一种基于无线网的工业环境噪声监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线网的工业环境噪声监控系统，包含监控终端以及与其连接的数据检测终端，所述数据检测终端包含驻极体传感器、模数转换器、放大电路、V/F变换模块、微控制器模块、无线通信模块、译码器、LED数码管和电源模块，所述驻极体传感器依次通过模数转换器、放大电路、V/F变换模块连接微控制器模块，所述微控制器模块通过译码器连接LED数码管，所述无线通信模块和电源模块分别与微控制器模块连接，本发明专利技术工作稳定、性能良好、成本较低，经校验定标后能满足一般民用需要，可广泛应用于工矿企业、机关、学校等需要对环境噪声进行测量和控制的场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境噪声自动检测
，尤其涉及一种基于无线网的工业环境噪声监控系统。
技术介绍
环境噪声监测，是人类提高生活质量，加强环境保护的一个重要环节，在各大城市的繁华街区和居民区，已有大型环境噪声显示器竖立街头。但目前国内的便携式噪声测试仪，多为价格昂贵的进口专用设备，除卫生、计量等环保专业部门拥有外，无法作为民用品推广普及。目前，数据采集与处理的新技术、新方法直接或间接地引发其革新和变化，实时监控与仿真技术(所述仿真技术包括传感器、数据采集、微机芯片数据、可编程控制器PLC、现场总线处理、流程控制、曲线与动画显示、自动故障诊断与报表输出等)把数据采集与处理技术提高到一个崭新的水平。随着我国经济的快速发展和社会的不断进步，环保的要求深入人心，生活环境的噪声问题已在社会上引起越来越多的关注，噪声监测成为环保部门的必要工作。然而，迄今为止，我国环保部门检测数据存在大量在管理、硬件成本等方面的巨大支出，较难实现统一管理与信息共享，使得管理效率低、设备投入费用大，后期管理维护成本高，无法充分发挥信息化技术的高效率。例如申请号为“201220490809.3”的一种实现环境噪声远程监测的系统，其包括将声信号转换成模拟电压信号的噪声测量仪、数据采集卡、具备Labview开发模块的现场端计算机和客户端计算机，所述噪声测量仪的输出端与数据采集卡的输入端相连，所述数据采集卡的输出端与现场端计算机的输入端相连，所述现场端计算机与客户端计算机间通过网络双向连接。本技术有效解决了现有的噪声监测系统存在的投资维护成本高、管理效率低、监测信息不能共享等问题，提高了工作效率，降低了硬件和管理及维护成本，具有极强的实用性，可广泛推广应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种基于无线网的工业环境噪声监控系统，其能够实时检测环境的噪声参数，完成对噪声的实时监控。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于无线网的工业环境噪声监控系统，包含监控终端以及与其连接的数据检测终端，所述数据检测终端包含驻极体传感器、模数转换器、放大电路、V/F变换模块、微控制器模块、无线通信模块、译码器、LED数码管和电源模块，所述驻极体传感器依次通过模数转换器、放大电路、V/F变换模块连接微控制器模块，所述微控制器模块通过译码器连接LED数码管，所述无线通信模块和电源模块分别与微控制器模块连接，包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间；所述放大电路包括低噪声放大器、功分器、第一滤波器、第二滤波器、第一放大器、第二放大器、合成器、第三放大器和第三滤波器，其中，LNA的输出端连接功分器的输入端，而功分器的输出端分别连接第一、二滤波器的输入端，所述第一、二滤波器的输出端分别经由第一、二放大器连接合成器的输入端，该合成器的输出端经由第三放大器连接第三滤波器的输入端。作为本专利技术一种基于无线网的工业环境噪声监控系统的进一步优选方案，所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块。作为本专利技术一种基于无线网的工业环境噪声监控系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用芯片型号为SPCE061A的微处理器。作为本专利技术一种基于无线网的工业环境噪声监控系统的进一步优选方案，所述V/F变换模块的芯片型号为LM331。作为本专利技术一种基于无线网的工业环境噪声监控系统的进一步优选方案，所述译码器的芯片型号为74LS248。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术以SPCE061A的微处理器为核心，采用V／F转换技术构成的低成本、便携式数字显示环境噪声检测装置，然后通过无线传感器网络组成噪声监控的监控中心，实现实时对环境的噪声监测。本专利技术工作稳定、性能良好、成本较低，经校验定标后能满足一般民用需要，可广泛应用于工矿企业、机关、学校等需要对环境噪声进行测量和控制的场合；2、本专利技术以微型温差发电器作为能量源，以德州仪器公司的超低功耗能量管理芯片BQ25504作为DC-DC升压变换器实现了可以从低至80mV的能量源采集能量，并利用外围电路实现对能量源的最大功率点跟踪控制，并结合能量缓冲器在必要时存储能量，然后通过MIC841N双电压比较器和TPS78001超低压差线性稳压器，实现了微型温差能量的有效采集和利用。附图说明图1是本专利技术数据检测终端的结构原理图；图2是本专利技术数据检测终端放大电路的结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：一种基于无线网的工业环境噪声监控系统，包含监控终端以及与其连接的数据检测终端，如图1所示，所述数据检测终端包含驻极体传感器、模数转换器、放大电路、V/F变换模块、微控制器模块、无线通信模块、译码器、LED数码管和电源模块，所述驻极体传感器依次通过模数转换器、放大电路、V/F变换模块连接微控制器模块，所述微控制器模块通过译码器连接LED数码管，所述无线通信模块和电源模块分别与微控制器模块连接；其中，驻极体传感器，用于将周边环境噪声转换成电信号；放大电路，用于对转换成电信号的环境噪声进行三级放大处理；V/F变换模块，用于将放大处理后的电信号转换成频率信号传输至微控制器模块；微控制器模块，用于根据接收的频率信号输出脉冲频率，进而得出噪声声压；译码器，用于对微控制器模块分析得出的噪声声压进行译码，进而通过LED数码管显示。所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块。如图2所示，所述放大电路包括低噪声放大器、功分器、第一滤波器、第二滤波器、第一放大器、第二放大器、合成器、第三放大器和第三滤波器，其中，LNA的输出端连接功分器的输入端，而功分器的输出端分别连接第一、二滤波器的输入端，所述第一、二滤波器的输出端分别经由第一、二放大器连接合成器的输入端，该合成器的输出端经由第三放大器连接第三滤波器的输入端。所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间。本专利技术以微型温差发电器作为能量源，以德州仪器公司的超低功耗能量管理芯片BQ25504作为DC-DC升压变换器实现了可以从低至80mV的能量源采集能量，并利用外围电路实现对能量源的最大功率点跟踪控制，并结合能量缓冲器在必要时存储能量，然后通过MIC841N双电压比较器和TPS78001超低压差线性稳压器，实现了微型温差能量的有效采集和利用。微型温差发电器供电的无线传感器网络节点的发射端结构由温差电能收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线网的工业环境噪声监控系统，其特征在于：包含监控终端以及与其连接的数据检测终端，所述数据检测终端包含驻极体传感器、模数转换器、放大电路、V/F变换模块、微控制器模块、无线通信模块、译码器、LED数码管和电源模块，所述驻极体传感器依次通过模数转换器、放大电路、V/F变换模块连接微控制器模块，所述微控制器模块通过译码器连接LED数码管，所述无线通信模块和电源模块分别与微控制器模块连接，所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间；所述放大电路包括低噪声放大器、功分器、第一滤波器、第二滤波器、第一放大器、第二放大器、合成器、第三放大器和第三滤波器，其中，LNA 的输出端连接功分器的输入端，而功分器的输出端分别连接第一、二滤波器的输入端，所述第一、二滤波器的输出端分别经由第一、二放大器连接合成器的输入端，该合成器的输出端经由第三放大器连接第三滤波器的输入端。...

【技术特征摘要】
1.一种基于无线网的工业环境噪声监控系统，其特征在于：包含监控终端以及与其连接的数据检测终端，所述数据检测终端包含驻极体传感器、模数转换器、放大电路、V/F变换模块、微控制器模块、无线通信模块、译码器、LED数码管和电源模块，所述驻极体传感器依次通过模数转换器、放大电路、V/F变换模块连接微控制器模块，所述微控制器模块通过译码器连接LED数码管，所述无线通信模块和电源模块分别与微控制器模块连接，所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间；所述放大电路包括低噪声放大器、功分器、第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：范磊，
申请(专利权)人：江苏智石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32