專利名稱：一種基于gprs的噪聲測量系統(tǒng)和終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噪聲測量設(shè)備，特別是涉及環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測行業(yè)的一種基于 GPRS的噪聲測量系統(tǒng)和終端。
背景技術(shù)：
隨著近代工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的機(jī)械設(shè)備向著大型、高速、重載的方向發(fā)展，所引起的噪聲越來越大。例如冶金軋制設(shè)備、破碎機(jī)、球磨機(jī)、紡織機(jī)械、噴氣運(yùn)輸機(jī)及各種機(jī)動(dòng)車輛等的噪聲已經(jīng)成為當(dāng)代三大主要環(huán)境公害之一。過去我國城市將環(huán)境污染的注意力較多集中在治理水、氣、垃圾的污染上，往往忽視聲污染。現(xiàn)在，越來越多的人認(rèn)識(shí)到，噪聲同樣危害人類健康，是誘發(fā)疾病的一個(gè)原因。安靜已經(jīng)成為市民的一個(gè)幸福指數(shù)。從2004年至今，噪聲投訴已躍居各類污染投訴的首位，占各類投訴的4-5成；在北京，城市噪聲已列為 “兩會(huì)”議題，并開始了城市噪聲污染的立法工作。在辦公自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等新技術(shù)日新月異發(fā)展的今天，人們同樣把對辦公自動(dòng)化設(shè)備的噪聲處理倍加關(guān)注，在相應(yīng)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中噪聲作為一項(xiàng)重要指標(biāo)。噪聲對人體健康有著嚴(yán)重的危害，因此如何減少噪聲危害已成為當(dāng)前一項(xiàng)迫切的任務(wù)。精確的測量、分析噪聲將為控制噪聲源、改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝、制定環(huán)保措施和相關(guān)法律提供重要依據(jù)。在噪聲測量方面大都采用分布采點(diǎn)的方法來進(jìn)行測量。但是測量點(diǎn)選擇只是通過簡單的投影量距的方法，每次測量都需人工去測量調(diào)整聲級(jí)計(jì)測量頭與被測物之間距離，因此工作量大而且耗時(shí)耗工。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)和環(huán)保工作的深入，已經(jīng)提出了環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)代化的要求 (首先是監(jiān)測儀器手段的現(xiàn)代化)?，F(xiàn)代化的聲環(huán)境監(jiān)測儀器，特別是優(yōu)質(zhì)的噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，將成為環(huán)保主管部門的首選。由此看來，面對這種嚴(yán)峻的聲環(huán)境污染，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測、手持儀器監(jiān)測顯然無法滿足聲環(huán)境監(jiān)測自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)化智能化的要求。對聲環(huán)境質(zhì)量及變化趨勢進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的全方位監(jiān)測，對噪聲污染源及其治理進(jìn)行監(jiān)督監(jiān)測，是廣大環(huán)境保護(hù)工作者迫在眉睫的工作，特別噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)成為發(fā)展趨勢，其主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)一、噪聲監(jiān)測產(chǎn)品要符合我國國情，其主要特點(diǎn)有價(jià)格便宜，維修費(fèi)用低；能在較惡劣條件下使用；便于維護(hù)操作，智能型，抗干擾能力強(qiáng)。二、噪聲自動(dòng)監(jiān)測產(chǎn)品將呈現(xiàn)如下明顯趨勢①以目前人工采樣為主向自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化為主的監(jiān)測方向發(fā)展，系統(tǒng)必須具有高質(zhì)量、高穩(wěn)定性、 高精度、全功能、集成化、系統(tǒng)化等特點(diǎn)。②由單一監(jiān)測向一體化監(jiān)測發(fā)展，監(jiān)測手段多樣化，將充分結(jié)合音視頻壓縮技術(shù)、通信技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；由單純的地面監(jiān)測向與3S技術(shù)相結(jié)合的方向發(fā)展。③利用高新技術(shù)提升噪聲監(jiān)測水平和競爭能力，加速國產(chǎn)化進(jìn)程；加速制定噪聲自動(dòng)監(jiān)測的相應(yīng)法規(guī)，逐步在一些大中城市建立區(qū)域性的聲環(huán)境自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有噪聲監(jiān)測和控制存在的不足，本實(shí)用新型在充分利用現(xiàn)有電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種遠(yuǎn)程噪聲監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控瞬時(shí)聲級(jí)、遠(yuǎn)程校準(zhǔn)操作、定時(shí)測量時(shí)間設(shè)定、調(diào)閱統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)組、存儲(chǔ)、打印輸出等多種功能。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是利用微電子技術(shù)、光電技術(shù)和無線通信技術(shù)的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)一種基于GPRS的噪聲測量系統(tǒng)和終端，將終端掛裝在施工場地、廠界、道路車輛等場所，用于城市環(huán)境噪聲、交通噪聲、機(jī)場噪聲及其它噪聲污染源的自動(dòng)監(jiān)測和在線檢測。為噪聲環(huán)境檢測和確定聲音來源及噪聲類型提供足夠的信息，給環(huán)境監(jiān)測和執(zhí)法帶來益處，特別適用于環(huán)境監(jiān)測部門采集噪聲數(shù)據(jù)或執(zhí)法部門噪聲事件取證。 一種基于GPRS的噪聲測量系統(tǒng)和終端，特別是涉及環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測行業(yè)的一種裝置，包括太陽能電池板、充電電池、電源模塊、GPRS模塊、CPU、電容傳聲器和音頻放大器幾部分結(jié)構(gòu)；所述太陽能電池板和充電電池連接；所述電源模塊分別和GPRS模塊、CPU以及音頻放大器連接，為其提供所需工作電壓；所述CPU和GPRS模塊連接；所述CPU和音頻放大器連接。進(jìn)一步，所述GPRS模塊的兩個(gè)數(shù)據(jù)通訊引腳分別和CPU的第8引腳和第9引腳連接。進(jìn)一步，所述CPU采用集成電路的型號(hào)是MSP430F2012，晶振JZl和CPU的第12引腳和第13引腳連接，JZl選用32. 768KHz。進(jìn)一步，所述音頻放大器采用的集成電路的型號(hào)是低成本、低功耗的LM358，放大后的信號(hào)經(jīng)輸出引腳連接到CPU的A/D采樣引腳。進(jìn)一步，所述電容傳聲器接收到的噪聲信號(hào)通過電子元器件組成的采樣和限幅電路網(wǎng)絡(luò)，連接到LM358輸入端；所述電容傳聲器，是換能器件，一般有電動(dòng)式，壓電式和電容式三種，一般采用電容式。進(jìn)一步，所述GPRS模塊選用四個(gè)引腳的智能模塊，其中兩個(gè)引腳為電源正負(fù)極， 另外兩個(gè)引腳分別和CPU的I/O 口連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)功能。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型采用GPRS無線傳輸方式，具有抗雷電功能，具有運(yùn)行自動(dòng)監(jiān)控功能及數(shù)據(jù)保護(hù)功能，噪聲自動(dòng)監(jiān)測軟件系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程控制噪聲監(jiān)測終端的工作狀態(tài)，與傳統(tǒng)的手工噪聲監(jiān)測相比，自動(dòng)監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)M小時(shí)全天候監(jiān)測， 并將數(shù)據(jù)及時(shí)傳回環(huán)保監(jiān)測機(jī)構(gòu)。這樣一來，就相當(dāng)于安裝了一個(gè)“電子耳”，讓噪聲制造者心服口服。本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、功耗低、智能化程度高等特點(diǎn)。另外，聲計(jì)量部分穩(wěn)定性好、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、精度高，還包括自動(dòng)校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋以肼曌詣?dòng)監(jiān)測系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)處理中心、GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)和專用管理軟件系統(tǒng)專門對每個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)的終端進(jìn)行管理和設(shè)置，并能對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

圖1是本實(shí)用新型的組成框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。參照圖1，1.太陽能電池板，2.充電電池，3.電源模塊，4. GPRS模塊，5. CPU，6.電
容傳聲器，7.音頻放大器。
具體實(shí)施方式
[0016]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖1所示，一種基于GPRS的噪聲測量系統(tǒng)和終端主要有太陽能電池板(1)，充電電池⑵，電源模塊⑶，GPRS模塊(4)，CPU (5)，電容傳聲器(6)，音頻放大器(7)幾個(gè)功能模塊組成，幾個(gè)模塊相互連接實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測點(diǎn)的噪聲智能監(jiān)測功能。太陽能電池板(1)為整機(jī)提供工作能量，并將在光能轉(zhuǎn)化為電能，存儲(chǔ)在充電電池O)中，實(shí)施時(shí)根據(jù)使用地點(diǎn)的日光照射條件選擇配置太陽能電池板(1)的功率。充電電池⑵的容量選擇6V1AH的鋰電，由于本機(jī)功耗較低，即使在沒有太陽能電池板(1)提供供電的情況下，整機(jī)也可工作十幾天，但具體時(shí)間要看監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳的頻度。電源模塊( 選擇器件時(shí)要選用低功耗的三端穩(wěn)壓模塊，即能保證各個(gè)模塊穩(wěn)定的電壓需求，又能保證降低本機(jī)自身功耗。電容傳聲器(6)采用電容式，實(shí)踐證明，聲級(jí)計(jì)的性能和質(zhì)量，在很大程度上取決于電容傳聲器的性能和質(zhì)量。因此，它是聲級(jí)計(jì)中最重要和最關(guān)鍵的部件。由于電容式具有頻率范圍寬、頻率響應(yīng)平直、動(dòng)態(tài)范圍大、失真度小、靈敏度高、噪聲小、電磁干擾小和溫度系數(shù)小等特點(diǎn)，所以在聲級(jí)計(jì)中用的換能器件采用電容式，并稱之為電容傳聲器。經(jīng)放大后的噪聲信號(hào)經(jīng)輸出引腳連接到CPU的A/D采樣引腳，由CPU 將當(dāng)前信號(hào)數(shù)字化處理， 并進(jìn)行存儲(chǔ)，以便實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳輸。如圖2所示，具體實(shí)施時(shí)，音頻放大器(7)的運(yùn)算放大器采用的集成電路的型號(hào)是低成本、低功耗的LM358。電容傳聲器(6)連接至Ml接口，電容傳聲器(6)接收到的信號(hào)通過R1、R2、R3、D2和D3組成的采樣和限幅電路輸入到LM358的2腳，該信號(hào)放大后，從LM358 的輸出端引腳1通過電阻R6耦合連接到CPU6)的A/D采樣端第2引腳。終端安裝在噪聲監(jiān)測現(xiàn)場，是全天候戶外單元，具有防雨、防風(fēng)、防鳥停等功能，使用電池供電，CPU(5)為整個(gè)裝置的核心，要考慮選擇低功耗單片機(jī)，因此選用TI公司的低功耗單片機(jī)，集成電路的具體型號(hào)是MSP430F2012，它主要完成定時(shí)采樣、A/D轉(zhuǎn)換、判斷比較、設(shè)置參數(shù)接收并存儲(chǔ)、采集數(shù)據(jù)發(fā)送等任務(wù)。CPU (5)震蕩信號(hào)源JZl采用外部高精度低頻晶振，JZl選用32. 768KHz,以達(dá)到低功耗的要求，JZl的兩腳連接到CPU(5)的12和13 腳。GPRS模塊(4)選用四個(gè)引腳的模塊，兩個(gè)引腳為供電引腳，另兩個(gè)引腳是數(shù)據(jù)收發(fā)引腳，GPRS模塊(4)連接到GPRSM端口，兩根數(shù)據(jù)線和CPU(5)的8腳和9腳連接。當(dāng)收到外部設(shè)置和控制命令時(shí)，數(shù)據(jù)通過CPU 的8腳和9腳出入CPU ，經(jīng)CPU 處理后， 將設(shè)置參數(shù)寫入CPU 內(nèi)部FLASH;上傳數(shù)據(jù)也通過CPU 的8腳和9腳按一定的通訊協(xié)議，將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到GPRS模塊，最后監(jiān)測結(jié)果存儲(chǔ)在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫，形成監(jiān)測的原始數(shù)據(jù)信息。CPU(5)的第4引腳和R8連接控制驅(qū)動(dòng)Q1，再驅(qū)動(dòng)LED1，通過LEDl不同的閃爍方式來指示監(jiān)測點(diǎn)的狀態(tài)，包括正常狀態(tài)、通訊狀態(tài)、電池欠壓狀態(tài)等。
權(quán)利要求1.一種基于GPRS的噪聲測量系統(tǒng)和終端，特別是涉及環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測行業(yè)的一種裝置，其特征在于包括太陽能電池板(1)、充電電池O)、電源模塊(3)、GPRS模塊0)、 CPU 、電容傳聲器(6)和音頻放大器(7)幾部分結(jié)構(gòu)；所述太陽能電池板(1)和充電電池 (2)連接；所述電源模塊C3)分別和GPRS模塊G)、CPU 以及音頻放大器(7)連接，為其提供所需工作電壓；所述CPU (5)和GPRS模塊(4)連接；所述CPU (5)和音頻放大器(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPRS的噪聲測量系統(tǒng)和終端，其特征在于所述 GPRS模塊(4)的兩個(gè)數(shù)據(jù)通訊引腳分別和CPU(5)的第8引腳和第9引腳連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPRS的噪聲測量系統(tǒng)和終端，其特征在于所述 CPU (5)采用集成電路的型號(hào)是MSP430F2012，晶振JZl和CPU (5)的第12引腳和第13引腳連接，JZl 選用 32. 768KHz。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于GPRS的噪聲測量系統(tǒng)和終端，特別是涉及環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測行業(yè)的一種裝置，包括太陽能電池板、充電電池、電源模塊、GPRS模塊、CPU、電容傳聲器和音頻放大器幾部分結(jié)構(gòu)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測安裝點(diǎn)的噪聲聲級(jí)，特別適用于環(huán)境監(jiān)測部門采集噪聲數(shù)據(jù)或執(zhí)法部門噪聲事件取證。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、功耗低、智能化程度高等特點(diǎn)。另外，聲計(jì)量部分穩(wěn)定性好、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、精度高，還包括自動(dòng)校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋以肼曌詣?dòng)監(jiān)測系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)處理中心、GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)和專用管理軟件系統(tǒng)專門對每個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)的終端進(jìn)行管理和設(shè)置，并能對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202057413SQ20112000747
公開日2011年11月30日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者孫玉泉, 左漢鋒, 張亞娟, 張繼斌, 王興昆, 王 鋒, 辛峰, 陳威 申請人:山東省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院