新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)，包括安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片，安裝在聲源小車中的主控芯片，聲音發(fā)送模塊，采用高音喇叭與小車組成可移動(dòng)的聲源，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，采用L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，通過調(diào)節(jié)PWM波的占空比來精確調(diào)節(jié)車速；聲光報(bào)警模塊和三個(gè)聲音接收模塊。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在聲源定位中的應(yīng)用，利用聲音傳播不同的距離的時(shí)間差來測試距離，從而獲得了聲源所在的空間位置，應(yīng)用范圍廣。
【專利說明】
新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及引導(dǎo)定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在我們?nèi)粘５纳?、工業(yè)生產(chǎn)中，聲音導(dǎo)引有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，例如，電子導(dǎo)盲犬，就可以利用我們系統(tǒng)的方案得以實(shí)現(xiàn)，用聲音傳感器接受某一特定頻率的聲音，通過對(duì)聲音源的分析處理來得到其精確地理位置，配合GSP衛(wèi)星定位技術(shù)或其他的網(wǎng)絡(luò)(GSM等)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市的導(dǎo)盲系統(tǒng)。由于聲音傳播不需要特定的介質(zhì)(真空除外)，使得這一技術(shù)的應(yīng)用的范圍很廣，在城市交通的立體車庫中，公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，生物研究方面，軍事精確目標(biāo)定位等方面都有著其重要的應(yīng)用場合，而這一技術(shù)還會(huì)隨著其他技術(shù)的發(fā)展(濾波算法)而加大應(yīng)用場合。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在聲源定位中的應(yīng)用，利用聲音傳播不同的距離的時(shí)間差來測試距離，從而獲得了聲源所在的空間位置，應(yīng)用范圍廣。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:
[0005]新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)，包括
[0006]安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片，采用C8051F040單片機(jī)，用于接收聲音接收模塊采集到的信號(hào)，得出誤差信號(hào)，從而對(duì)小車發(fā)出指令；
[0007]安裝在聲源小車中的主控芯片，采用C8051F040單片機(jī)，用于通過無線收發(fā)模塊接收安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片的控制命令，引導(dǎo)聲源小車進(jìn)行運(yùn)動(dòng);C8051F040是一個(gè)超低功耗，和標(biāo)準(zhǔn)8051F系列單片機(jī)相比較具有運(yùn)算速度快，抗干擾能力強(qiáng)，支持ISP在線編程，電路設(shè)計(jì)簡單、價(jià)格低廉，精確度和運(yùn)算速度也都完全符合系統(tǒng)的要求；
[0008]聲音發(fā)送模塊，采用高音喇叭與小車組成可移動(dòng)的聲源，高音喇叭的中心頻率選擇為5kHz，用NE555產(chǎn)生音頻信號(hào)；
[0009]電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，采用L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，L298N是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，它響應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端，通過調(diào)節(jié)PWM波的占空比來精確調(diào)節(jié)車速;用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良；
[0010]聲光報(bào)警模塊，由發(fā)光二極管和蜂鳴器構(gòu)成，用來提示小車有沒有到達(dá)預(yù)定的位置；
[0011 ]三個(gè)聲音接收模塊，采用駐極體式麥克風(fēng)，用于接收聲音發(fā)送模塊發(fā)送的音頻信號(hào)并對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，放大，整形后，產(chǎn)生方波信號(hào)，與安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片通信;其特點(diǎn)是耐用，靈敏度較高，在測試中完全可以達(dá)到要求，并且價(jià)格低；
[0012]還包括一顯示模塊，采用液晶顯示屏，用于顯示檢測結(jié)果
[0013]還包括一電源模塊，用于為用電模塊供電。
[0014]所述無線收發(fā)模塊，采用nRF905單片無線收發(fā)器，可以自動(dòng)完成處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))的工作，可由片內(nèi)硬件自動(dòng)完成曼徹斯特編碼/解碼，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低。
[0015]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0016]實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在聲源定位中的應(yīng)用，利用聲音傳播不同的距離的時(shí)間差來測試距離，從而獲得了聲源所在的空間位置，應(yīng)用范圍廣。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)中的信號(hào)波形示意圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)，包括
[0022]安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片，采用C8051F040單片機(jī)，用于接收聲音接收模塊采集到的信號(hào)，得出誤差信號(hào)，從而對(duì)小車發(fā)出指令；
[0023]安裝在聲源小車中的主控芯片，采用C8051F040單片機(jī)，用于通過無線收發(fā)模塊接收安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片的控制命令，引導(dǎo)聲源小車進(jìn)行運(yùn)動(dòng);C8051F040是一個(gè)超低功耗，和標(biāo)準(zhǔn)8051F系列單片機(jī)相比較具有運(yùn)算速度快，抗干擾能力強(qiáng)，支持ISP在線編程，電路設(shè)計(jì)簡單、價(jià)格低廉，精確度和運(yùn)算速度也都完全符合系統(tǒng)的要求；
[0024]聲音發(fā)送模塊，采用高音喇叭與小車組成可移動(dòng)的聲源，高音喇叭的中心頻率選擇為5kHz，用NE555產(chǎn)生音頻信號(hào)；
[0025]電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，采用L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，L298N是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，它響應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端，通過調(diào)節(jié)PWM波的占空比來精確調(diào)節(jié)車速;用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良；
[0026]聲光報(bào)警模塊，由發(fā)光二極管和蜂鳴器構(gòu)成，用來提示小車有沒有到達(dá)預(yù)定的位置；
[0027]三個(gè)聲音接收模塊，采用駐極體式麥克風(fēng)，用于接收聲音發(fā)送模塊發(fā)送的音頻信號(hào)并對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，放大，整形后，產(chǎn)生方波信號(hào)，與安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片通信;其特點(diǎn)是耐用，靈敏度較高，在測試中完全可以達(dá)到要求，并且價(jià)格低；
[0028]還包括一顯示模塊，采用液晶顯示屏，用于顯示檢測結(jié)果
[0029]還包括一電源模塊，用于為用電模塊供電。
[0030]所述無線收發(fā)模塊，采用nRF905單片無線收發(fā)器，可以自動(dòng)完成處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))的工作，可由片內(nèi)硬件自動(dòng)完成曼徹斯特編碼/解碼，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低。
[0031]本具體實(shí)施的原理如圖1所示，AB與AC垂直，Ox是AB的中垂線，(Ty是AC的中垂線，W是Ox和O、的交點(diǎn)。新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)有一個(gè)可移動(dòng)聲源S，三個(gè)聲音接收器A、B和C，聲音接收器之間可以有線連接，聲音接收器能利用可移動(dòng)聲源和接收器之間的不同距離，產(chǎn)生一個(gè)可移動(dòng)聲源離Ox線(或O、線)的誤差信號(hào)，并用無線方式將此誤差信號(hào)傳輸至可移動(dòng)聲源，引導(dǎo)其運(yùn)動(dòng)，可移動(dòng)聲源運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)必須在Ox線右側(cè)，位置可以任意指定。
[0032]可移動(dòng)聲源產(chǎn)生的信號(hào)為周期性音頻脈沖信號(hào)，如圖2所示，聲音信號(hào)頻率不限，脈沖周期不限。
[0033]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，包括 安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片，采用C8051F040單片機(jī)，用于接收聲音接收模塊采集到的信號(hào)，得出誤差信號(hào)，從而對(duì)小車發(fā)出指令； 安裝在聲源小車中的主控芯片，采用C8051F040單片機(jī)，用于通過無線收發(fā)模塊接收安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片的控制命令，引導(dǎo)聲源小車進(jìn)行運(yùn)動(dòng)； 聲音發(fā)送模塊，采用高音喇叭與小車組成可移動(dòng)的聲源，高音喇叭的中心頻率選擇為5kHz，用NE555產(chǎn)生音頻信號(hào)； 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，采用L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，通過調(diào)節(jié)P麗波的占空比來精確調(diào)節(jié)車速；聲光報(bào)警模塊，由發(fā)光二極管和蜂鳴器構(gòu)成，用來提示小車有沒有到達(dá)預(yù)定的位置；三個(gè)聲音接收模塊，采用駐極體式麥克風(fēng)，用于接收聲音發(fā)送模塊發(fā)送的音頻信號(hào)并對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，放大，整形后，產(chǎn)生方波信號(hào)，與安裝在液晶顯示屏內(nèi)的主控芯片通?目O2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，還包括一顯示模塊，采用液晶顯示屏，用于顯示檢測結(jié)果。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，還包括一電源模塊，用于為用電模塊供電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型聲音引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，所述無線收發(fā)模塊采用nRF905單片無線收發(fā)器，可以自動(dòng)完成處理字頭和CRC循環(huán)冗余碼校驗(yàn)的工作，可由片內(nèi)硬件自動(dòng)完成曼徹斯特編碼/解碼，使用SPI接口與微控制器通信。
【文檔編號(hào)】G01S5/18GK205450258SQ201520877436
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日
【發(fā)明人】尚冬梅, 安靜宇, 劉黨軍, 白云, 劉琳靜
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué)