分運(yùn)放 3-3 音頻AD轉(zhuǎn)換器 3-4 音頻接口 3-5 處理器 3-5-1 USB模塊 3-5-2 I2S模塊 3-5-3 以太網(wǎng)模塊 3-5-4 GPRS單元 3-6 PC機(jī) 3-7 服務(wù)器 4 采集模塊 5 電源。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述：

如圖1至2所示的環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)的裝置，包括主控單元1，采集模塊4，數(shù)據(jù)處理分析顯示單元3及電源5，主控單元1通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元2與數(shù)據(jù)處理分析顯示單元3連接，采集模塊4與主控單元1連接，將采集到的信號(hào)傳遞給主控單元1，電源5與主控單元1連接為其供電，所述數(shù)據(jù)處理分析顯示單元3包括傳聲器3-1、差分運(yùn)放3-2、音頻AD轉(zhuǎn)換器3-3、處理器3-5，所述采集模塊4與傳聲器3-1連接，所述傳聲器3-1通過(guò)差分運(yùn)放3-2與音頻AD轉(zhuǎn)換器3-3連接，音頻AD轉(zhuǎn)換器3-3通過(guò)音頻接口3-4與處理器3-5實(shí)現(xiàn)雙向通信，所述處理器3-5內(nèi)置USB模塊3-5-1、以太網(wǎng)模塊3-5-2、GPRS單元3-5-3、I2S模塊3-5-4，所述處理器3通過(guò)USB模塊3-5-1、以太網(wǎng)模塊3-5-2與PC機(jī)3-6實(shí)現(xiàn)通信，所述GPRS單元3-5-4與服務(wù)器3-7連接，服務(wù)器3-7與PC機(jī)3-6實(shí)現(xiàn)雙向通信，本裝置能夠采集環(huán)境噪聲并分析，可以精確的顯示噪聲大小和頻率，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控。

所述主控單元1嵌入式采用STMf4系列低功耗單片機(jī)，32位內(nèi)核，工作頻率最高為72MHz，內(nèi)置128K Flash、64K RAM和4K EEPROM，I/O端口，3.0~5.5V工作電壓，10路ADC、3個(gè)16位定時(shí)器，片內(nèi)十位ADC采樣。

所述音頻AD轉(zhuǎn)換器3-3為24Bit。

所述差分運(yùn)放3-2為高精度24位差分ADC采集模擬音頻信號(hào)，并通過(guò)I2S音頻傳輸協(xié)議把數(shù)字音頻信號(hào)傳輸?shù)紸RM核微控制器（MCU），提高采樣精度高以及信噪比。

所述傳聲器3-1可以設(shè)置多路。

所述處理器3-5為ARM Cortex-M4處理器STM32F407。

在噪聲計(jì)工作的過(guò)程中，是先通過(guò)聲音傳感器將外界的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，然后將電信號(hào)輸送給后面的各級(jí)電路從而實(shí)現(xiàn)聲音的測(cè)量。本噪聲檢測(cè)設(shè)備在充分消化吸收現(xiàn)有噪聲分析儀技術(shù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)的新型高精度噪聲分析儀，分析儀有全速USB接口，具有GPRS透?jìng)髂K，預(yù)留了以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口、以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化需求。本裝置具有如下特點(diǎn)：

（1）采用專(zhuān)為高性能專(zhuān)業(yè)音頻ADC設(shè)計(jì)的全差分式運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)傳聲器信號(hào)放大及濾波電路，抑制模擬音頻信號(hào)的偶次諧波，最大程度減少信號(hào)共模干擾；降低信號(hào)失真度并提高電路的信噪比。

（2）利用高精度24位差分ADC采集模擬音頻信號(hào)，并通過(guò)I2S音頻傳輸協(xié)議把數(shù)字音頻信號(hào)傳輸?shù)紸RM核微控制器（MCU），提高采樣精度高以及信噪比。

（3）研究開(kāi)發(fā)ARM Cortex-M4處理器STM32F407的全速USB以及以太網(wǎng)音頻傳輸模塊，ADC采樣數(shù)據(jù)以音頻流形式經(jīng)USB接口和以太網(wǎng)口發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行噪聲分析。

對(duì)于電源模塊我們采用的方案是，采用常用開(kāi)關(guān)電源，然后再把此開(kāi)關(guān)電源的電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。在嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，電源供電模塊設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中非常重要的一部分。系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定的工作，各模塊電源供應(yīng)是否穩(wěn)定是首先要確保的關(guān)鍵因素，而且在對(duì)嵌入式系統(tǒng)故障實(shí)例分析中發(fā)現(xiàn)電源的失效占了很大一部分比例，所以電源模塊供電電路設(shè)計(jì)必須引起我們足夠的重視。在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮系統(tǒng)各供電模塊電氣參數(shù)需求，還要考慮到電磁兼容、電源安全性、穩(wěn)定性、耐用性、可靠性等方面，最大程度確保電源模塊能長(zhǎng)時(shí)間有效運(yùn)行。

工作時(shí)將裝置按照預(yù)留接口標(biāo)識(shí)接入到供電電源上，確保各線(xiàn)連接正常并可靠接地，將傳聲器放置于需要測(cè)量的環(huán)境中；首先通過(guò)GPRS方式連接本裝置，打開(kāi)服務(wù)器和分析軟件；正常工作時(shí)先進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷數(shù)據(jù)是否有用存儲(chǔ)上傳或者丟棄，反復(fù)重復(fù)這一過(guò)程；在顯示軟件上可以清晰的觀(guān)察數(shù)據(jù)的變化，本裝置的數(shù)據(jù)量形成后，可以使用軟件查看歷史軌跡，分析環(huán)境噪聲的變化趨勢(shì)，可以實(shí)時(shí)查看噪聲源的頻率變化；

本實(shí)用新型主要功能是實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境中的噪聲頻率，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程可觀(guān)，并且精確度高，本裝置包括傳聲器，計(jì)權(quán)放大器，有效值檢波器，A/D轉(zhuǎn)換器，MCU,電源， GPRS單元，USB單元。可以外接濾波器和記錄儀，對(duì)噪聲進(jìn)行頻譜分析，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和軟件的噪聲系統(tǒng)分析。其可用于生活中，它能更方便的找到噪聲源，能夠更容易的消除噪音，從而變得更加環(huán)保，提高人類(lèi)的生活質(zhì)量。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

綜上，本實(shí)用新型達(dá)到預(yù)期目的。