一种基于linux操作系统的高性能声级计的制作方法

本发明涉及噪声检测技术领域，尤其是指一种基于linux操作系统的高性能声级计。

背景技术：

随着我国工业的不断发展和城市车辆的不断增多，越来越多的噪声出现在我们的耳边，噪声对人体的危害是全身性的，既可以引起听觉系统的变化，也可以对非听觉系统产生影响。这些影响的早期主要是生理性改变，长期接触比较强烈的噪声，可以引起病理性改变。此外，作业场所中的噪声还可以干扰语言交流，影响工作效率，甚至引起意外事故。随着人们的生活水平不断提高，噪声危害越来越受到重视。声级计是噪声测量的主要设备，它具有体积小、携带方便、测量精度高的特点。目前市面上的声级计主要以单片机和dsp来处理所有的操作与运算，运算功能有限，同时只能处理一个通道的采集数据，而且很难实现噪声总值数据、统计数据、频谱分析数据等的同时计算；目前市面上的声级计不具备无线传输功能，使噪声数据采集步骤繁琐；当声级计附近有人经过时，人发出的声音也会被声级计作为噪声检测，还存在不能排除人声干扰的技术问题。

公开号cn202420666u公开了一种声级计，包括依次连接的传声器、放大器、ad采样模块、数字信号处理器和单片机，本实用新型还包括无线数据传输模块，所述无线数据传输模块与所述数字信号处理器的一信号输出端口连接。该实用新型能够通过短信的形式将监测数据发送至指定的手机或计算机，从而实现了数据的远程采集功能，降低了声级计使用的局限性。但该实用新型仍不能解决现有技术同时只能处理一个通道的采集数据以及不能排除人声干扰的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：现有声级计只能处理一个通道的采集数据、不具备无线传输功能以及不能排除人声干扰的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于linux操作系统的高性能声级计，包括定位杆、外壳、模拟采集板、linux主板、触摸屏以及电源模块，所述模拟采集板包括传感器、运算放大器、adc以及单片机，所述传感器与所述运算放大器连接，所述运算放大器与所述adc连接，所述adc通过i2s接口与所述单片机连接，所述单片机通过spi接口与所述linux主板连接，所述触摸屏与所述linux主板连接，所述传感器安装在所述定位杆上，所述定位杆与所述外壳连接，所述触摸屏安装在所述外壳上，所述运算放大器、adc、单片机以及linux主板均置于所述外壳内，所述电源模块为其余部分供电。所述传感器检测噪声的强度以及声源位置，声级计加入linux操作系统后性能有了质的飞跃，相比传统声级计，本发明能同时处理多个通道的采集数据，每个通道也能同时分析噪声总值、统计数据、频谱数据。系统带有4g、wifi、蓝牙通信，能够直接用于全天候噪声自动监测。原先需要用多通道分析系统进行处理的建筑声学测量、厅堂音质测量、声功率测量等，也能由本发明直接计算。由于集成了linux操作系统，软件开发更加容易，添加功能也更加方便。

作为优选，所述传感器包括4个声采集传感器，4个所述声采集传感器分别与一个运算放大器以及一个adc连接。由于linux系统自带i2s接口被系统占用，且该接口支持的数据格式为48k16位，不能满足噪声测量的精度要求，因此引入模拟采集板，板上集成运算放大器、高精度adc、低功耗单片机，运放将采集到的模拟信号放大后给adc，adc将模拟信号转换为数字信号后通过i2s接口给单片机，单片机再将数据转换为spi接口信号传输给linux主板，这样最大能实现192k32位采样。

作为优选，还包括唤醒模块，所述唤醒模块控制所述linux主板的数据交互频率。相对于单片机所述linux主板功耗较大，若一直处于活动状态对于电源模块负担较重，因此在进行全天检测时，通过所述唤醒模块设置周期t，每隔周期t对所述linux主板进行唤醒并将所述单片机采集到的噪声数据记录到所述linux主板上，所述linux主板记录完成后清空单片机上的数据记录并进入休眠状态。此优选方案使得本发明功耗大大降低，节省能源成本。

作为优选，4个所述声采集传感器安装位置与所述定位杆中轴线的垂线之间的夹角为α，4个所述声采集传感器安装位置之间沿所述定位杆轴向距离为x。根据不同声采集传感器测得的信号的振幅、相位以及频率可以对声源进行定位。

作为优选，所述传感器还包括红外传感器，所述红外传感器安装在所述定位杆上，所述红外传感器检测所述基于linux操作系统的高性能声级计附近是否有人并将检测结果传入所述linux主板。当声级计附近有人时，所述红外传感器对人体所在位置进行定位获得位置信息s1，声采集传感器对声源定位获得的位置信息为s2，将s1与s2进行对比若s1与s2之间的距离小于阈值d则认为此时声级计采集到的噪声信息是由人发出的，不进行统计。

作为优选，还包括自校准模块，所述自校准模块与所述传感器以及linux主板连接，所述自校准模块在本发明开机时向所述传感器发出检测信号并对所述linux主板对于所述检测信号的响应进行校验。本优选方案避免仪器在检测前由于内部错误导致测量结果不准，浪费测量时间。

本发明的实质性效果是：集成了linux操作系统，信号采集精度更高，添加功能也更方便，解决了现有声级计只能处理一个通道的采集数据、不具备无线传输功能以及不能排除人声干扰的技术问题。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图。

图2是实施例一电气原理示意图。

图中：1.定位杆、2.外壳、3.触摸屏、4.电池、100.linux主板、200.声采集传感器、300.adc、400.单片机、500.唤醒模块、600.红外传感器。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

如图1所示，实施例一，一种基于linux操作系统的高性能声级计，包括定位杆1、外壳2、模拟采集板、linux主板100、触摸屏3以及电池4，所述模拟采集板包括4路声采集传感器200、运算放大器、adc300以及单片机400，每路声采集传感器200与一路运算放大器连接，每路运算放大器均与一adc300连接，所述adc300通过i2s接口与所述单片机400连接，所述单片机400通过spi接口与所述linux主板100连接，所述触摸屏3与所述linux主板100连接，所述传感器安装在所述定位杆1上，所述定位杆1与所述外壳2连接，所述触摸屏3安装在所述外壳2上，所述运算放大器、adc300、单片机400以及linux主板100均置于外壳2内，电池4为其余部分供电。4路声采集传感器200安装位置之间的夹角为90°，即均匀分布在定位杆1外沿圆周上，4个所述声采集传感器200安装位置之间沿所述定位杆1轴向距离为5cm。根据不同声采集传感器200测得的信号的振幅、相位以及频率可以对声源进行定位。

如图2所示，实施例一还包括红外传感器600，红外传感器600安装在定位杆1上，红外传感器600检测基于linux操作系统的高性能声级计附近是否有人并将检测结果传入linux主板100。当声级计附近有人时，红外传感器600对人体所在位置进行定位获得位置信息s1，声采集传感器200对声源定位获得的位置信息为s2，将s1与s2进行对比若s1与s2之间的距离小于阈值d则认为此时声级计采集到的噪声信息是由人发出的，不进行统计。还包括唤醒模块500，唤醒模块500控制所述linux主板的数据交互频率。相对于单片机所述linux主板功耗较大，若一直处于活动状态对于电源模块负担较重，因此在进行全天检测时，通过所述唤醒模块500设置周期1小时，每隔1小时对所述linux主板进行唤醒并将所述单片机采集到的噪声数据记录到所述linux主板上，所述linux主板记录完成后清空单片机上的数据记录并进入休眠状态。此优选方案使得本发明功耗大大降低，节省能源成本。

使用实施例一对室内噪声进行二十四小时检测时，只需将实施例一固定在室内某处并打开开关，实施例一在二十四小时检测时，会自动对linux主板进行休眠以及唤醒操作，当linux主板被唤醒时会快速记录4路声传感器所检测的噪声信息，记录完成后进入休眠状态，实施例一在1wmah电池充满的情况下可以连续工作二十四小时以上，当声级计附近有人经过或停留时，实施例一会自动检测并排除人声对于室内噪声检测的影响，使检测结果更为可信。

以上的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。