一种有源噪声控制系统技术方案

本发明专利技术涉及监测领域，尤其涉及一种有源噪声控制系统。本发明专利技术提出了一种有源噪声控制系统，能够针对室内低频噪声，向室内玻璃窗附近的降噪点发射与初级噪声源的声波幅度相等，相位相反，二者叠加后相互抵消，在室内玻璃窗附近实现低频噪声有源控制的效果，从而防止了室内噪声污染，改善了人们在居室内的生活环境，进而对促进经济发展起到了积极作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监测领域，尤其涉及一种有源噪声控制系统。
技术介绍
噪声污染是一个全世界都十分关注的环境问题，过量的环境噪声对人的生理和心理健康都会造成一定的影响。高噪声环境会对人们的听力和身体健康造成严重的损害。而一般噪声则会对人们日常工作与生活造成一定的影响。据统计，噪声污染对全球范围内约70％以上的城市居民造成不同程度的危害。而作为发展中国家，中国噪声污染对人民的影响更为突出。噪声控制在防控策略上主要分为噪声源、噪声传播途径和噪声接受者三方面。以声学控制方法为主的传统噪声控制技术的主要防控途径包括吸声处理、隔声处理、使用消声器、振动的隔离、阻尼减震等。这些噪声控制的方法的机理在于，通过噪声声波与声学材料或声学机构的相互作用消耗声能，从而达到降低噪声的目的，属于无源或被动式的控制方法，即“无源”噪声控制(passivenoisecontrol)。吸声处理包括使用吸声材料或吸声结构来吸取声能，从而降低噪声强度。但吸声材料主要指多孔吸声材料，其吸声系数随声波频率增加而增大，达到极大值后略降再回升，到高频时起伏变化就不再明显。中低频的吸声还随着多孔材料的厚度增加而增加，但厚度对高频声波的吸收不显著。隔声处理主要包括隔声罩和隔声屏两种，隔声罩的隔声性能总体遵循质量控制规律，但在应用上需要更多地考虑通风、散热、耐蚀、耐热、设备维修等问题。消声处理中的抗性消声器能够较好地降低低频噪声，但它的消声频段窄，并且随消声频率的下降而使体积变得庞大起来。而复合消声器虽然消声量和消声频带都比较理性，但其体积过大，且使用寿命在高温、蒸汽侵蚀和高速气流冲击下减短。传统噪声控制方法总体而言分为阻性和抗性两种，阻性噪声控制对中、高频噪声有较好的控制效果，而抗性虽然能够较好地控制低频噪声，但其频段较窄，而且所需的设备过于笨重，应用范围受到限制。
技术实现思路
鉴于上述问题，为能够降低用户室内环境中的低频噪声，为用户营造一个安静的室内生活环境，本专利技术提供了一种有源噪声控制系统。一种有源噪声控制系统，其特征在于，基于一初级噪声源，所述系统包括：分布式噪声采集器，对所述初级噪声源产生的噪声进行信号采集，并将采集到的声音信号转换成第一数字信号，同时获取所述初级噪声源产生的噪声的第一参数数据；降噪误差传感器，用以对所述初级噪声源所处环境进行噪声检测，并将监测到的声音信号转换为第二数字信号；DSP有源噪声控制器，分别与所述分布式噪声采集器和所述降噪误差传感器连接，以获取所述第一数字信号和所述第二数字信号，并以所述第一数字信号和所述第二数字信号为参考，根据所述第一参数数据计算出次级声源的第二参数数据；次级声源发射器，与所述DSP有源噪声控制器连接，根据所述第二参数数据发出所述初级噪声源的抵消声波。上述的系统，其特征在于，所述分布式噪声采集器为若干陶瓷压力传感器。上述的系统，其特征在于，所述分布式噪声采集器中包括FPGA多通道麦克风阵列信号采集器，所述FPGA多通道麦克风阵列信号采集器所述初级噪声源的声音信号。上述的系统，其特征在于，所述分布式噪声采集器中还包括多路模拟数字转换器，所述多路模拟数字转换器与所述FPGA多通道麦克风阵列信号采集器连接，以将所述初级噪声源的声音信号转换成所述第一数字信号。上述的系统，其特征在于，所述分布式噪声采集器中还包括USB多路麦克风传输器，分别与所述多路模拟数字转换器和所述DSP有源噪声控制器连接，以将所述第一数字信号封装成报文，并通过USB协议将封装成报文形式的所述第一数字信号传输至所述DSP有源噪声控制器内。上述的系统，其特征在于，所述第一参数和所述第二参数包括声波的频率和振幅。上述的系统，其特征在于，所述初级噪声源的声波与所述抵消声波的频率相反，振幅相同。综上所述，本专利技术提出了一种有源噪声控制系统，能够针对室内低频噪声，向室内玻璃窗附近的降噪点发射与初级噪声源的声波幅度相等，相位相反，二者叠加后相互抵消，在室内玻璃窗附近实现低频噪声有源控制的效果，从而防止了室内噪声污染，改善了人们在居室内的生活环境，进而对促进经济发展起到了积极作用。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1是本专利技术系统结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案及优点更加易于理解，下面结合附图作进一步详细说明。应当说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。传统噪声控制方法总体而言分为阻性和抗性两种，阻性噪声控制对中、高频噪声有较好的控制效果，而抗性虽然能够较好地控制低频噪声，但其频段较窄，而且所需的设备过于笨重，应用范围受到限制。本专利技术基于两列频率相同、相位差固定的声波，叠加后会产生相加性或相消性干涉来消除噪声的原理，在降噪点，控制次级声源产生的声波与初级噪声源的声波幅度相等，相位相反，二者叠加后相互抵消，从而达到消除室内低频噪声的效果。如图1所示，本专利技术设计的一种有源噪声控制系统，基于一初级噪声源，该系统包括：分布式噪声采集器，对初级噪声源产生的噪声进行信号采集，并将采集到的声音信号转换成第一数字信号，同时获取初级噪声源产生的噪声的第一参数数据；降噪误差传感器，用以对初级噪声源所处环境进行噪声监测，并将监测到的声音信号转换为第二数字信号；DSP有源噪声控制器，分别与分布式噪声采集器和降噪误差传感器连接，以获取第一数字信号和第二数字信号，并以第一数字信号和第二数字信号为参考，并根据第一参数数据计算出次级声源的第二参数数据；次级声源发射器，与DSP有源噪声控制器连接，根据第二参数发出初级噪声源的抵消声波，第一参数数据和第二参数数据包括声波的频率和振幅。在本专利技术中，分布式噪声采集器中包括FPGA多通道麦克风阵列信号采集器，FPGA多通道麦克风阵列信号采集器初级噪声源的声音信号。分布式噪声采集器中还包括多路模拟数字转换器，多路模拟数字转换器与FPGA多通道麦克风阵列信号采集器连接，以将初级噪声源的声音信号转换成第一数字信号。分布式噪声采集器中还包括USB多路麦克风传输器，分别与多路模拟数字转换器和DSP有源噪声控制器连接，以将第一数字信号封装成报文，并通过USB协议将封装成报文形式的第一数字信号传输至DSP有源噪声控制器内。具体实施方案如下：实际环境中噪声源(初级噪声源)特性及声场空间中的温度、气流速度等物理参数会经常随时间发生变化。为实现较好地降噪效果，本专利技术所采用的技术方案中的主动控制器设置传递函数为自适应时变，并同时将次级声源对初级参考传感器考虑在内。如图1所示。分布式噪声采集器对初级噪声源的噪声信号进行采集，并将采集到的声音信号转换成第一数字信号，同时获取初级噪声源产生的噪声的第一参数数据，将第一数字信号输入DSP有源噪声控制器。同时，DSP有源噪声控制器监听在降噪点的降噪误差传感器的声音信号，并将该声音信号转换成第二数字信号，DSP有源噪声控制器控制次级声源发射器发出与初级噪声源频率相反，振幅相同的抵消声波在降噪点进行叠加、抵消，实现主动噪声动态控制的效果。有源噪声控制系统从功能层面划分为麦克风阵列、FPGA多通道麦克风阵列信号采集器、室内噪声DS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源噪声控制系统，其特征在于，基于一初级噪声源，所述系统包括：分布式噪声采集器，对所述初级噪声源产生的噪声进行信号采集，并将采集到的声音信号转换成第一数字信号，同时获取所述初级噪声源产生的噪声的第一参数数据；降噪误差传感器，用以对所述初级噪声源所处环境进行噪声检测，并将监测到的声音信号转换为第二数字信号；DSP有源噪声控制器，分别与所述分布式噪声采集器和所述降噪误差传感器连接，以获取所述第一数字信号和所述第二数字信号，并以所述第一数字信号和所述第二数字信号为参考，根据所述第一参数数据计算出次级声源的第二参数数据；次级声源发射器，与所述DSP有源噪声控制器连接，根据所述第二参数数据发出所述初级噪声源的抵消声波。

【技术特征摘要】
1.一种有源噪声控制系统，其特征在于，基于一初级噪声源，所述系统包括：分布式噪声采集器，对所述初级噪声源产生的噪声进行信号采集，并将采集到的声音信号转换成第一数字信号，同时获取所述初级噪声源产生的噪声的第一参数数据；降噪误差传感器，用以对所述初级噪声源所处环境进行噪声检测，并将监测到的声音信号转换为第二数字信号；DSP有源噪声控制器，分别与所述分布式噪声采集器和所述降噪误差传感器连接，以获取所述第一数字信号和所述第二数字信号，并以所述第一数字信号和所述第二数字信号为参考，根据所述第一参数数据计算出次级声源的第二参数数据；次级声源发射器，与所述DSP有源噪声控制器连接，根据所述第二参数数据发出所述初级噪声源的抵消声波。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分布式噪声采集器为若干陶瓷压力传感器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分布式噪声采集器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，杜钢英，
申请(专利权)人：芋头科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33