柴油机音频信号采集装置制造方法及图纸

实用新型专利技术涉及音频采集技术领域，特别涉及一种柴油机音频信号采集装置。一种柴油机音频信号采集装置，包括主控模块、音频采集模块、音频信号分离模块、音频特征提取模块和电源模块；主控模块包括处理器、串口芯片、串口接口；处理器通过串口芯片、串口接口与所述音频采集模块建立通信连接；音频采集模块依次与音频信号分离模块、音频特征提取模块建立通信连接；音频采集模块设置于机舱内左右主机旁；音频信号分离模块对音频采集模块采集的音频进行分离；音频特征提取模块提取分离出来的音频信号；电源模块给整个装置提供电源。本实用新型专利技术通过采集船艇机舱柴油机的运行声音，进行音频信号分离、特征提取，为用户判断柴油机工作是否正常提供依据。

【技术实现步骤摘要】
柴油机音频信号采集装置
本技术涉及音频采集
，特别涉及一种柴油机音频信号采集装置。
技术介绍
柴油机运行时的声音多数时候被当作噪音来处理，有经验的机电人员会通过机器的声音来判断柴油机工作是否正常。音频信号中包括了柴油机运行的大量信息，对音频信息进行监测有利于及时发现柴油机的故障信号，减少机损事故的发生和扩大，对提高船艇的安全运行有十分重要的作用。机舱噪声从机理上来分析，主要有机械性噪声和空气动力性噪声两大类。机械性噪声如摩擦、撞击、振动、电磁震荡或液压泵和管路流体产生的噪声；空气动力性噪声如喷射、涡流、旋转、排气震荡、激波和燃烧产生的噪声。音频检测技术目前在大、中型机械设备中尚无成熟的应用。
技术实现思路
本技术的目的是解决上述现有技术中存在的问题，提供一种柴油机音频信号采集装置，该采集装置采集船舱内的声音并进行分离和提取。基于该目的，本技术采用的技术方案如下：一种柴油机音频信号采集装置，包括主控模块、音频采集模块、音频信号分离模块、音频特征提取模块和电源模块；所述主控模块包括处理器、串口芯片、串口接口；所述处理器依次通过串口芯片、串口接口与所述音频采集模块建立通信连接；所述音频采集模块依次与音频信号分离模块、音频特征提取模块建立通信连接；所述音频采集模块设置于机舱内左右主机旁；所述音频信号分离模块对音频采集模块采集的音频进行分离；所述音频特征提取模块提取分离出来的音频信号；所述电源模块用于向整个采集装置提供电源。进一步地，所述音频采集模块包括MPS-140801-IEPE音频采集卡和与之相连的音频采集器。进一步地，所述音频采集器为6-8个，分别安装在左右船舱内左右主机旁，每台主机旁的音频采集器分2组上下交错、等间距排列。进一步地，所述输音频信号分离模块包括与音频采集模块通信连接地接收单元，与接收单元相连地音频信号分离单元，与音频信号相连地音频信号输出单元。进一步地，所述主控模块还包括与处理器电性连接的蜂鸣器。进一步地，所述串口接口是RS232接口，或是RS422接口，或是RS485接口。进一步地，所述处理器型号为EP91A6SX。进一步地，所述串口芯片采用MAX232EPE。相比较现有技术，本技术有以下有益效果：本技术通过采集船艇机舱柴油机的运行声音，进行音频信号分离、特征提取，为用户判断柴油机工作是否正常提供依据。附图说明图1是本技术的原理框图；图2是本技术音频采集器在船舱内的分布示意图；图3是本技术音频信号分离模块结构示意图。具体实施方式下面结合实施例以及附图对本技术作进一步描述。实施例1如图1所示，一种柴油机音频信号采集装置，包括主控模块、音频采集模块、音频信号分离模块、音频特征提取模块和电源模块；所述主控模块包括处理器、串口芯片、串口接口；所述处理器依次通过串口芯片、串口接口与所述音频采集模块建立通信连接；所述音频采集模块依次与音频信号分离模块、音频特征提取模块建立通信连接；所述音频采集模块设置于机舱内左右主机旁；所述音频信号分离模块对音频采集模块采集的音频进行分离；所述音频特征提取模块提取分离出来的音频信号；所述电源模块用于向整个采集装置提供电源。主控模块获取采集模块的采集的数据以及控制采集模块的工作状态。如图2所示，优选地，所述音频采集模块包括MPS-140801-IEPE音频采集卡和与之相连的音频采集器。所述音频采集器为6-8个，分别安装在左右船舱内左右主机旁，每台主机旁的音频采集器分2组上下交错、等间距排列。音频信号是一种宽带的非平稳信号，在传输过程会夹杂着各种干扰噪声，鉴于目前的音频信号分离技术特点，我们采用声阵列(MicrophoneArray)系统来采集声音信号，声阵列能够充分利用声音信号的时空特性，对于干扰信号具有较强的抗干扰能力，声阵列在去除背景噪声、声源定位以及跟踪目标声源等具有很好的应用。利用声阵列釆集音频信号可以使阵列形成的波束瞄准目标声音信号，这样可以最大限度地获取目标声源的音频信号。以某船艇机舱为例，左右主机分别安装8个音频采集器，分两组上下交错排列，采集器等间距排列，与柴油机的垂直距离为1.2~1.5米。MPS-140801-IEPE型音频采集卡是一款基于USB总线的高性能信号采集卡，具有八路大量程、高采样率、低噪声的高性能同步信号采集通道。每个通道的量程为±10V，采样率可达128Ksps,并能保证实时传输到计算机进行显示和分析。通过扩展计算机的USB接口，还能同时将多达10套的MPS-140801-IEPE连接到一台计算机，从而扩展了系统的通道个数。如图3所示，所述输音频信号分离模块包括与音频采集模块通信连接地接收单元，与接收单元相连地音频信号分离单元，与音频信号相连地音频信号输出单元。接收单元，用于接收音频采集模块采集的混合的音频信息；音频信号分离单元用于对混合音频进行分离；音频信号输出单元用于对分离后的音频信号进行输出，输出至音频信号特征提取模块，音频信号特征提取模块用于对音频信号进行加工处理，获取有用的特征信息。优选地，所述主控模块还包括与处理器电性连接的蜂鸣器。当处理器出现故障时，蜂鸣器发出报警，进一步提醒管理人员，防止管理人员不能及时发现处理器有故障。所述串口接口是RS232接口，或是RS422接口，或是RS485接口。所述处理器型号为EP91A6SX。所述串口芯片采用MAX232EPE。符合所有的RS-232C技术标准，只需要单一+5V电源供电，片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V-，功耗低。本技术通过声阵列采集声音信号，然后通过音频信号分离单元和音频特征提取单元提取音频信号，方便用户听取清楚地柴油机的运行声音，判断柴油机的运行状况。以下为本技术的工作流程：本技术的音频采集模块安装在机舱内左右主机旁，采集机舱内柴油机的运行声音，主控模块通过串口接口获取采集的音频信息，同时控制采集模块的工作状态；音频采集模块采集的音频信息通过音频信号分离模块进行分离，再通过音频特征提取模块提取音频信号，经过分离、提取后的音频信息传输给用户的时候，去掉了机舱内的其他噪音，从而方便用户获取清晰地柴油机的运行声音，用户通过柴油机运行声音判断柴油机的工作状态。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术而并非限制本技术所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本技术已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本技术进行修改或等同替换；而一切不脱离本技术的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本技术的权利要求范围中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机音频信号采集装置，其特征在于：包括主控模块、音频采集模块、音频信号分离模块、音频特征提取模块和电源模块；所述主控模块包括处理器、串口芯片、串口接口；所述处理器依次通过串口芯片、串口接口与所述音频采集模块建立通信连接；所述音频采集模块依次与音频信号分离模块、音频特征提取模块建立通信连接；所述音频采集模块设置于机舱内左右主机旁；所述音频信号分离模块对音频采集模块采集的音频进行分离；所述音频特征提取模块提取分离出来的音频信号；所述电源模块给整个装置提供电源；所述音频采集模块包括MPS‑140801‑IEPE音频采集卡和与之相连的音频采集器，所述音频采集器为6‑8个，分别安装在左右船舱内左右主机旁，每台主机旁的音频采集器分2组上下交错、等间距排列。

【技术特征摘要】
1.一种柴油机音频信号采集装置，其特征在于：包括主控模块、音频采集模块、音频信号分离模块、音频特征提取模块和电源模块；所述主控模块包括处理器、串口芯片、串口接口；所述处理器依次通过串口芯片、串口接口与所述音频采集模块建立通信连接；所述音频采集模块依次与音频信号分离模块、音频特征提取模块建立通信连接；所述音频采集模块设置于机舱内左右主机旁；所述音频信号分离模块对音频采集模块采集的音频进行分离；所述音频特征提取模块提取分离出来的音频信号；所述电源模块给整个装置提供电源；所述音频采集模块包括MPS-140801-IEPE音频采集卡和与之相连的音频采集器，所述音频采集器为6-8个，分别安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小平，余世林，沈军，
申请(专利权)人：中国人民解放军镇江船艇学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32