一种基于无线传感网络的声信号采集终端制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于无线传感网络的声信号采集终端。本实用新型专利技术包括声传感阵列模块、声信号调理模块、微处理器模块、无线发送与接收模块和电源模块。声传感阵列模块采集的六路声信号接到包含六通道的声信号调理电路模块的输入端。声信号调理模块的输出端与微处理器模块输入端相连。微处理器模块的输出端连接到无线发送与接收模块的输入端。电源模块分别为声传感阵列模块、声信号调理电路的模块、微处理器模块和无线发送与接收模块提供电源。利用本实用新型专利技术终端设备构建无线探测网络，车辆识别的准确率高，应用成本降低，并可通过无线传感网络提高了车辆识别的覆盖面积。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到无线传感网络以及嵌入式系统设计领域，涉及一种基于无线传感网络的声信号采集终端。
技术介绍
在现代战争中，履带式车辆以及轮式车辆仍然扮演着重要的角色。如何在战场上辨别履带式和轮式车辆成为各个国家研究的一个重点。在现代战场上常用的识别方法包括雷达、红外、视频图像或者间谍卫星等。这些方法各有优缺点，比如红外探测的精度与距离都是有限的，总体探测的局限性也比较大。比如雷达探测，它的精度和准确性比较高但是成本比较高，而且在战场的应用也受到环境的影响，在野外和比较暴露的地方由于雷达其自身的特点也容易受到攻击。利用声信号辨别车辆在交通监测领域以及军事领域得到了一些应用，但实际的应用在探测范围以及精度上也受到各种条件的约束。传统的声信号采集都是通过麦克风或者麦克风阵列完成。这种方法在狙击手探测定位系统运用的比较成熟。狙击手声探测定位系统通过麦克风阵列接收并测量狙击步枪的枪口激波和弹丸飞行产生的冲击波来确定狙击手的位置。基于声信号的车辆识别系统与狙击手探测定位系统的原理相似，车辆识别系统是利用不同车辆在行驶中产生的不同声波信号来实现对车辆的分辨。系统的设计可以分为三个部分一是声传感阵列；二是信号处理单元；三数据远端传输单元。现在一些实际的声采集阵列的采集范围十分有限，在一片比较大的区域布置多个声传感阵列没有办法实现协调工作，各个声传感阵列的成本也比较高， 在实际的声信号处理单元中，信号调理电路对声信号进行一定的处理送入A/D转换器进行 A/D转换再进行处理。在算法方面，已经有一些科研人员把信息融合理论运用到基于声信号的目标分辨中，实际效果也不是很突出，但前景非常的看好。对于实际中尤其是在军事领域应用的声信号辨别车辆目标的方法，从实际系统设计到理论研究都需要解决设计成本，大范围探测等重点问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术的局限性，提供了基于无线传感网络的声信号采集终端。本技术解决技术问题所采取的技术方案为本技术包括声传感阵列模块、声信号调理模块、微处理器模块、无线发送与接收模块和电源模块。声传感阵列模块采集的六路声信号接到包含六通道的声信号调理电路模块的输入端。声信号调理模块的输出端与微处理器模块输入端相连。微处理器模块的输出端连接到无线发送与接收模块的输入端。所述的电源模块分别为声传感阵列模块、声信号调理电路的模块、微处理器模块和无线发送与接收模块提供电源。所述的声传感阵模块包括微拾音器Ml、微拾音器M2、微拾音器M3、微拾音器M4、微拾音器M5和微拾音器M6 ；微拾音器Ml的正极端口与+12V电源相连，微拾音器Ml的负极端口与地相连。微拾音器M2的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M2的负极端口与地相连。微拾音器M3的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M3的负极端口与地相连。微拾音器M4的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M4的负极端口与地相连。微拾音器M5的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M5的负极端口与地相连。微拾音器M6的正极端口与+12V 电源相连，微拾音器M6的负极端口与地相连。所述的声信号调理模块包括第一电容Cl、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、 第四电阻R4、第二电容C2、第五电阻R5、第一运算放大器U1A、第三电容C3和第一稳压二极管D1。第一电容Cl的一端与第三电阻R3—端相连，第一电阻Rl和电源相连，第二电阻R2 一端和地相连，第一电阻R1，第二电阻R2，第一电容Cl的一端以及第三电阻R3的一端有个公共的交点。第三电阻R3 —端与第四电阻R4 —端相连，第三电阻R3和第四电阻R4与放大器UlA的负极相连，第二电容C2 —端与地相连，第五电阻R5 —端与地相连，第二电容C2 和第五电阻R5 —端与第一放大器UlA的正极端相连。放大器的输出一端与第三电容C3和第一稳压二极管Dl的正极端相连，第三电容C3另一端与地相连，第一稳压二极管Dl的负极端与地相连，放大器的输出端连接到第一处理器Ul的A/D端口进行A/D转换。所述的微处理器模块包括第二二极管D2、第一开关SW1、第六电阻R6、第四电容 C4、第七电阻R7、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8以及第一微处理器 Ul。第二二极管D2的正极端接+5V电源，负极端与第一开关SWl相连，第六电阻R6 —端与 +5V电源相连，另一端与第四电容C4相连，第四电容C4另一端与地相连，第一开关SWl的另一端也与地相连。第七电阻R7的一端与第一处理器Ul的RESET端口相连。第一处理器 Ul的ADC. 0 ADC. 5分别与信号调理电路的输出ADl AD5相连。第一处理器Ul的VDD 端与3. 3V电源相连，第五电容C5，第六电容C6的一端都与3. 3V电源相连，另外一端都与地相连。第一处理器Ul的Vref端与3. 3V电源相连，第七电容C7，第八电容C8的一端都与 3. 3V电源相连，另外一端都与地相连，所述的第一微处理器Ul的型号为NUC100LD3AN。所述的无线发送和接收模块包括第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第八电阻R8、第二处理器U2、第十四电容C14、第十五电容 C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第一电感Li、第二电感L2、第一天线 ATl和第一电平转换芯片Tl。第九电容C9的一端与第一天线Tl的Cl+端口相连，另一端与第一天线Tl的Cl-端口相连。第十电容ClO的一端与第一天线Tl的C2+端口相连，另一端与第一天线Tl的C2-端口相连。第—^一电容Cll的一端与第一天线Tl的V+端口相连，另一端与地相连。第十二电容C12的一端与第一天线Tl的V-端口相连，另一端与地相连。第一天线Tl的VCC端口与3. 3V电源相连。第一天线Tl的RlIN端口与第一微处理器 Ul的PB. 1/TX0相连。第一天线Tl的RlOUT端口与第二处理器U2的Pl_2相连。第一天线 Tl的R2IN端口与第二处理器U2的Pl_l端口相连。第一天线Tl的R20UT端口与第一微处理器Ul的PB. 0/RX0相连。第二处理器U2的VCC端与3. 3V电源相连。第八电阻R8的一端与U2的RBIAS端相连，另一端与地相连。第十三电容一端与U2的DC0UPLE端相连， 另一端与地相连。第二处理器U2的GND端与地相连。第二处理器U2的AVDDl AVDD6都与3. 3V电源相连。第二处理器U2的DVDDl与DVDD2都与3. 3V电源相连。第十四电容的5一端与第二处理器U2的RF_N的端相连，另一端与第一电感Ll相连。第十五电容C15 — 端与第二电感L2相连。第一电感Ll的另外一端与地相连。第十七电容C17的一端与第二电感L2相连，另外一端与地相连。第十六电容C16，第二电感L2的一端与第十八电容C18 相连，第十八电容C18的另外一端与第一天线ATl相连。所述的电源模块包括提供+12V电压的第一电源模块、提供5V和3. 3V电压的第二电源模块。第一电源模块包括第十九电容C19、第一稳压器VR1、第三二极管D3、第二十电容 C20、第九电阻R9、第十电阻R10、第四二极管D4和第二i^一电容C21。输入电源VIN端与第一稳压器VR本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于无线传感网络的声信号采集终端，包括声传感阵列模块、声信号调理模块、微处理器模块、无线发送与接收模块和电源模块，其特征在于：声传感阵列模块采集的六路声信号接到包含六通道的声信号调理电路模块的输入端；声信号调理模块的输出端与微处理器模块输入端相连；微处理器模块的输出端连接到无线发送与接收模块的输入端；所述的电源模块分别为声传感阵列模块、声信号调理电路的模块、微处理器模块和无线发送与接收模块提供电源；所述的声传感阵模块包括微拾音器Ｍ１、微拾音器Ｍ２、微拾音器Ｍ３、微拾音器Ｍ４、微拾音器Ｍ５和微拾音器Ｍ６；微拾音器Ｍ１的正极端口与＋１２Ｖ电源相连，微拾音器Ｍ１的负极端口与地相连；微拾音器Ｍ２的正极端口与＋１２Ｖ电源相连，微拾音器Ｍ２的负极端口与地相连；微拾音器Ｍ３的正极端口与＋１２Ｖ电源相连，微拾音器Ｍ３的负极端口与地相连；微拾音器Ｍ４的正极端口与＋１２Ｖ电源相连，微拾音器Ｍ４的负极端口与地相连；微拾音器Ｍ５的正极端口与＋１２Ｖ电源相连，微拾音器Ｍ５的负极端口与地相连；微拾音器Ｍ６的正极端口与＋１２Ｖ电源相连，微拾音器Ｍ６的负极端口与地相连；所述的声信号调理模块包括第一电容Ｃ１、第一电阻Ｒ１、第二电阻Ｒ２、第三电阻Ｒ３、第四电阻Ｒ４、第二电容Ｃ２、第五电阻Ｒ５、第一运算放大器Ｕ１Ａ、第三电容Ｃ３和第一稳压二极管Ｄ１；第一电容Ｃ１的一端与第三电阻Ｒ３一端相连，第一电阻Ｒ１和电源相连，第二电阻Ｒ２一端和地相连，第一电阻Ｒ１，第二电阻Ｒ２，第一电容Ｃ１的一端以及第三电阻Ｒ３的一端有个公共的交点；第三电阻Ｒ３一端与第四电阻Ｒ４一端相连，第三电阻Ｒ３和第四电阻Ｒ４与放大器Ｕ１Ａ的负极相连，第二电容Ｃ２一端与地相连，第五电阻Ｒ５一端与地相连，第二电容Ｃ２和第五电阻Ｒ５一端与第一放大器Ｕ１Ａ的正极端相连；放大器的输出一端与第三电容Ｃ３和第一稳压二极管Ｄ１的正极端相连，第三电容Ｃ３另一端与地相连，第一稳压二极管Ｄ１的负极端与地相连，放大器的输出端连接到第一处理器Ｕ１的Ａ／Ｄ端口进行Ａ／Ｄ转换；所述的微处理器模块包括第二二极管Ｄ２、第一开关ＳＷ１、第六电阻Ｒ６、第四电容Ｃ４、第七电阻Ｒ７、第五电容Ｃ５、第六电容Ｃ６、第七电容Ｃ７、第八电容Ｃ８以及第一微处理器Ｕ１；第二二极管Ｄ２的正极端接＋５Ｖ电源，负极端与第一开关ＳＷ１相连，第六电阻Ｒ６一端与＋５Ｖ电源相连，另一端与第四电容Ｃ４相连，第四电容Ｃ４另一端与地相连，第一开关ＳＷ１的另一端也与地相连；第七电阻Ｒ７的一端与第一处理器Ｕ１的ＲＥＳＥＴ端口相连；第一处理器Ｕ１的ＡＤＣ．０～ＡＤＣ．５分别与信号调理电路的输出ＡＤ１～ＡＤ５相连；第一处理器Ｕ１的ＶＤＤ端与３．３Ｖ电源相连，第五电容Ｃ５，第六电容Ｃ６的一端都与３．３Ｖ电源相连，另外一端都与地相连；第一处理器Ｕ１的Ｖｒｅｆ端与３．３Ｖ电源相连，第七电容Ｃ７，第八电容Ｃ８的一端都与３．３Ｖ电源相连，另外一端都与地相连，所述的第一微处理器Ｕ１的型号为ＮＵＣ１００ＬＤ３ＡＮ；所述的无线发送和接收模块包括第九电容Ｃ９、第十电容Ｃ１０、第十一电容Ｃ１１、第十二电容Ｃ１２、第十三电容Ｃ１３、第八电阻Ｒ８、第二处理器Ｕ２、第十四电容Ｃ１４、第十五电容Ｃ１５、第十六电容Ｃ１６、第十七电容Ｃ１７、第十八电容Ｃ１８、第一电感Ｌ１、第二电感Ｌ２、第一天线ＡＴ１和第一电平转换芯片Ｔ１；第九电容Ｃ９的一端与第一天线Ｔ１的Ｃ１＋端口相连，另一端与第一天线Ｔ１的Ｃ１－端口相连；第十电容Ｃ１０的一端与第一天线Ｔ１的Ｃ２＋端口相连，另一端与第一天线Ｔ１的Ｃ２－端口相连；第十一电容Ｃ１１的一端与第一天线Ｔ１的Ｖ＋端口相连，另一端与地相连；第十二电容Ｃ１２的一端与第一天线Ｔ１的Ｖ－端口相连，另一端与地相连；第一天线Ｔ１的ＶＣＣ端口与３．３Ｖ电源相连；第一天线Ｔ１的Ｒ１ＩＮ端口与第一微处理器Ｕ１的ＰＢ．１／ＴＸ０相连；第一天线Ｔ１的Ｒ１ＯＵＴ端口与第二处理器Ｕ２的Ｐ１＿２相连；第一天线Ｔ１的Ｒ２ＩＮ端口与第二处理器Ｕ２的Ｐ１＿１端口相连；第一天线Ｔ１的Ｒ２ＯＵＴ端口与第一微处理器Ｕ１的ＰＢ．０／ＲＸ０相连；第二处理器Ｕ２的ＶＣＣ端与３．３Ｖ电源相连；第八电阻Ｒ８的一端　与Ｕ２的ＲＢＩＡＳ端相连，另一端与地相连；第十三电容一端与Ｕ２的ＤＣＯＵＰＬＥ端相连，另一端与地相连；第二处理器Ｕ２的ＧＮＤ端与地相连；第二处理器Ｕ２的ＡＶＤＤ１～ＡＶＤＤ６都与３．３Ｖ电源相连；第二处理器Ｕ２的ＤＶＤＤ１与ＤＶＤＤ２都与３．３Ｖ电源相连；第十四电容的一端与第二处理器Ｕ２的ＲＦ＿Ｎ的端相连，另一端与第一电感Ｌ１相连；第十五电容Ｃ１５一端与第二电感Ｌ２相连；第一电感Ｌ１的另外一端与地相连；第十七电容Ｃ１７的一端与第二电感Ｌ２相连，另外一端与地相连；第十六电容Ｃ１６，第二电感Ｌ２的一端与第十八电容Ｃ１８相...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭冬亮，郭宝峰，黄亮，薛安克，刘俊，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：86