一种海洋环境噪声测量系统技术方案

本发明专利技术公开一种海洋环境噪声测量系统，用于水下观测平台检测海洋环境噪声，包括噪声测量水听器、测量采集功能板、数据分析软件，所述噪声测量水听器通过穿舱缆与所述测量采集功能板相连，所述采集功能板与水下观测平台外部相连，所述噪声测量水听器、测量采集功能板安装水下观测平台上且相互间电性相连，所述数据分析软件获取测量采集功能板采集的信息对海洋环境噪声数据进行分析。采用本发明专利技术提供的海洋环境噪声测量系统采集海洋环境噪声，更好的为完善海洋环境噪声的模型、建设海洋环境噪声数据库、深入研究海洋环境噪声提供服务。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋环境噪声测量系统
本公开涉及海洋
，尤其涉及水声工程和声纳技术，具体为一种海洋环境噪声测量系统。
技术介绍
在海洋环境中，海面风浪、海洋生物活动、海上航运等和水下航行器活动等自然与人为活动引起的声波，在其传播过程中与海面、海底、水体等发生相互作用形成了一个复杂的海洋环境噪声背景场。通过采集海洋环境噪声数据，可以得到其声源级、频谱特征和LOFAR谱图。海洋环境噪声中蕴藏了丰富的水中和水面甚至海底的特性信息，无论是潮汐、海洋湍流等引起的噪声，海洋生物活动引起的噪声，地壳运动及海底火山活动引起的噪声，降水引起的噪声还是由人类的海洋活动引起的噪声，都能会在海洋环境噪声背景场中留下痕迹。研究海洋环境噪声，不仅能对海洋科学研究有一个深入的了解，更好的开发利用海洋资源；更能够了解人为活动对海洋的影响，保护海洋生态环境；还能够保证海洋航行安全，维护国家海洋主权。因此，开展海洋环境噪声的研究工作非常重要，包括但不限于：构建海洋环境噪声的模型，建立海洋声学数据库，研究人为噪声对海洋生物行为的影响等。对海洋环境噪声进行采集、存储与分析的工作是开展上述工作的前提。近年来，世界各国加强了对发展海洋环境噪声采集装置的研究和开发工作，我国在这方面的研究仍处于起步阶段。因此，如何实现准确、高效、长时间的采集和存储海洋环境噪声，并能够对数据进行分析研究，是本领域技术人员等待解决的问题。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
存在的不足，本专利技术涉及一种海洋环境噪声测量系统，根据上述问题，提供了一种海洋环境噪声测量系统，所述测量系统能够长时间、大范围的采集海洋环境噪声，并对采集到的信号进行放大、滤波、转换和存储；能够分析海洋环境噪声数据，计算声源级,对数据的时域、频域、三分之一倍频程和LOFAR谱图进行可视化分析，达到系统的采集、存储和研究海洋环境噪声的目的。本专利技术涉及一种海洋环境噪声测量系统，用于水下观测平台检测海洋环境噪声，其特征在于：包括噪声测量水听器、测量采集功能板、数据分析软件，所述噪声测量水听器通过穿舱缆与所述测量采集功能板相连，所述测量采集功能板与水下观测平台外部相连，所述噪声测量水听器、测量采集功能板安装水下观测平台上且相互间电性相连，所述数据分析软件获取测量采集功能板采集的信息对海洋环境噪声数据进行分析。通过采用上述方案，所述海洋环境噪声测量系统用于采集海洋环境噪声信号，将海洋环境噪声从声信号转换为电信号，对所述海洋环境噪声信号进行初步处理并存储到SD卡中，并能够对海洋噪声数据进行处理分析，可视化显示结果。作为优选，所述噪声测量水听器采用压电圆管式水听器且设置有四路，每路噪声测量水听器可选择配置，所述噪声测量水听器将海洋环境噪声信号转换为模拟信号形式发送给所述测量采集功能板。通过采用上述方案，所述噪声测量水听器，用于采集范围内的海洋环境噪声信号，并转换为模拟信号形式，将模拟信号发送给所述测量采集功能板；所述噪声测量水听器，可安装在测量采集平台外部，通过穿舱缆与所述测量采集功能板连接。所述测量采集功能板与所述噪声测量水听器通过穿舱缆相连，为所述噪声测量水听器提供工作电源并接收所述噪声测量水听器发送的噪声信号，对噪声信号初步处理后进行本地存储；所述测量采集功能板可与外部设备进行通信、接收指令和发送数据。作为优选，所述测量采集功能板包括程控增益放大模块、低通滤波模块、模数转换模块、MCU模块、存储模块、RTC模块、供电模块和RS232串口模块，模块与模块间电性相连。作为优选，所述程控增益放大模块接收所述噪声测量水听器发送的模拟信号形式的海洋环境噪声信号，对信号进行增益放大，并将信号传递给所述低通滤波模块，所述程控增益放大模块的信号处理方法中增益放大倍数可以调节，支持单电源3V、5V和±5V三种供电方式。作为优选，所述低通滤波模块接收所述程控增益放大模块传来的模拟信号形式的海洋环境噪声信号，滤除高于1/2采样频率的高频成份，并将信号传递给所述模数转换模块。作为优选，所述模数转换模块接收所述低通滤波模块传来的模拟信号形式的海洋环境噪声信号，使得信号从模拟信号转换为数字信号，并将信号传递到所述MCU模块，所述模数转换模块采用24bit四通道同步采样，采用SPI接口与所述MCU模块连接。作为优选，所述数据分析软件包括以用户主界面、功能选择、显示控制、工作模式切换、数据读取、数据分析、数据可视化、界面截图保存、数据可视化，所述数据分析软件采用多线程设计结构，由一个主线程：数据分析处理，两个次线程组成：数据拼接处理、数据显示处理。作为优选，所述测量采集功能板被配置为自带RTC模块(实时时钟芯片)，提供精确的实时时间；当断开外部电源后，使用备用电源为RTC模块供电。作为优选，所述数据分析软件包括以用户主界面、功能选择、显示控制、工作模式切换、数据读取、数据分析、数据可视化、界面截图保存、数据可视化，所述数据分析软件采用多线程设计结构，由一个主线程：数据分析处理，两个次线程组成：数据拼接处理、数据显示处理。作为优选，所述数据分析软件采用降采样处理策略，提高可视化显示的流畅性以及数据的无失真性，所述数据分析软件做了防止系统崩溃的机制，不当的输入参数，以及不当的操作行为，都会出现相应的提示或警告。作为优选，所述数据分析软件包括两种模式：多机通信和本地单机处理，通过不同的模式进行读取声源级，实现对数据的的时域、频域、三分之一倍频程和LOFAR谱图的可视化分析，并且能实现对于显示的暂停、继续、积分时间和各个通道灵敏度的参数控制的处理。本公开的专利技术有益效果如下：所述噪声测量水听器用于采集海洋环境噪声信号，并将信号传递到测量采集功能板；测量采集功能板利用外部提供的电源工作，并为噪声测量水听器供电；对所述噪声测量水听器传来的信号进行放大增益、低通滤波、模数转换后存储到SD卡中；能够接收上位机发送的指令信号，进行初始化操作，并可通过RS232接口将数据传递给上位机；数据分析软件能够对存储的环境噪声数据进行可视化分析和研究。采用本公开的实施例提供的海洋环境噪声测量系统能够完成对海洋环境噪声数据的采集、存储和分析，所述测量系统可安装在水下测量采集平台上，可以更好的为开展海洋环境噪声的采集工作提供帮助；所述数据分析软件可对海洋噪声数据进行分析研究，并以可视化形式展示出来，达到系统的采集、存储和研究海洋环境噪声的目的。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是根据示例性实施例的海洋环境噪声测量系统的结构示意图。图2是根据示例性实施例的水听器结构尺寸示意图。图3是根据示例性实施例的测量采集功能板的模块组成示意图。图4是根据示例性实施例的程控增益模块功能示意图。图5是根据示例性实施例的低通滤波模块功能示意图。图6是根据示例性实施例的SD卡存储工作流程示意图。图7是根据示例性实施例的RTC模块功能示意图。图8是根据示例性实施例的供电模块功能示意图。图9是根据示例性实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋环境噪声测量系统，用于水下观测平台检测海洋环境噪声，其特征在于：包括噪声测量水听器(1)、测量采集功能板(2)、数据分析软件(3)，所述噪声测量水听器(1)通过穿舱缆与所述测量采集功能板(2)相连，所述测量采集功能板(2)与水下观测平台外部相连，所述噪声测量水听器(1)、测量采集功能板(2)安装水下观测平台上且相互间电性相连，所述数据分析软件(3)获取测量采集功能板(2)采集的信息对海洋环境噪声数据进行分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种海洋环境噪声测量系统，用于水下观测平台检测海洋环境噪声，其特征在于：包括噪声测量水听器(1)、测量采集功能板(2)、数据分析软件(3)，所述噪声测量水听器(1)通过穿舱缆与所述测量采集功能板(2)相连，所述测量采集功能板(2)与水下观测平台外部相连，所述噪声测量水听器(1)、测量采集功能板(2)安装水下观测平台上且相互间电性相连，所述数据分析软件(3)获取测量采集功能板(2)采集的信息对海洋环境噪声数据进行分析。


2.根据权利要求1所述的一种海洋环境噪声测量系统，其特征在于：所述噪声测量水听器(1)采用压电圆管式水听器且设置有四路，每路噪声测量水听器(1)可选择配置，所述噪声测量水听器(1)将海洋环境噪声信号转换为模拟信号形式发送给所述测量采集功能板(2)。


3.根据权利要求1所述的一种海洋环境噪声测量系统，其特征在于：所述测量采集功能板(2)包括程控增益放大模块(21)、低通滤波模块(22)、模数转换模块(23)、MCU模块(24)、存储模块(25)、RTC模块(26)、供电模块(27)和RS232串口模块(28)，模块与模块间电性相连。


4.根据权利要求3所述的一种海洋环境噪声测量系统，其特征在于：所述程控增益放大模块(21)接收所述噪声测量水听器(1)发送的模拟信号形式的海洋环境噪声信号，对信号进行增益放大，并将信号传递给所述低通滤波模块(22)，所述程控增益放大模块(21)的信号处理方法中增益放大倍数可以调节，支持单电源3V、5V和±5V三种供电方式。


5.根据权利要求4所述的一种海洋环境噪声测量系统，其特征在于：所述低通滤波模块(22)接收所述程控增益放大模块(21)传来的模拟信号形式的海洋环境噪声信号，滤除高于1/2采样频率的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂法，
申请(专利权)人：王茂法，
类型：发明
国别省市：浙江;33