一种产品异响、异音智能检测方法技术

本发明专利技术涉及产品异响、异音检测，和产品声音特性检测领域，具体涉及一种产品异响、异音智能检测方法。包括智能采集单元和上位机，智能采集单元包括硬件电路、所述硬件电路包括电源电路、处理器电路、存储器电路、时钟电路、电压基准电路、带恒流源供电的模入接口电路、模数转换ADC电路和通讯接口电路，本发明专利技术解决了声音检测领域传统的依赖人耳主观判断的局限；克服了只能用声级来简单比较声音大小的局限；使得声音的评价指标多维化，可以采用现代信号分析的各种方法，从多个角度来研究声音/异响、异音的性质；本发明专利技术将对基于声音异响、异音的整机故障定位、整机运行状态检测、产品质量检测、产品早期隐患发现具有极大的推动作用。

An Intelligent Detection Method for Abnormal Sound and Abnormal Sound of Products

The invention relates to the field of product abnormal sound and abnormal sound detection, and product sound characteristic detection, in particular to an intelligent detection method of product abnormal sound and abnormal sound. Intelligent acquisition unit includes intelligent acquisition unit and upper computer. Intelligent acquisition unit includes hardware circuit, the hardware circuit includes power supply circuit, processor circuit, memory circuit, clock circuit, voltage reference circuit, analog-to-digital conversion ADC circuit and communication interface circuit with constant current source. The invention solves the traditional dependence on subjective judgment of human ear in the field of sound detection. Limitations are overcome; the limitation that only sound level can be used to compare sound size is overcome; the evaluation index of sound is multidimensional, and the properties of sound/abnormal sound and abnormal sound can be studied by various methods of modern signal analysis from various angles; the present invention will locate the fault of the whole machine based on abnormal sound and abnormal sound, detect the running state of the whole machine, detect the product quality, and detect the early hidden danger of the product. Discovery has a great impetus.

【技术实现步骤摘要】
一种产品异响、异音智能检测方法
本专利技术涉及产品异响、异音检测，和产品声音特性检测领域，具体涉及一种产品异响、异音智能检测方法。
技术介绍
产品异响/异音是产品工作时所产生的异常声音，是一个广泛存在的问题。异响可能来源于产品自身的故障或缺陷，也可能来源于非正常工作环境所引起的产品工作异常。几乎每个行业都有自己的异响检测设备。比如，申请公告号为CN206378193U，名称为“变速箱异响检测装置”的专利关注变速箱的异响检测；申请公告号为CN206378293U，名称为“减速箱异响检测器”的专利关注减速箱的异响检测；申请公告号为CN106840372A，名称为“多通道异响记录回放方法及记录回放装置”的专利关注汽车异响的检测；申请公布号为CN108398182A，名称为“噪音检测系统及噪音检测方法”的专利关注空调室外机噪音指标的检测。但是现有的异响检测设备存在以下诸多问题：1、功能简单，很多异响检测设备只能完成声级大小的测量，无法进行信号成分等复杂算法的分析；2、实时性差，信息的采集和处理分开，很多异响采集设备只能完成异常信号的采集，不具备复杂信号实时处理的能力；3、检出率低，误判率高。由于传统检测技术手段过于简单，不能识别复杂原因导致的异响特征，从而无法进行正确判别。4、无法联网，只能进行本地测量和数据的本地保存，无法进行远程测量和分析。5、可升级性差，仪器功能在出厂时就被限定死了，用户只能使用仪器现有功能，无法进行二次开发；6、行业通用性差，多为定制仪器，且只能解决某个行业的某个特殊问题，当换个场景或者换个行业，仪器完全无法适用。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述问题，提供一种产品异响、异音智能检测方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种产品异响、异音智能检测方法，包括智能采集单元和上位机，所述智能采集单元包括硬件电路、所述硬件电路包括电源电路、处理器电路、存储器电路、时钟电路、电压基准电路、带恒流源供电的模入接口电路、模数转换ADC电路和通讯接口电路，所述电源电路包括滤波电路和分压电路，用于给其他电路模块提供工作电压；所述存储器电路包括可插拔的存储卡，用来保存智能采集单元所采集的原始数据和计算结果；所述时钟电路为处理器、存储器、ADC和通讯接口电路提供工作时钟；所述电压基准电路为ADC电路和恒流源电路提供精密基准电压；所述模入接口电路包括信号衰减电路、滤波电路、程控增益放大、恒流源电路；所述通讯接口电路包括4个USB接口、2个以太网接口(RJ-45)，1个无线网络接口。所述智能采集单元采用ARM+FPGA处理器。所述智能采集单元具有开放式的软件架构，该架构以实时系统为基础，包括信号采集、信号分析、深度学习等三个大类；用户根据需求移植和剪裁，并选择合适的工具包；所述信号分析工具包具有时域分析、频谱分析、高阶分析、统计分析等功能。所述深度学习过程包括：在输入层输入采集的音频信号，经卷积层卷积、激活函数激活、池化层池化、全连接层处理后，用回归算法为输出结果分配概率，最后给出输出概率最高的结果。所述智能采集单元中程序的更新可采用两种方式，一种是用户将编写好的程序通过智能采集单元的USB接口存入指定存储区域，智能采集单元将自动完成后续的编译、转化、调用过程；另一种是服务器通过网络更新各智能采集单元中的应用程序。所述智能采集单元具有灵活的供电方式，既可以采用12V至24V直流电源供电，也可以采用随机所配的交直流转换模块外接交流220V来供电。所述上位机采用服务器或电脑，负责检测指令的发送、检测结果的汇总和检测程序的更新。所述智能采集单元和服务器间的通讯包括服务器向智能采集单元发送指令，智能采集单元解析并执行指令，智能采集单元向服务器发送响应和结果。本专利技术所述的一种产品异响、异音智能检测方法，在发动机、变速箱、电动机、风扇、汽车、空调领域有广泛的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术用于产品异响、异音检测，以及产品声音特性检测领域；本专利技术解决了声音检测领域传统的依赖人耳主观判断的局限；克服了只能用声级来简单比较声音大小的局限；使得声音的评价指标多维化，可以采用现代信号分析的各种方法，从多个角度来研究声音/异响、异音的性质；本专利技术将对基于声音异响、异音的整机故障定位、整机运行状态检测、产品质量检测、产品早期隐患发现具有极大的推动作用。本专利技术具有科学仪器的成长型特点，代表了未来仪器的发展方向。本专利技术具有实时系统，能够第一时间对本地异常信息进行响应和处理；本专利技术具有硬件算法加速能力，能够进行复杂算法的快速计算；本专利技术具有开放的软件架构，支持用户的二次开发和对仪器现有功能的增减，可升级性强，具有现代仪器的成长型特质。附图说明图1为本专利技术中智能采集单元的硬件连接框图。图2为本专利技术中智能采集单元的软件组成框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作一步的说明。一种产品异响、异音智能检测方法，包括智能采集单元和上位机，所述智能采集单元包括硬件电路、所述硬件电路包括电源电路、处理器电路、存储器电路、时钟电路、电压基准电路、带恒流源供电的模入接口电路、模数转换ADC电路和通讯接口电路，所述电源电路包括滤波电路和分压电路，用于给其他电路模块提供工作电压；所述存储器电路包括可插拔的存储卡，用来保存智能采集单元所采集的原始数据和计算结果；所述时钟电路为处理器、存储器、ADC和通讯接口电路提供工作时钟；所述电压基准电路为ADC电路和恒流源电路提供精密基准电压；所述模入接口电路包括信号衰减电路、滤波电路、程控增益放大、恒流源电路；所述通讯接口电路包括4个USB接口、2个以太网接口(RJ-45)，1个无线网络接口。所述智能采集单元采用ARM+FPGA处理器。所述处理器包括ARM(采用精简指令集的嵌入式处理器)和FPGA(现场可编程逻辑门阵列)两部分；所述ARM加载Linux实时操作系统(简称：实时系统)，故而具有实时分析功能，能够第一时间对外界的变化做出响应；所述FPGA可通过算法的硬件加速达到数据快速处理的目的。所述智能采集单元具有边缘运算能力，能够完成大量数据的复杂计算，开发维护方便；计算所用算法包括两部分，一部分算法运行在实时系统中，一部分算法运行在FPGA中，它们都采用高级语言编写，修改、维护方便；同时存在大量的资源和开源程序可以使用，大大降低了用户二次开发的难度。所述智能采集单元具有开放式的软件架构，该架构以实时系统为基础，包括信号采集、信号分析、深度学习等三个大类；用户根据需求移植和剪裁，并选择合适的工具包；所述信号分析工具包具有时域分析、频谱分析、高阶分析、统计分析等功能。所述深度学习过程包括：在输入层输入采集的音频信号，经卷积层卷积、激活函数激活、池化层池化、全连接层处理后，用回归算法为输出结果分配概率，最后给出输出概率最高的结果。所述智能采集单元中程序的更新可采用两种方式，一种是用户将编写好的程序通过智能采集单元的USB接口存入指定存储区域，智能采集单元将自动完成后续的编译、转化、调用过程；另一种是服务器通过网络更新各智能采集单元中的应用程序。所述智能采集单元具有灵活的供电方式，既可以采用12V至24V直流电源供电，也可以采用随机所配的交直流转换模块外接交流220V来供电。所述上位机采用服务器或电脑，负责检测指令的发送、检测结果的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产品异响、异音智能检测方法，其特征在于：包括智能采集单元和上位机，所述智能采集单元包括硬件电路、所述硬件电路包括电源电路、处理器电路、存储器电路、时钟电路、电压基准电路、带恒流源供电的模入接口电路、模数转换ADC电路和通讯接口电路，所述电源电路包括滤波电路和分压电路，用于给其他电路模块提供工作电压；所述存储器电路包括可插拔的存储卡，用来保存智能采集单元所采集的原始数据和计算结果；所述时钟电路为处理器、存储器、ADC和通讯接口电路提供工作时钟；所述电压基准电路为ADC电路和恒流源电路提供精密基准电压；所述模入接口电路包括信号衰减电路、滤波电路、程控增益放大、恒流源电路；所述通讯接口电路包括4个USB接口、2个以太网接口RJ‑45，1个无线网络接口。

【技术特征摘要】
1.一种产品异响、异音智能检测方法，其特征在于：包括智能采集单元和上位机，所述智能采集单元包括硬件电路、所述硬件电路包括电源电路、处理器电路、存储器电路、时钟电路、电压基准电路、带恒流源供电的模入接口电路、模数转换ADC电路和通讯接口电路，所述电源电路包括滤波电路和分压电路，用于给其他电路模块提供工作电压；所述存储器电路包括可插拔的存储卡，用来保存智能采集单元所采集的原始数据和计算结果；所述时钟电路为处理器、存储器、ADC和通讯接口电路提供工作时钟；所述电压基准电路为ADC电路和恒流源电路提供精密基准电压；所述模入接口电路包括信号衰减电路、滤波电路、程控增益放大、恒流源电路；所述通讯接口电路包括4个USB接口、2个以太网接口RJ-45，1个无线网络接口。2.根据权利要求1所述的一种产品异响、异音智能检测方法，其特征在于：所述智能采集单元采用ARM+FPGA处理器。3.根据权利要求1所述的一种产品异响、异音智能检测方法，其特征在于：所述智能采集单元具有开放式的软件架构，该架构以实时系统为基础，包括信号采集、信号分析、深度学习等三个大类；用户根据需求移植和剪裁，并选择合适的工具包；所述信号分析工具包具有时域分析、频谱分析、高阶分析、统计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，凌宇，李伟华，王聃，吴子轩，张浩楠，
申请(专利权)人：西安瑞联工业智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61