一种便携式噪声定位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种在环境声音或噪声状况检测与定位的便携式装置;该装置包括可充电电池、麦克风传感阵列、活动支架、角度器、处理器模块、显示模块等部分;所述的麦克风传感阵列依据活动支架与量角器的结构进行安装，量角器中心作为定位的原点，可伸缩支架及其延长线作为定位平面的X轴和Y轴;麦克风传感阵列构成了环境声音的信号采集模块；量角器、OLED显示模块进行环境噪声或声音强度与定位显示与指示。装置采用有效定位算法进行定位，并保存定位数据;该装置性能可靠，能耗低，使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式噪声定位装置
本技术涉及一种环境声音与噪声检测、噪声定位、现场设备故障诊断等的装置,特别是环境声音或噪声状况检测和定位的装置。
技术介绍
目前，在声音定位装置方面，哈尔滨工业大学的洪炳熔、朱晓光、王东木专利技术了一种对三维声音定位的耳机，它结合人的双耳进行定位；广西大学的龙邹、韦祖旺专利技术了一种无线信标声音定位系统，该系统采用声音发生和接收装置，并利用滤波器、比较器和中央控制器等进行定位；上海赢谊电子设备有限公司的施玉松、徐福成、滕涛、陈霄、李伟专利技术了一种应用在智能家居中的声音定位装置，由云台摄像机、多路声音采集阵列、声音定位装置、家庭智能主机和电源组成，使用FPGA和DSP器件实现声音定位；天津天地伟业数码科技有限公司的戴林、张海燕、陈运辉专利技术了球机声音定位跟踪方法，采用在球机自身或附近安装的4个以上的声音传感器，通过声音传感器采集并记录接收到声源信号时的时间，根据声音传感器接收到声源信号时的时间计算得出声源坐标，根据声源坐标控制球机摄像部分指向声源位置以实施监控；目前申请的声音定位的相关专利有36个，但都多是应用于监控系统，人的声音定位；只有部分与环境和设备声音定位有关。同时，目前的声音定位装置常采用麦克风阵列结合声音定位装置、或者比较器等来实现，并辅助其他设备如云台、耳机、无线收发装置实现声音的定位；这些装置一方面不能对环境声音的相关环境或设备的健康状态进行检测，另一方面存在携带不便、安装使用不便等问题，而且便携式装置需要实时、快速、简便的实现定位，目前定位算法计算复杂、资源要求多、高精度测量实现不便等特征不适合环境声音定位应用。并且，环境声音状况能反映环境噪声的大小、也能反映设备运行的状态，而目前户外可进行检测的装置数量很少。
技术实现思路
本技术专利的目的是提供适合在环境声音检测和定位应用的便携式装置；其结构包括可充电电池、麦克风传感阵列、活动支架、量角器、处理器模块和显示模块；所述的麦克风传感阵列通过导线与处理器模块的A/D转换接口相连接，所述的显示模块通过连接接口与处理器模块的SPI口相连接，所述的电源分别为上述的各用电部件供电；而所述的麦克风传感阵列是四个安装有麦克风的硬件电路板，所述的硬件电路板包括声音采集电路、信号放大电路；其特征在于麦克风传感阵列依据活动支架与量角器的结构进行安装，量角器中心作为定位的原点，支架及其延长线作为定位平面的X轴和Y轴。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一是采用STM32F103CDE的ARM芯片作为中央处理器；二是采用4个麦克风构成声音测量传感阵列，而这四个麦克风安装在活动支架的四个顶点上；三是采用量角器进行角度指示，并辅助0.96寸OLED进行显示；四是采用内部存储器保存数据，采用3V低电压工作，使用USART与电脑进行通信。本装置设有可充电电池、麦克风传感阵列、活动支架、角度器、处理器模块和显示模块；其中电池提供系统电源，麦克风传感阵列进行声音或噪声检测，活动支架、角度器提供定位基准，处理器模块进行定位计算与处理，显示模块进行测量结果的现场显示。装置所述的麦克风传感阵列通过导线与处理器模块相连接，所述的显示模块通过连接接口与处理器模块相连接，所述的电源分别为上述的各用电部件供电；而所述的麦克风传感阵列是四个安装有麦克风的硬件电路板，所述的硬件电路板包括声音采集电路、信号放大电路。本技术的有益效果是麦克风阵列结合活动支架、角度器，其定位可靠性高，使用方便，简单；所述的处理模块，具有速度高和存储容量大、处理能力强等特点，便于定位算法的实现和测量结果的保存；显示器模块进行现场显示，便于用户在不同场合下使用；使用的定位算法，便于在嵌入式系统中使用；采用低功耗的工作方式，装置在不同的耗电量情况下，500mAH的电池可以连续工作100小时以上。附图说明图1是本技术结构连接方框图，图中：1是由2个麦克风模块相距1米组成第1组麦克风对2是由2个麦克风模块相距1米组成第2组麦克风对3是量角器4是0.96’OLED显示模块5是处理器模块6是电源单元图2是本技术采用的简单的活动支架与量角器的结构形式1是麦克风模块2是可伸缩支架3是量角器具体实施方式以下结合附图和实例，对依据本技术提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：如图1所示，一种便携式环境声音检测与定位装置，该装置包括第1组麦克风对1，第2组麦克风对2，这2个部分构成了环境声音检测与定位的信号采集模块；量角器3用硬纸刻画刻度做成；它结合0.96’OLED显示模块4构成环境噪声或声音强度与定位显示与指示模块；装置中的信号采集模块、强度与定位显示模块与处理器模块5相连；而处理器模块5进行噪声强度、定位计算，并存储数据到内部存储器中，数据包括时间、噪声强度、定位信息等；电源6包括电池与开关组成，它为系统提供电源供给。图1所述的麦克风模块1、2由Φ3驻极体传声器、信号放大电路组成；驻极体传声器采用全向型传声器，它的测量频率范围是50~20000Hz；信号放大电路是使用运算放大器LM324做成的交流自举放大电路，放大倍数是10-1000倍，可调节；工作电压3.3V，输出模拟信号，中心电平是1.15V。图1所述的量角器3采用全圆量角器，直径为15-20cm，分辨率为6度；图1所述的0.96‘OLED显示模块4，模块中OLED驱动芯片采用SSD1306，模块采用SPI总线与处理器STM32F103CDE相连，模块工作电压3.3V。图1所述的处理器模块5由STM32F103CDE处理器最小系统、32.768kHz时钟晶振、USART输出接口、按键、稳压芯片AMS117-3.3V等组成；模块采用中等容量STM32处理器，闪存为64K，RAM为20K；模块采用Cortex-M3的32RISC处理器，使用内部集成上电复位(POR)/掉电复位(PDR)电路进行电源管理；模块采用内部集成的实时时钟，由不间断电池供电，使用外部晶体的32.768kHz，产生实时时间，时间设置开始可以通过串口设置；模块采用后备寄存器保存最后一次定位或按键确定的定位信息，包括时间、噪声强度、定位信息等；模块使用自带的4通道A/D，由1路ADC分时进行声音采集，每通道的采样频率为40kHz左右。图1所述的电源由3V钮扣电池，4.8V可充电聚酯电池（500mAH组成）、开关组成，钮扣电池与处理器模块的时钟供电端VBAT相连接；4.8V电池经开关与处理器模块相连接,为整个装置提供电源。所述的麦克风模块按照图2的活动支架与量角器的结构进行安装；四个麦克风模块1分别处在可伸缩支架2的四个端，中间由量角器3组成。所形成的机械结构中，量角器中心作为定位的原点，它也是可伸缩支架的交叉点；可伸缩支架及其延长线作为定位平面的X轴和Y轴。采用的定位方法以到达时间差、信号强度值，并结合信号频谱特征进行定位；实施方法是测量并记录峰值到达时间、频谱峰值与频率大小、计算峰值强度到达圆弧交线，转换成方向角与距离进行定位。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境声音或噪声状况检测与定位的便携式装置，该装置包括可充电电池、麦克风传感阵列、活动支架、量角器、处理器模块和显示模块；所述的麦克风传感阵列通过导线与处理器模块的A/D转换接口相连接，所述的显示模块通过连接接口与处理器模块的SPI口相连接，所述的可充电电池分别为上述的各用电部件供电；而所述的麦克风传感阵列是四个安装有麦克风的硬件电路板，硬件电路板包括声音采集电路、信号放大电路。

【技术特征摘要】
1.一种环境声音或噪声状况检测与定位的便携式装置，该装置包括可充电电池、麦克风传感阵列、活动支架、量角器、处理器模块和显示模块；所述的麦克风传感阵列通过导线与处理器模块的A/D转换接口相连接，所述的显示模块通过连接接口与处理器模块的SPI口相连接，所述的可充电电池分别为上述的各用电部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓昌建，谢晓娜，龙婷，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，邓昌建，
类型：新型
国别省市：四川,51