一种声源探测系统技术方案

本发明专利技术涉及声源探测领域，公开了一种声源探测系统，包括：麦克风阵列设计模块，设计阵列结构及阵元间距；信号采集设计模块，采集来自麦克风阵列的模拟信号，并将其转换为数字信号进行处理；数据存储传输设计模块，数据传输使用千兆以太网，搭载一个以太网PHY芯片，其通过RGMII接口与FPGA端通信，并支持通过MDIO总线进行PHY寄存器管理，PHY芯片连接RJ45通过网线连接PC端；AD7608采集控制模块；异步FIFO乒乓操作模块，实时采集阵列数据缓存传输；数据缓存与存储模块，在中间加一级DDR3缓存，在传输间隙将数据存储到SD卡；以太网传输控制模块，进行ARP操作及UDP传输。本发明专利技术具有以下优点和效果：声源探测系统结构小巧便捷，检测成功率与定位精度较高。与定位精度较高。与定位精度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种声源探测系统


[0001]本专利技术涉及声源探测
，特别涉及一种声源探测系统。

技术介绍

[0002]声源探测系统是一种能够实现声音源的探测、定位和识别的技术，具有广泛的应用价值。在现代社会中，声音已成为人们生活、工作和交流中不可或缺的一部分。声源探测系统可以帮助人们更好地了解声音的来源、传播和特征，从而为各个领域的应用提供支持和保障。
[0003]在工业领域中，声源探测系统可以用于机器故障诊断、生产质量控制和安全监测等方面。例如，在制造业中，声源探测系统可以通过对机器声音的监测和分析，及时发现设备故障和磨损情况，提高生产效率和降低维修成本。在能源领域中，声源探测系统可以用于探测和监测地震、地下水、岩层和天然气等资源的分布和变化，为资源勘探和开发提供支持。
[0004]在安防领域中，声源探测系统可以用于监控公共场所、城市交通和居民社区等区域内的声音源，以及探测和预警窃贼入侵、火灾、爆炸等安全事件。在医疗领域中，声源探测系统可以用于检测和分析人体声音的特征，帮助医生诊断疾病和监测病情变化。
[0005]综上所述，声源探测系统作为一种非常重要的声音技术，可以为各个领域的应用提供帮助和支持，具有非常广泛的意义和背景，而目前的声源探测系统结构庞大，不够便捷小巧设计，且采样的传统方法检测成功率与定位精度不高，因此，需要设计一种声源探测系统用于解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种声源探测系统，以解决上述问题。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种声源探测系统，包括：
[0008]麦克风阵列设计模块，设计阵列结构及阵元间距；
[0009]信号采集设计模块，采集来自麦克风阵列的模拟信号，并将其转换为数字信号进行处理；
[0010]数据存储传输设计模块，数据传输使用千兆以太网，搭载一个以太网PHY芯片，其通过RGMII接口与FPGA端通信，并支持通过MDIO总线进行PHY寄存器管理，PHY芯片连接RJ45通过网线连接PC端；
[0011]AD7608采集控制模块；
[0012]异步FIFO乒乓操作模块，实时采集阵列数据缓存传输；
[0013]数据缓存与存储模块，在中间加一级DDR3缓存，在传输间隙将数据存储到SD卡；
[0014]以太网传输控制模块，进行ARP操作及UDP传输；
[0015]语音端点检测模块，对采集的语音信号进行端点检测；
[0016]语音检测模型模块，检测到的声源经过截取进入语音检测模型模块进行检测；
[0017]声源定位模型模块。
[0018]本专利技术的进一步设置为：所述阵元间距为0.2m，麦克选用MEMS麦克风。
[0019]本专利技术的进一步设置为：所述AD7608采集控制模块操作步骤如下：
[0020]a.确定采样时钟：根据具体应用需要确定采样时钟的频率；
[0021]b.初始化SPI接口：AD7608通过SPI接口与控制器进行通信，需要先进行初始化配置；
[0022]c.配置模式和通道：AD7608可以采集八个模拟信号通道，通过FPGA控制SPI接口向AD7608写入控制命令，选择相应的采集模式和通道；
[0023]d.发送启动命令：发送启动命令后，AD7608开始进行采集，采样的数据将被存储在内部缓存中；
[0024]e.读取采样数据：读取采样数据可以通过FPGA控制SPI接口发送读取命令，也可以使用DMA进行数据传输；
[0025]f.循环采集：AD7608可以通过配置自动循环采集模式，在每次采集完成后自动开始下一次采集。
[0026]本专利技术的进一步设置为：所述异步FIFO乒乓操作模块操作步骤如下：
[0027]a.初始化两个FIFO：假设有FIFO1和FIFO2两个异步FIFO，初始化两个FIFO的读写指针和数据缓存；
[0028]b.向FIFO1写入数据：首先向FIFO1写入一定数量的数据，当FIFO1已经写满时，停止向FIFO1写入数据；
[0029]c.将FIFO1数据转移到FIFO2：读取FIFO1中的数据，并将其写入FIFO2，直到FIFO1中所有数据都已经转移到FIFO2中；
[0030]e.读取FIFO2中的数据：从FIFO2中读取数据，并进行处理，当FIFO2中的数据已经全部读取时，停止读取数据。
[0031]f.将FIFO2数据转移到FIFO1：将FIFO2中剩余的数据转移到FIFO1中，然后重复上述操作，即向FIFO2写入数据，将FIFO2数据转移到FIFO1，从FIFO1读取数据，将FIFO1数据转移到FIFO2。
[0032]本专利技术的进一步设置为：所述DDR3缓存操作步骤如下：
[0033]a.初始化：初始化DDR3缓存需要设置时钟频率和时序参数，确保缓存的正常工作；
[0034]b.写入：写入DDR3缓存需要将数据先写入缓存中，然后由控制器将数据从缓存中写入内存芯片中；
[0035]c.读取：读取DDR3缓存中的数据需要先将数据的地址发送到缓存控制器，然后由控制器将数据从内存芯片中读取到缓存中，并最终传输给CPU或其他主控器件。
[0036]本专利技术的进一步设置为：所述SD卡存储操作步骤如下：
[0037]初始化：初始化SD卡需要连接SD卡到系统中，并对其进行初始化操作，包括设定时序、通讯协议和容量参数；
[0038]读取：读取SD卡中的数据需要使用驱动程序将数据的地址发送给SD卡，然后由SD卡将数据读取到内部缓存中，并传输给主控器件；
[0039]写入：写入SD卡中的数据需要将数据先写入缓存中，然后由驱动程序将数据写入
SD卡中，写入完成后还需要进行数据校验。
[0040]本专利技术的进一步设置为：所述ARP操作步骤如下：
[0041]a.ARP请求：源计算机将发送ARP请求广播帧到网络上的所有计算机，请求帮助获取目标MAC地址，ARP请求包含源IP地址和MAC地址、目标IP地址和MAC地址；
[0042]b.ARP响应：接收到ARP请求的计算机检查自己的IP地址与请求中的目标IP地址匹配后，将MAC地址作为响应发回给源计算机，ARP响应包含目标IP地址和MAC地址，源IP地址和MAC地址。
[0043]本专利技术的进一步设置为：所述UDP传输操作步骤如下：
[0044]a.发送：发送方创建一个UDP套接字，并将消息打包成UDP数据报，然后发送给目标IP地址和端口号；
[0045]b.接收：接收方在本地创建一个UDP套接字，并指定IP地址和端口号，等待接收UDP数据报；接收到UDP数据报后，将数据报中的数据解包，并将数据传递给上层应用程序。
[0046]c.应答：接收方需要向发送方回复消息，可以创建一个UDP数据报，并将数据报发送到发送方的IP地址和端口号。
[0047]本专利技术的进一步设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声源探测系统，其特征在于，包括：麦克风阵列设计模块，设计阵列结构及阵元间距；信号采集设计模块，采集来自麦克风阵列的模拟信号，并将其转换为数字信号进行处理；数据存储传输设计模块，数据传输使用千兆以太网，搭载一个以太网PHY芯片，其通过RGMII接口与FPGA端通信，并支持通过MDIO总线进行PHY寄存器管理，PHY芯片连接RJ45通过网线连接PC端；AD7608采集控制模块；异步FIFO乒乓操作模块，实时采集阵列数据缓存传输；数据缓存与存储模块，在中间加一级DDR3缓存，在传输间隙将数据存储到SD卡；以太网传输控制模块，进行ARP操作及UDP传输；语音端点检测模块，对采集的语音信号进行端点检测；语音检测模型模块，检测到的声源经过截取进入语音检测模型模块进行检测；声源定位模型模块。2.根据权利要求1所述的一种声源探测系统，其特征在于，所述阵元间距为0.2m，麦克选用MEMS麦克风。3.根据权利要求1所述的一种声源探测系统，其特征在于，所述AD7608采集控制模块操作步骤如下：a.确定采样时钟：根据具体应用需要确定采样时钟的频率；b.初始化SPI接口：AD7608通过SPI接口与控制器进行通信，需要先进行初始化配置；c.配置模式和通道：AD7608可以采集八个模拟信号通道，通过FPGA控制SPI接口向AD7608写入控制命令，选择相应的采集模式和通道；d.发送启动命令：发送启动命令后，AD7608开始进行采集，采样的数据将被存储在内部缓存中；e.读取采样数据：读取采样数据可以通过FPGA控制SPI接口发送读取命令，也可以使用DMA进行数据传输；f.循环采集：AD7608可以通过配置自动循环采集模式，在每次采集完成后自动开始下一次采集。4.根据权利要求1所述的一种声源探测系统，其特征在于，所述异步FIFO乒乓操作模块操作步骤如下：a.初始化两个FIFO：假设有FIFO1和FIFO2两个异步FIFO，初始化两个FIFO的读写指针和数据缓存；b.向FIFO1写入数据：首先向FIFO1写入一定数量的数据，当FIFO1已经写满时，停止向FIFO1写入数据；c.将FIFO1数据转移到FIFO2：读取FIFO1中的数据，并将其写入FIFO2，直到FIFO1中所有数据都已经转移到FIFO2中；e.读取FIFO2中的数据：从FIFO2中读取数据，并进行处理，当FIFO2中的数据已经全部读取时，停止读取数据。f.将FIFO2数据转移到FIFO1：将FIFO2中剩余的数据转移到FIFO1中，然后重复上述操
作，即向FIFO2写入数据，将FIFO2数据转移到FIFO1，从FIFO1读取数据，将FIFO1数据转移到FIFO2。5.根据权利要求1所述的一种声源探测系统，其特征在于，所述DDR3缓存操作步骤如下：a.初始化：初始化DDR3缓存需要设置时钟频率和时序参数，确保缓存的正常工作；b.写入：写入DDR3缓存需要将...

【专利技术属性】
技术研发人员：羊箭锋，于天琪，吴彬彬，吴应睿，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：