本发明专利技术公开了一种基于传声器阵列的环境噪声方位分布测量装置，该装置采用传声器阵列形式和具有强处理能力的可编程控制器，结构紧凑，外形规则，通用性好，轻便节能，具有多种通信接口方式，易于便携和组网使用。测量装置能够放置在噪音发源地如建筑施工地或场所附近，采用自适应波束形成算法，能够监测当地噪声在不同方位来向的声级分布情况，方便快捷地为监管执法人员提供有效的数据证据。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于传声器阵列的环境噪声方位分布测量装置，该装置采用传声器阵列形式和具有强处理能力的可编程控制器，结构紧凑，外形规则，通用性好，轻便节能，具有多种通信接口方式，易于便携和组网使用。测量装置能够放置在噪音发源地如建筑施工地或场所附近，采用自适应波束形成算法，能够监测当地噪声在不同方位来向的声级分布情况，方便快捷地为监管执法人员提供有效的数据证据。【专利说明】一种基于传声器阵列的环境噪声方位分布测量装置
本专利技术涉及一种环境噪声测量装置，特别是一种基于传声器阵列的环境噪声方位分布测量装置。
技术介绍
声学是现代社会的重要学科之一，广泛应用于自然科学研究与工程技术应用领域。声级计是一种最基本最常用的声学测量仪器，其基本功能是根据国际标准和国家标准规定的频率计权和时间计权测量声压级。它既是工业生产中作为检测机器工作状态的手段之一，也是环境监测中测量噪声的主要仪器。传统的声级计以模拟电路为主，运用集成运放、电阻、电容等器件组成频率计权网络、有效值检波以及对数运算电路等部分，但是由于模拟元件的精度和稳定性难以保证，传统的声级计难以满足越来越高的要求。随着数字信号处理技术及相关器件的快速发展，多种数字式声级计逐步替代了传统的声级计。当前，随着城市现代化建设的发展，人民生活水平大幅提高，噪声污染备受关注。其中，噪声的时空分布就是困扰管理部门的主要问题之一。以城市交通噪声为例，近年来，随着汽车保有量的快速增加、轨道交通网的不断发展，城市交通噪声污染在日益加剧的基础上还呈现出复杂性、多样性的特征:声源组成异常复杂，交通干道两侧区域成为噪声污染集中区，立体化的道路布局形成了立体分布的声场。上述状况要求城市声环境管理部门在进行噪声监测、执法等工作时能够获得指定方向传播过来的噪声声级等信息。现有的声级计均采用单个传声器形式，其声级测量结果没有方向分辨能力。如深圳大学的中国专利200920134112.0提出的“一种数字式声级计”虽然将信号滤波、计权网络等处理操作都采用了数字信号处理方式，但是声级计仅采用单个传声器，其测量并显示的计权声压级结果为测量点周围所有声源在测量点共同作用的结果，无法获得指定方向传播过来的噪声声级。如福建植桐电子科技有限公司的中国专利201020610832.2提出的“基于WIFI的超低功耗数字声级计”虽然能够通过WIFI网络上传噪声声级数据，但是该技术方案仍存在明显的缺点:一是方案中的A计权放大器、有效值检波和对数变换器均采用模拟电路形式，精度和稳定性等性能受到局限；二是仍采用单个传声器，其声级测量结果没有方向分辨能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种外形规整易于使用、运输、存放的基于传声器阵列的环境噪声方位分布测量装置。实现本专利技术目的的技术解决方案为:一种基于传声器阵列的环境噪声方位分布测量装置，包括扁平手持式外壳、传声器阵列、液晶显示屏、按键、内置电池、电源输入切换及充电控制模块和可编程处理板； 其中传声器阵列、内置电池、电源输入切换及充电控制模块和可编程处理板均位于扁平手持式外壳壳体内，扁平手持式外壳背面上部方形区域的四个角上各开有一个透声孔，透声孔与传声器阵列的位置相对应，扁平手持式外壳正面上部方形区域内嵌液晶显示屏，正面下部区域布置了按键，扁平手持式外壳的底端还开有外部电源输入接口及通讯接口，内置电池和外部电源输入接口通过电源输入切换及充电控制模块与可编程处理板相连。所述传声器阵列包括四个传声器。所述传声器为电容传声器、驻极体传声器或娃微传声器。所述可编程处理板包括信号调理电路、多路同步模数转换电路、可编程控制处理器、程序及数据存储电路和通讯接口电路，所述信号调理电路、多路同步模数转换电路、可编程控制处理器、程序及数据存储电路依次相连，其中信号调理电路接收传声器阵列输出信号，经过隔直、放大、阻抗变换处理后传输给多路同步模数转换电路，多路同步模数转换电路将输入模拟信号转换为数字信号后传输给可编程控制处理器，可编程控制处理器首先采用宽带自适应波束形成算法将接收主波束对准扁平手持式外壳背面上部方形区域正对方向，同时抑制其他来向的噪声信号，然后针对接收主波束输出确定相应计权声压级； 所述通讯接口电路与可编程控制处理器相连，该通讯接口电路包括RS232接口和RS485接口，可编程控制处理器将处理结果在液晶显示屏上显示，同时通过上述通讯接口电路将处理结果输至其他设备 。所述可编程控制处理器为DSP、ARM、FPGA或单片机。电源输入切换及充电控制模块包括锂电池充电管理芯片U2、第一 P沟道MOSFET芯片Q1、第二 P沟道MOSFET芯片Q2、第三P沟道MOSFET芯片Q3、第一二极管Dl、第二二极管D2、第一插座Jl、第二插座J2、第一电感L1、第一电容Cl、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻RlO和第十一电阻Rll;上述锂电池充电管理芯片U2的型号为SY6952A，第一插座Jl为连接外部电源+5V输入的插座，第二插座J2为连接装置内置电池的插座，第一 P沟道MOSFET芯片Q1、第二 P沟道MOSFET芯片Q2和第三P沟道MOSFET芯片Q3的型号为SI4447，第一二极管Dl为发光二极管，第二二极管D2的型号为BAT54 ；其中第二二极管D2的正端接外部电源+5V输入，负端与第一电阻Rl相连，第一电阻Rl的另一端与第一电容Cl相连，第一电容Cl另一端接地；第二电阻R2和第三电阻R3串联后与第一电容Cl并联,共同完成外部电源输入到锂电池充电管理芯片U2的SIN管脚进行检测用时实现EN管脚的上拉功能；第四电阻R4—端与外部电源+5V输入相连，另一端与第一二极管Dl的正端相连，第一二极管Dl的负端连接锂电池充电管理芯片U2的STAT管脚，完成电池充电工作时的状态指示功能，第一 P沟道MOSFET芯片Ql的漏极接接外部电源+5V输入，源极与第二 P沟道MOSFET芯片Q2的源极相连，第一 P沟道MOSFET芯片Ql和第二 P沟道MOSFET芯片Q2的栅极均与第五电阻R5的一端相连,第五电阻R5的另一端连接锂电池充电管理芯片U2的INDRV管脚，完成外部电源+5V输入是否接入系统供电回路的切换开关功能；第一 P沟道MOSFET芯片Ql和第二 P沟道MOSFET芯片Q2的源极均与第六电阻R6的一端相连，第六电阻R6的另一端与锂电池充电管理芯片U2的CMDRV管脚相连，第二 P沟道MOSFET芯片Q2的漏极与锂电池充电管理芯片U2的IN管脚以及NC管脚相连，另外还连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接锂电池充电管理芯片U2的SYS管脚，该管脚电压即为接入可编程处理板上后续供电电路的电源输入；通过第二插座J2接入的电池正端与锂电池充电管理芯片U2的BAT管脚相连，用于锂电池充电管理芯片U2检测是否存在电池，同时还与第八电阻R8和第九电阻R9相连，第八电阻R8和第九电阻R9并联后与锂电池充电管理芯片U2的RS管脚相连，负责电池充电时的电流检测功能，同时还连接第一电感LI的一端，第一电感LI的另一端连接锂电池充电管理芯片U2的LX管脚，共同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于传声器阵列的环境噪声方位分布测量装置，其特征在于，包括扁平手持式外壳[5]、传声器阵列[1]、液晶显示屏[2]、按键[3]、内置电池[6]、电源输入切换及充电控制模块[16]和可编程处理板[7]；其中传声器阵列[1]、内置电池[6]、电源输入切换及充电控制模块[16]和可编程处理板[7]均位于扁平手持式外壳壳体内，扁平手持式外壳[5]背面上部方形区域的四个角上各开有一个透声孔[8]，透声孔[8]与传声器阵列[1]的位置相对应，扁平手持式外壳[5]正面上部方形区域内嵌液晶显示屏[2]，正面下部区域布置了按键[3]，扁平手持式外壳[5]的底端还开有外部电源输入接口[15]及通讯接口[4]，内置电池[6]和外部电源输入接口[15]通过电源输入切换及充电控制模块[16]与可编程处理板[7]相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵兆，许志勇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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