本發(fā)明涉及一種噪聲檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種環(huán)境噪聲遠程監(jiān)控系統(tǒng)，屬于環(huán)境噪聲自動檢測技術領域。

背景技術：

環(huán)境噪聲監(jiān)測，是人類提高生活質量，加強環(huán)境保護的一個重要環(huán)節(jié)，在各大城市的繁華街區(qū)和居民區(qū)，已有大型環(huán)境噪聲顯示器豎立街頭。但目前國內的便攜式噪聲測試儀，多為價格昂貴的進口專用設備，除衛(wèi)生、計量等環(huán)保專業(yè)部門擁有外，無法作為民用品推廣普及。

目前，數(shù)據(jù)采集與處理的新技術、新方法直接或間接地引發(fā)其革新和變化，實時監(jiān)控與仿真技術( 所述仿真技術包括傳感器、數(shù)據(jù)采集、微機芯片數(shù)據(jù)、可編程控制器PLC、現(xiàn)場總線處理、流程控制、曲線與動畫顯示、自動故障診斷與報表輸出等) 把數(shù)據(jù)采集與處理技術提高到一個嶄新的水平。

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會的不斷進步，環(huán)保的要求深入人心，生活環(huán)境的噪聲問題已在社會上引起越來越多的關注，噪聲監(jiān)測成為環(huán)保部門的必要工作。然而，迄今為止，我國環(huán)保部門檢測數(shù)據(jù)存在大量在管理、硬件成本等方面的巨大支出，較難實現(xiàn)統(tǒng)一管理與信息共享，使得管理效率低、設備投入費用大，后期管理維護成本高，無法充分發(fā)揮信息化技術的高效率。

例如申請?zhí)枮椤?01020143967.2”具有GPS定位等功能的環(huán)境噪聲測量儀,包括有PDA模塊,PDA模塊外接有數(shù)模轉換器、GPS模塊、MP3模塊、顯示屏和SD卡,GPS模塊外接有GPS天線;還包括有傳聲器,傳聲器的輸出信號通過前置放大器接入數(shù)模轉換器,PDA模塊還通過緩沖存儲器外接有GPRS或CDMA模塊,GPRS或CDMA模塊外接有發(fā)射天線。該實用新型操作簡單、精度高,將GPS功能和MP3功能同時置入到環(huán)境噪聲測量儀中,便于對測量結果進行復核和作為環(huán)境執(zhí)法依據(jù),所有的信息都可以通過GPRS向環(huán)境監(jiān)測站或科研單位設置的接收終端發(fā)送,便于測量結果的后續(xù)處理和統(tǒng)計。

又如申請?zhí)枮椤?01220490809.3”的一種實現(xiàn)環(huán)境噪聲遠程監(jiān)測的系統(tǒng)，其包括將聲信號轉換成模擬電壓信號的噪聲測量儀、數(shù)據(jù)采集卡、具備Labview開發(fā)模塊的現(xiàn)場端計算機和客戶端計算機，所述噪聲測量儀的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端相連，所述數(shù)據(jù)采集卡的輸出端與現(xiàn)場端計算機的輸入端相連，所述現(xiàn)場端計算機與客戶端計算機間通過網(wǎng)絡雙向連接。本實用新型有效解決了現(xiàn)有的噪聲監(jiān)測系統(tǒng)存在的投資維護成本高、管理效率低、監(jiān)測信息不能共享等問題，提高了工作效率，降低了硬件和管理及維護成本，具有極強的實用性，可廣泛推廣應用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種便攜式環(huán)境噪聲測量儀。

本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種環(huán)境噪聲遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包含用于環(huán)境噪聲檢測的數(shù)據(jù)采集模塊，以及與數(shù)據(jù)采集模塊遠程連接的數(shù)據(jù)監(jiān)控終端，所述數(shù)據(jù)采集模塊包含噪聲參數(shù)檢測模塊、三級放大電路、V/F變換模塊、微控制器模塊、穩(wěn)壓器、譯碼器、LED數(shù)碼管、電源管理器和電源模塊，所述噪聲參數(shù)檢測模塊依次通過三級放大電路、V/F變換模塊連接微控制器模塊，所述微控制器模塊依次通過穩(wěn)壓器、譯碼器連接LED數(shù)碼管；所述電源模塊通過電源管理器連接微控制器模塊；其中，所述噪聲參數(shù)檢測模塊用于將周邊環(huán)境噪聲轉換成電信號；所述三級放大電路用于對轉換成電信號的環(huán)境噪聲進行三級放大處理；所述V/F變換模塊用于將放大處理后的電信號轉換成頻率信號傳輸至微控制器模塊；所述微控制器模塊用于根據(jù)接收的頻率信號輸出脈沖頻率，進而得出噪聲聲壓；所述穩(wěn)壓器用于對微控制器模塊得出的噪聲聲壓進行穩(wěn)壓處理；所述譯碼器用于對穩(wěn)壓器穩(wěn)壓處理后的噪聲聲壓進行譯碼，進而通過LED數(shù)碼管實時顯示；

所述三級放大電路包含第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第一二極管、第一三極管、第二三極管、第三三極管；所述第一電阻為變阻器，所述第一電阻的滑動端連接第一電容的一端，所述第一電容的另一端分別連接第二電阻的一端、第三電容的一端，第三電阻的一端、第一三極管的基極，所述第三電阻的另一端接地，所述第一三極管的發(fā)射極分別連接第五電阻的一端、第四電容的一端，所述第五電阻的另一端、第四電容的另一端均接地；所述第一三極管的集電極分別連接第三電容的另一端、第四電阻的一端、第二三極管的基極；所述第二三極管的發(fā)射極連接第五電容的一端，所述第五電容的另一端接地；所述第二三極管的集電極分別連接第二電阻的另一端、第二電容的一端、第六電容的一端、第三三極管的發(fā)射極；所述第二電容的另一端分別連接第六電阻的一端、第七電阻的一端，所述第七電阻的另一端分別連接第三三極管的集電極、第七電容的一端，所述第七電容的另一端接地；所述第六電阻的另一端分別連接第一二極管的陽極、第三三極管的基極；所述第一二極管的陰極連接第四電阻的另一端；

所述電源管理器包含采樣濾波電路、磁偏檢測電路、DSP模塊、CPLD模塊、隔離驅動電路、功率放大電路、控制器、接口模塊和遠程通訊模塊；所述采樣濾波電路、磁偏檢測電路、功率放大電路和接口模塊分別連接在DSP模塊的相應端口上，所述DSP模塊通過CPLD模塊連接隔離驅動電路，所述DSP模塊通過控制器連接遠程通訊模塊。

作為本發(fā)明一種環(huán)境噪聲遠程監(jiān)控系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述噪聲參數(shù)檢測模塊采用駐極體傳感器。

作為本發(fā)明一種環(huán)境噪聲遠程監(jiān)控系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控終端包含單片機以及分別與其連接的數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊。

作為本發(fā)明一種環(huán)境噪聲遠程監(jiān)控系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述V/F變換模塊的芯片型號為LM331。

作為本發(fā)明一種環(huán)境噪聲遠程監(jiān)控系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述譯碼器的芯片型號為74LS248。

本發(fā)明采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果：

1、本發(fā)明以89C51單片機為核心，采用V／F轉換技術構成的低成本、便攜式數(shù)字顯示環(huán)境噪聲測量儀，能夠實時的檢測環(huán)境的噪聲參數(shù)進而完成對環(huán)境噪聲的實時監(jiān)控。

2、本發(fā)明工作穩(wěn)定、性能良好、成本較低，經(jīng)校驗定標后能滿足一般民用需要，可廣泛應用于工礦企業(yè)、機關、學校等需要對環(huán)境噪聲進行測量和控制的場合；

3、本發(fā)明采用三級放大電路進行數(shù)據(jù)的預處理，有效的增強了數(shù)據(jù)的精確度；

4、本發(fā)明采用電源管理器實時對供電電源進行監(jiān)控，有效地優(yōu)化了供電系統(tǒng)，增強了檢測裝置的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結構原理圖；

圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集模塊的結構原理圖；

圖3是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集模塊三級放大電路電路圖；

圖4是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集模塊電源管理器的結構原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明：

如圖1所示，一種環(huán)境噪聲遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包含用于環(huán)境噪聲檢測的數(shù)據(jù)采集模塊，以及與數(shù)據(jù)采集模塊遠程連接的數(shù)據(jù)監(jiān)控終端。如圖2所示所述數(shù)據(jù)采集模塊包含噪聲參數(shù)檢測模塊、三級放大電路、V/F變換模塊、微控制器模塊、穩(wěn)壓器、譯碼器、LED數(shù)碼管、電源管理器和電源模塊，所述噪聲參數(shù)檢測模塊依次通過三級放大電路、V/F變換模塊連接微控制器模塊，所述微控制器模塊依次通過穩(wěn)壓器、譯碼器連接LED數(shù)碼管；所述電源模塊通過電源管理器連接微控制器模塊；其中，所述噪聲參數(shù)檢測模塊用于將周邊環(huán)境噪聲轉換成電信號；所述三級放大電路用于對轉換成電信號的環(huán)境噪聲進行三級放大處理；所述V/F變換模塊用于將放大處理后的電信號轉換成頻率信號傳輸至微控制器模塊；所述微控制器模塊用于根據(jù)接收的頻率信號輸出脈沖頻率，進而得出噪聲聲壓；所述穩(wěn)壓器用于對微控制器模塊得出的噪聲聲壓進行穩(wěn)壓處理；所述譯碼器用于對穩(wěn)壓器穩(wěn)壓處理后的噪聲聲壓進行譯碼，進而通過LED數(shù)碼管實時顯示；

如圖3所示，所述三級放大電路包含第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第一二極管、第一三極管、第二三極管、第三三極管；所述第一電阻為變阻器，所述第一電阻的滑動端連接第一電容的一端，所述第一電容的另一端分別連接第二電阻的一端、第三電容的一端，第三電阻的一端、第一三極管的基極，所述第三電阻的另一端接地，所述第一三極管的發(fā)射極分別連接第五電阻的一端、第四電容的一端，所述第五電阻的另一端、第四電容的另一端均接地；所述第一三極管的集電極分別連接第三電容的另一端、第四電阻的一端、第二三極管的基極；所述第二三極管的發(fā)射極連接第五電容的一端，所述第五電容的另一端接地；所述第二三極管的集電極分別連接第二電阻的另一端、第二電容的一端、第六電容的一端、第三三極管的發(fā)射極；所述第二電容的另一端分別連接第六電阻的一端、第七電阻的一端，所述第七電阻的另一端分別連接第三三極管的集電極、第七電容的一端，所述第七電容的另一端接地；所述第六電阻的另一端分別連接第一二極管的陽極、第三三極管的基極；所述第一二極管的陰極連接第四電阻的另一端；

如圖4所示，所述電源管理器包含采樣濾波電路、磁偏檢測電路、DSP模塊、CPLD模塊、隔離驅動電路、功率放大電路、控制器、接口模塊和遠程通訊模塊；所述采樣濾波電路、磁偏檢測電路、功率放大電路和接口模塊分別連接在DSP模塊的相應端口上，所述DSP模塊通過CPLD模塊連接隔離驅動電路，所述DSP模塊通過控制器連接遠程通訊模塊。

其中，所述噪聲參數(shù)檢測模塊采用駐極體傳感器，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控終端包含單片機以及分別與其連接的數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊，所述V/F變換模塊的芯片型號為LM331，所述譯碼器的芯片型號為74LS248。

本發(fā)明以89C51單片機為核心，采用V／F轉換技術構成的低成本、便攜式數(shù)字顯示環(huán)境噪聲測量儀。本發(fā)明工作穩(wěn)定、性能良好、成本較低，經(jīng)校驗定標后能滿足一般民用需要，可廣泛應用于工礦企業(yè)、機關、學校等需要對環(huán)境噪聲進行測量和控制的場合。

人耳的聽閾一般是20μPa，痛閾一般是200 Pa，其間相差107倍，這樣寬廣的聲壓范圍很不易測量，而且人耳對聲壓的相對變化的分辨具有非線性特征。因此，聲學中常用聲壓級Lp來反映聲壓的變化，將聲壓p的聲壓級表示成Lp＝20lg（p／p0（dB）其中：基準量p0為20μPa。當p＝p0時，Lp＝0dB，而當p＝200Pa時，Lp＝140dB。

用聲級計可以測量聲壓級，采用1kHz純音輸入0.2s到0.25s或0.5s以上，即可得到真實聲壓級或平均聲壓級?？紤]到人耳對不同頻率的響度感覺，在噪聲測量中，常取40phon等響曲線的反曲線對聲壓級進行計權校正，即用 A計權網(wǎng)絡測得A聲級，寫成dB（A）。附表給出倍頻帶中心頻率與A聲級的校正量之間的關系：

環(huán)境噪聲經(jīng)高靈敏度、無指向性駐極體傳聲器轉換成電信號。所用傳聲器頻率特性在50～14 000 Hz范圍內不均勻度小于1．5 dB，加防風罩、防雨罩后可用于室外測量。三級放大電路由運放LM324構成，精心調整相關外圍元件參數(shù)，可使其幅頻特性與A計權曲線相近。D1、C1、R1組成峰值檢波網(wǎng)絡，其輸出直流電平反映了噪聲聲壓的大小。

由LM331構成電壓／頻率轉換電路，輸出的頻率信號變成TTL電平送給單片機的P3．4引腳，作為T0的計數(shù)脈沖。該轉換電路線性良好，抗干擾能力強，輸出頻率范圍在10～10 000 Hz以上，其變化比達103，優(yōu)于普通8位并行A／D轉換器，有利于提高系統(tǒng)的測量范圍。

系統(tǒng)的核心部分是AT89C51單片機，其指令系統(tǒng)與MCS－51完全兼容，且片內帶4kB的E2PROM，可以方便地構成一個最小測量系統(tǒng)。其P3．5引腳接由NE555構成的定時器輸出的100 kHz方波，通過T1中斷去控制T0定時計數(shù)。從T0端輸入的計數(shù)脈沖頻率，也反映了所測聲壓的大小。經(jīng)軟件處理后，噪聲聲壓級顯示值由P1口輸出，經(jīng) 74LS248譯碼再驅動兩位1．8 in高亮度LED數(shù)碼管顯示，適當控制譯碼器滅燈端，使兩數(shù)碼管輪流發(fā)光實現(xiàn)動態(tài)顯示，降低功耗。

本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本發(fā)明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內。上面結合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以再不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。