CN108040489A - 集成传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于监测噪声和/或振动的方法和设备。具体而言，本发明涉及用于监测噪声和/或振动的可分布式的和/或可配置的方法和/或设备。根据第一方面，提供一种使用记录环境声音记录的装置以监测一区域的环境噪声的方法，包括以下步骤：从该装置接收环境声音数据；确定出与该环境声音数据有关的参数何时超过预定阈值；当超过该预定阈值时，存储环境声音数据。

Description

集成传感器系统
技术领域
本发明涉及用于监测噪声和/或振动的方法和设备。具体而言，本发明涉及用于监测噪声和/或振动的可分布式的和/或可配置的方法和/或设备。
背景技术
由于现代社会中环境噪声的影响日益增长，因此在许多情况下，对噪声的自主监测和管理很重要。噪声监测和管理在不同情况中的性质和复杂性都有所不同，范围从工作场所的健康和安全要求至极端情形如重工业或采矿等。在其他情况中，测量因施工、拆迁或道路交通而引起的环境噪声也是很重要的，这些噪声会给附近的居民或在附近工作的人带来烦恼。对于受到空中交通、铁路交通、赛车噪声、采石场或工业场地所引起的环境噪声而影响的住宅区来说，自动测量和评估噪声也非常重要。
大型建筑工地等大型噪声源往往也是振动源。因此，监测和管理振动级以及噪声级，尤其监测建筑物及其周围可接受的振动级，可能是个很重要的问题。监测机床中的振动也是预测维修的重要组成部分。
目前已有各种专用传感器和设备可用于测量和监测噪声或振动。每个设备都通过了一定程度的准确性的认证（不考虑其他因素），使用户可以根据所需的稳健性和准确性选择设备，因此每个设备包含了经过一定程度准确性认证的单个传感器。这样的设备通常不能彼此互操作，其结果是一个传感器的输出必须由用户保存，由用户在计算机上处理，然后由用户将其处理结果与其他传感器输出的处理结果进行组合，以便产生与监测项目相关的有用数据。通常而言，大型项目需要使用多个传感器和处理设备，需要对其进行自定义配置，由此造成困难，例如大面积部署多个传感器将导致大量的设置工作，并增加成本。当需要同时监测噪声和振动时，由于需要不同的传感器设备，这一问题尤为突出。
在许多应用中，例如在监测噪声级/振动级以显示符合立法要求时或者在大面积测量时，往往期望通过对一个广泛的区域进行一段时间的大量测量，或者通过设置可以连续测量相关参数的设备，来获得大量数据以用于分析。由于不同制造商的许多商用设备之间的互用性差，并且这些商用设备的尺寸一般都很大且成本很高，因此，使用当前的监测设备来满足这一期望或许是个挑战。
发明内容
所附的权利要求中阐述了本发明的各方面和各实施方式。本说明书还描述了这些和其他方面和实施方式。
根据第一方面，提供一种使用记录环境声音记录的装置以监测一区域的环境噪声的方法，包括以下步骤：从该装置接收环境声音数据；确定出与该环境声音数据有关的参数何时超过预定阈值；当超过该预定阈值时，存储环境声音数据。
上述方法可以允许设备仅当超过预定音频阈值时才监测（或记录）和存储音频样本，使得用户能够从存储的音频样本中清楚地辨识出噪声源。与存储所有监测的（或记录的）数据相比，仅存储噪声阈值以上的环境声音可以减少所需的存储空间，并且确保仅重要的环境声音（例如噪声）被存储。
可选地，参数涉及环境噪声的测量，进一步可选地，参数是声压级。
可选地，当参数超过预定阈值时开始，连续地存储环境声音数据，直至第一时间段最早的那一刻；或者当参数低于预定阈值时开始，连续地存储环境声音数据，直至第二时间段最早的那一刻。可选地，第一时间段为20秒至1分钟长，优选地，第一时间段为30秒长。可选地，第二时间段为1秒至5秒长，优选地，第一时间段为2秒长。
通过连续监测数据，但仅存储一定时间段的数据，使得数据所需的存储空间减少，而重要的部分不会丢失。
可选地，方法包括另外的步骤：将环境声音数据的样本记录到本地数据缓存；用记录的样本覆盖本地数据缓存的内容。可选地，方法包括另外的步骤：当超过预定阈值时，存储本地数据缓存的内容。可选地，连续记录样本。可选地，方法包括另外的步骤：将本地数据缓存的存储内容和存储的环境声音数据汇集成单个音频文件。可选地，该音频文件是连续的。可选地，样本的长度在1至30秒之间，优选地，样本的长度为10秒。
当超过阈值时，将样本记录到数据缓存并存储起来，这使得环境声音能够在超过阈值之前立即被记录，从而可以帮助识别噪声源。
可选地，在装置上执行前述确定出参数何时超过预定阈值的步骤；并且，装置设置有处理器，其中所述处理器优选地执行该确定出所述参数是否超过预定阈值的步骤。或者，可以在外部服务器上执行该确定出所述参数是否超过预定阈值的步骤。可选地，数据存储于外部服务器上。或者，数据可以存储在装置上，并且该装置设置有用于存储数据的数据存储器。可选地，方法包括另外的步骤：接收发送一或多项存储的数据的请求；将该一或多项存储的数据发送到外部服务器以响应该请求，其中装置与外部服务器通信。
在一些情况下，在装置上执行处理和/或存储数据可以提高处理效率，而在其他情况下，可能优选的是在外部服务器处执行处理和/或存储数据。
可选地，方法包括另外的步骤：确定出与环境声音数据相关的另一参数在预定时间段内何时超过另一预定阈值；如果超过该预定阈值，则使所存储的数据对用户可用。该另一参数可以是前述参数。该另一预定阈值是前述预定阈值。可选地，前述使本地存储的内容对用户可用的步骤包括：在接收到来自外部服务器对一或多项存储的数据的请求时，将一或多项存储的数据发送到该外部服务器，其中前述装置与该外部服务器通信。可选地，前述使本地存储的内容对用户可用的步骤包括：将一或多项存储的数据传送给中间用户设备（例如，可以将存储的数据项通过蓝牙传送到电话）。
如果在预定时间段内超过阈值，则只有存储的数据可用，这种做法确保了只有重要的结果（即与噪声监测有关的那些结果）才会报告给用户。
可选地，在没有超过另一预定阈值的情况下，删除存储的数据。
删除不使用的存储数据可以有效地利用存储空间，并且可以去除与噪声监测无关的数据。
可选地，对存储的环境声音数据盖上时间戳。
时间戳可以提高用户对存储的环境声音数据的使用。
可选地，当超过阈值时，可以发送警报信号。
发送警报可以通过让用户知道何时超过阈值来提供其他功能。
另一方面提供用于记录环境声音的装置，其可操作地执行前述方法。
另一方面提供了用于监测一区域的环境噪声的设备，包括：用于接收环境声音数据的装置；用于确定出与环境声音数据有关的参数何时超过预定阈值的装置；以及用于当超过预定阈值时存储环境声音数据的装置。
另一方面提供了一种包括用于执行前述方法的软件代码的计算机程序产品。
另一方面提供一种使用适于测量噪声和振动的至少一个传感器节点以监测一区域的噪声和振动的方法，包括以下步骤：将配置数据发送到至少一个传感器节点，其中配置数据包括一或多个与噪声和/或振动相关的期望参数的规格；使用至少一个传感器节点收集一时间段内与噪声和/或振动相关的数据；使用从至少一个传感器节点接收到的数据，以基于用于至少一个传感器节点的配置数据来计算该时间段的一或多个期望参数。可选地，使用多个传感器节点；基于每个传感器节点的配置数据计算前述时间段的一或多个期望参数。可选地，在至少一个传感器节点计算一或多个期望参数。可选地，前述收集数据的步骤是基于用于至少一个传感器节点的配置数据。
只允许对期望参数进行集中配置的方式提高了处理效率，并且可以简化用户对一或多个设备的管理和部署。
可选地，方法包括另外的步骤：汇集包括一或多个期望参数的结果数据；其中结果数据还包括时间数据、位置数据和记录的环境声音中的一个或多个。
在结果数据中提供额外信息可以提高数据的使用。
可选地，方法包括另外的步骤：将结果数据发送到外部服务器，其中，至少一个传感器节点与外部服务器通信。可选地，方法包括另外的步骤：汇编结果数据，从而汇集区域中与噪声和/或振动相关的数据。
结果数据的汇编以及外部服务器的使用可以使数据有效且方便地呈现给用户。
可选地，方法包括另外的步骤：从至少一个传感器节点发送关于以下一或多种情况的警报信号：与噪声和/或振动相关的用户设置的阈值被超过；传感器节点的电池电量不足；外部电源连接或断开；检测到测量误差；或者传感器节点被移走。
警报的使用可以使得用户通过修补一或多个传感器节点的任何问题，并且可以使得系统可以起（紧急）警报系统的作用。
可选地，配置数据还包括以下中的至少一个：至少一个传输器节点的工作时间；以及由至少一个传感器节点发送的警报。
配置数据提供其他信息的方式可以提升系统的易用性。
可选地，方法包括另外的步骤：计算另一时间段的一或多个期望参数，其中，另一时间段相对于前述时间段更短，优选地，该另一时间段为大约10秒长。
使用另一（更短的）时间段可以使得待计算并待报告给用户的关于一些参数的时间结果趋近实时时间结果，该结果可以与较长时间段内计算出的更为完整的参数组一起组合而被提供。
可选地，传感器节点可操作地与用户设备配合，从而允许输出结果数据和/或导入配置数据。可选地，方法包括另外的步骤：同步传感器节点和外部服务器之间的配置数据。可选地，前述时间段由用户设定。
另一方面提供了一种测量噪声和振动的系统，包括适于测量噪声和振动的至少一个传感器节点，其中该系统适于执行前述的方法。
另一方面提供了一种用于监测一区域中的环境噪声和振动的系统，包括：至少一个传感器节点，其包括收集一时间段内与噪声和/或振动相关的数据；用于向至少一个传感器节点发送配置数据的装置，其中，该配置数据包括与噪声和/或振动相关的一或多个期望参数的规格；以及用于基于至少一个传感器的配置文件，使用从至少一个传感器节点接收的数据来计算前述时间段的一或多个期望参数的装置。
另一方面提供了一种包括用于执行前述方法的软件代码的计算机程序产品。
另一方面提供一种基于本地存储的配置数据来配置适于监测噪声和振动的设备的方法，包括以下步骤：通过通信网络搜索设备可用的新的配置数据；如果发现这种新的配置数据，则用新的配置数据覆盖本地存储的配置数据，使得设备根据任何新的配置数据来监测噪声和/或振动。可选地，配置数据包括与噪声和/或振动相关的一或多个参数的规格，一或多个参数可由设备计算，从而监测噪声和/或振动。可选地，配置数据包括与固件更新和/或软件更新相关的数据。
这样可以快速轻松地配置设备，从而最大限度地减少对监测的干扰。
可选地，方法包括另外的步骤：当设备通电时，打开设备。
这样可以最大限度地减少停电造成的监测中断。
另一方面提供了用于监测噪声和振动的装置，其可操作地执行前述的方法。
另一方面提供了包括用于执行前述方法的软件代码的计算机程序产品。
另一方面提供一种适于基于本地存储的配置数据来监测噪声和振动的设备，包括：用于存储配置数据的数据存储器；用于经由通信网络搜索设备可用的新的配置数据的装置；用于如果搜索到这种新的配置数据则用新的配置数据覆盖本地存储的配置数据以使得设备根据任何新的配置数据来监测噪声和/或振动的装置。
另一方面提供了一种适于监测噪声和振动的设备，包括：一或多个处理器；一或多个数据输入端，其可操作地从传声器和/或加速度计接收输入信号；数据输出端；内部加速度计，其可操作地监测所述设备何时移动；其中，处理器用于使用输入信号来计算与噪声和/或振动相关的一或多个参数；其中，一或多个参数中至少一个由处理器经由数据输出端而输出。
在监测设备上设置内部加速度计的做法能够检测出设备的移动，并且警报的发出可以使用户能够采取补救措施以减少监测中断概率。
根据另一方面，提供一种适于监测噪声和振动的设备，包括：一或多个处理器；一或多个数据输入端，其可操作地接收来自传声器和/或加速度计的输入信号；数据输出端；其中，处理器用于使用输入信号计算与噪声和/或振动相关的一或多个参数；一或多个参数中的至少一个由处理器经由数据输出端而输出。
通过对单个设备配置能够从音频传感器和/或振动传感器接收输入信号的功能，使得在输出之前，可以以例如分批或同时的方式在单个设备上计算与音频传感器和/或振动传感器的位置的噪声和振动相关的参数。
可选地，将一或多个参数汇集到一结果文件。
通过汇集包含有与一或多个参数相关的数据的结果文件，可以更有效地处理或存储参数。
可选地，前述设备还包括位置检测装置。可选地，位置检测装置包括卫星定位接收器。可选地，结果文件还包括位置数据。将位置数据，例如使用GPS（或GLOSNASS或GALILEO或其任一者或其与GPS结合的任一者或全部三个系统）卫星定位接收器获取的位置数据，存储在例如单个结果文件或多个结果文件，可以实现对区域上的噪声和/或振动的评估，因为可以在地图上精确地找到所检测到的噪声和/或振动的位置，并且可以从可用的数据中尽可能地识别且绘制出常见的噪声源和/或振动源。
可选地，结果文件还包括时间数据。
在一段时间内的数据可用的情况下，持有还包括时间数据的结果文件的用户可以评估一段时间内噪声和/或振动的变化。
可选地，一或多个参数由用户设定。可选地，在一设定时间段内计算一或多个参数。可选地，该时间段由用户定义。
通过允许用户确定所收集的参数和/或感兴趣的时间段，可以根据用户的需要获取结果。
可选地，数据输出端耦接WLAN接入点、GSM连接、以太网连接、USB连接、蓝牙连接或存储卡中的至少一个。可选地，GSM连接使用GPRS、3G或者4G电信网络。
可以在设备上对数据输出端实现所有可能的替代，这种做法使得输出数据的传输和/或存储变得灵活。
可选地，前述设备还包括外壳。可选地，前述设备还包括电池。可选地，前述设备还包括配置为允许外部电源给设备供电和/或给电池充电的电力输入端。
为电子设备和电源提供保护，可以使得设备非常适合用作例如室外的无源监视器。
可选地，前述设备的与音频有关的输入信号的总动态范围是大约16dB(A) RMS –140dB(A) Peak。可选地，设备的与音频有关的输入信号的线性动态范围是大约26dB(A)RMS – 140dB(A) Peak。可选地，设备的与音频有关的输入信号的性能符合用于1类声级计的IEC 61672-1的电声性能规范。
具有上述参数和/或符合用于1类声级计的IEC 61672-1（通过引用并入本文以供参考）的电声性能规范的设备可以用于高准确性地测量和/或监测大范围的音频源。
可选地，前述设备的与振动有关的总动态范围是大约0.0005m/s2 RMS到50m/s2PEAK。可选地，设备的与振动有关的输入频率范围是大约1Hz-10kHz。可选地，设备的与振动有关的输入信号的性能符合ISO 10816-1规范。
具有上述参数和/或符合ISO 10816-1（通过引用并入本文以供参考）规范的设备可以用于高准确性地测量和/或监测大范围的振动源。
可选地，一或多个参数包括以下中的一或多个：声压级、等效连续噪声级、一时间段内最高的测量声音值、最低的测量声音值、等效连续噪声级、暴露声级、峰值声音测量、白天-傍晚-夜间等效声级、统计噪声级、RMS振动、MAX振动、PEAK振动、峰值质点速度和振动量值。
设备可以计算大量各种有用的参数，因此对于用户的各种使用是有用的。
可选地，如果噪声级和/或振动级超过用户设定的阈值，则使用数据输出端向传感器节点的一或多个用户发出警报。
通过在噪声和/或振动超过阈值时提醒用户，使得设备可以另外用作（紧急）警报系统。
可选地，数据输出端用于根据传感器节点的状况向传感器节点的一或多个用户发出警报。可选地，传感器节点的状况包括检测到位置发生变化。可选地，传感器节点的状况包括电池电压。
当设备的功能可能受到设备状况出现问题或改变的影响时，基于数据输出端、或加速度计、或位置变化检测、或电池电压检测、或传感器的连接或断开来触发警报，这样，可以向用户发出警报。
可选地，前述设备还包括用于外部信号通知器的连接。
信号通知器为警告用户提供了其他方式。
另一方面提供了如上所述的设备，其适于用作前述方法的记录环境声音的装置。
另一方面提供了一种设备，其适于用作前述方法的传感器节点。
另一方面提供了一种设备，其适于用作前述方法的装置。
另一方面提供了一种设备，其适于执行前述的计算机程序产品。
另一方面涉及一种用于监测噪声和振动的系统，包括：一或多个加速度计；一或多个传声器；形成网络的多个传感器节点；服务器；其中，该多个传感器节点为如前所述的设备。
这使得可以在多个传感器节点之间监测噪声和/或振动，每个节点具有如实施例的设备。由此，提供了一种自主的噪声和振动监测系统。
可选地，数据输出端用于将一或多个参数传输给服务器。
通过使用服务器，可以将从传感器节点的网络接收到的结果一起存储并对其进一步处理，例如，将数据汇编到数据库或数据存储。
可选地，一或多个传声器符合用于1类声级计的IEC 61672-1的电声性能规范。可选地，一或多个传声器具有50mV/Pa的灵敏度和8-30V（DC）的偏置电压。
通过使用1类传声器，例如具有50mV/Pa的灵敏度和8-30V (DC)的偏置电压的传声器，可以进行高质量的音频测量。
可选地，一或多个加速度计是三轴的。可选地，一或多个加速度计具有1000mV/g的灵敏度。
使用具有灵敏度为1000mV/g的三轴加速度计或加速度计中的任一者，可以实现高质量的振动测量。
另一方面提供了一种用于监测一区域中的噪声和振动的方法，包括：提供多个传感器节点以形成网络；使用多个传感器节点收集一设定时间段内与噪声和/或振动相关的数据；使用所述多个传感器节点对所述时间段内与噪声和/或振动相关的一或多个期望参数进行计算；创建结果文件；使用服务器汇编所述结果文件。可选地，多个传感器节点为如前所述的设备。
可选地，方法还包括：将汇编的结果文件报告给访问服务器的用户。可选地，方法还包括使用服务器配置多个传感器节点。可选地，用户可使用网络门户访问服务器。可选地，用户可使用移动应用访问服务器。
为用户提供服务器的方式可以使得用户能够访问设备和/或系统的结果和配置过程，用户可以方便地监测一区域中的噪声和振动，并配置传感器节点的网络。
本发明还提供了一种计算机程序和一种计算机程序产品，用于执行本文描述的任何方法，和/或用于具体体现本文描述的任何装置特征，还提供了一种计算机可读介质，其上存储有用于执行本文描述的任何方法和/或用于体现本文描述的任何装置特征。
本发明还提供了一种体现用于执行本文描述的任何方法和/或用于体现本文描述的任何装置特征的计算机程序的信号，一种传输这种信号的方法，以及一种具有操作系统的计算机产品，其中该操作系统支持用于执行本文描述的任何方法和/或用于体现本文描述的任何装置特征的计算机程序。
本发明延伸到基本上如本文所述和/或如参考附图所示的方法和/或装置。
本发明延伸到本文描述和/或示出的任何新颖方面或特征。
本发明的一个方面中的任何特征可以以适当的组合方式应用于本发明的其他方面。特别地，方法方面的特征可以应用于装置方面，反之亦然。如本文所使用的，装置加功能特征可以根据它们的对应结构交替表示，例如适当编程的处理器及相关联的存储器。
此外，用硬件实现的特征通常可以软件来实现，反之亦然。因此本文对软件特征和硬件特征的任何引用都应该可以理解。
一方面的任何特征可以以任何适当的组合方式应用于其他方面。特别地，方法方面可以应用于装置方面，反之亦然。此外，一个方面的任何、一些和/或所有特征可以以任何适当的组合应用于任何其他方面中的任何、一些和/或所有特征。
还应该理解的是，可以独立地实现和/或提供和/或使用在任何方面中描述和限定的各种特征的特定组合。
附图说明
现在将以举例的方式并参考具有相同附图标记的附图来描述各实施方式，其中：
图1示出了根据装置的一实施方式的物理部件的示意图；
图2a至图2e示出了装置的一实施方式中电源电路的部件的各种可能配置的电路图；
图3示出了装置的一实施方式中物理部件以及部件之间的连接的示意图；
图4a至图4d示出了装置的一实施方式中音频分析器的电子部件的各种可能配置的电路图；
图5a和图5b示出了装置的一实施方式中振动分析器的电子部件的各种可能配置的电路图；
图6示出了装置的一实施方式中不同电路板的电连接；
图7示出了一实施例中装置的音频记录功能的流程图；
图8示出了另一实施例中装置的音频记录功能的流程图；
图9示出了如何基于来自外部服务器的配置数据来操作多个设备的流程图；
图10示出了装置如何下载配置数据的流程图；
图11示出了监测噪声/振动源的各设备的网络的示意图，其描述了数据的传输；
图12示出了包含一装置的示例性网络的系统架构图。
具体实施方式
参考图1，其示意性地示出了根据一实施方式的装置100的内部物理部件，现在将对其进行描述。
装置100包括外壳101、电池103和多个印刷电路板（PCB），每个PCB具有不同的功能。图1所示的实施方式中给出了5个PCB，其被称为用于容纳通信模块的无线电板115、用于容纳对捕获的数据进行分析的元件部分的分析器板113、处理器板111、电源板117、以及被布置成容纳允许与装置物理连接的部件的插座板119。提供可以执行独立功能的多个PCB板的优点在于，如果需要的话，整个PCB板（具有相关的部件）可以容易地被替换，而不用等到各个部件报废时再替换各个部件，后者要麻烦的多。
所提供的装置100被配置为测量和处理与噪声和振动有关的期望参数。可以理解的是，装置100使用两种类型的传感器，即测量噪声的传声器20和测量振动的加速度计30。有利的是，装置100可以因此用于监测噪声和振动两者，不过如果应用场景只要求监测噪声或振动，则只有其中一种类型的传感器可能被使用到。装置100可以监测相同类型的噪声和振动。可选地，即使传声器20和加速度计30都连接到设备100，也可以仅测量噪声或振动。
这些传感器被提供于装置100的外部，并且优选地可以通过TNC连接器407和LEMO连接器409分别将传声器20和加速度计30连接到装置100。这些连接器优选地直接位于插座板119上，稍后再描述。装置被配置为使用具有灵敏度为50mV/Pa和偏置电压为8-30V (DC)的任何1类（class 1）传声器20，以及使用具有灵敏度为1000mV/g的任何类型的三轴加速度计30。优选地，使用24V (DC)的偏置电压。两类传感器最好都符合TEDS标准。在使用TEDS传感器的情况下，装置100可以识别传感器，并从传感器的存储器中读取传感器的特定参数，包括校正因子等。在需要时，装置100也能够将传感器参数方面的信息保存到该存储器上。
可以理解的是，不同规格的传感器也可以随装置100一起使用；然而，分析器板113可能需要替换为满足传感器规格的电路板。装置100可以配置为模块化，从而可以容易地更换分析器板113和其他部件。
装置100被设计为在户外使用，因此装置100的外壳101应当优选地可以防水和防尘，以达到至少IP54等级。外壳101优选地由铝制成，具有永久地附着到铝外壳的复合式顶盖。插座板119优选地朝向装置100的底部设置，其中外壳101提供孔以使所有插座能够从装置100的外部连接到装置，就如图1示意性地示出的那样。外壳101优选地被布置为可以经由可移除部件（未示出）穿过装置100的底部而进入装置的内部部件。
电池103内置，并且优选地为可再充电的锂聚合物电池。电池103可以容纳在电源板117周围。完全充好电的电池103优选地能够供电给装置100以至其连续工作至少10-12个小时，更优选地为连续工作至少24小时。装置100可以在低功率模式下使用，其中某些功能将被关闭，以便提升装置100的电池寿命。为了确保可以连续操作更长时间，装置100可以通过电源插座411连接到任何提供12-50V (DC)的直流电压的外部电源。这些电压源可以包括外部电源、外部电池组、太阳能电池板或风力涡轮机。这一外部电力输入可以用于给电池103充电和/或直接给装置100供电。在没有外部电源可用或者电源中断的情况下，装置100可以切换为由内部电池103供电以进行不间断的测量。
处理器板111、分析器板113、功率板117、无线电板115和插座板119可以物理地一个布置在另一个之上，间隔大约1cm。
如图1所示，处理器板111包括一或多个处理器121、操作型RAM存储器123、用于本地存储（其可以作为可移除的微型USB卡而提供或可直接附着到处理器板11）的NAND闪存125，用于系统文件和配置文件的串行（SERIAL）存储器127、以及各种其他的与连接和传输相关的部件。一些实施方式使用三个处理器121。一些实施方式给出了512MB的操作型RAM存储器123和64MB的串行存储器127。
所使用的处理器板121可以是例如AT32UC3音频处理器系列，其功能将在稍后参考如何进行测量和分析予以描述。处理器板111还可以包括电池（例如CR3022电池）供电的实时时钟129，以采用时间戳正确地标记用于分析的每个样本。一些实施方式的实时时钟129具有至少2ppm的精度。
在一些实施方式中，处理器板111还可以包括存储卡131，例如SD卡，其可以用于存储稍后输出的数据。电路板111可以可选地进一步包括一或多个USB连接131，其可以用于允许装置经由例如位在插座板119上的USB插口403、404与计算机连接。处理器板111可以可选地还包括经由位在插座板119上的以太网连接端口406与LAN网络或者以太网物理层通信的装置135。
处理器板111还可以包括附加的加速度计409，其配置为收集与装置100的运动相关的数据。但是，该加速度计409可能不适合用于振动监测。
插座板119包括连接到设备的所有外部连接。如前所述，插座板119包括TNC连接器407和LEMO连接器409。插座板119还可以可选地包括用于文件传输的一或多个USB OTG插口403、用于设备配置和校准的USB RS插口404、用于LAN连接的以太网插口405、以及用于可选地提供外部信号通知器（signalisator）的信号输出连接器401。或者，插座板119上可提供有多端口415，其中将该多端口415布置成容纳传声器20和/或加速度计30的电缆和/或充当电力输入端。在一些实施方式中，在装置100的外部的前述插座旁边还提供了通/断开关413，其中将该开关413配置为与处理器板111和电源板117通信，以在切换时启动或关闭装置100。
无线电板115可以包括使用GSM蜂窝网络和用户识别模块（SIM）的通信装置301。通信装置301优选地使用GPRS/HSDPA/3G/4G网络。无线电板115还可以包括通过无线局域网（WLAN）（例如WLAN客户端303）进行通信的装置以及通过蓝牙4.0网络（例如蓝牙4.0控制器305）进行通信的装置。蓝牙网络可以用于与诸如计算机和移动设备之类的启用蓝牙的用户设备进行通信，并且可选地，可以用于传送当前的传感读出和/或下载存储的数据，和/或读取与装置100的状态相关的信息。
无线电板115还可以包括GPS接收器和相关组件（或“GPS芯片”307），其能够将采集的结果与它们被采集的位置相关联。
图2a至图2e示出了电源板117的部件的各种可能配置的电路图。电源板117布置为将电池103的电能传输到装置100的电子部件，并且因此可以包括用于控制对处理器121的供电的装置（图2a）、用于接收来自电池的输入并切换电池的通断连接的装置（图2b）、用于调节电池的电力的装置（图2c）、用于调节提供到主板111的其他部件的电压的装置（图2d）、以及用于经由电源输入端411使用外部电源对电池充电的装置（图2e）。
图3示出了分析器板113的部件以及部件之间的连接的示意图。分析器板113包括2个子部分：噪声分析器211和振动分析器213。噪声分析器211用于进行招生相关的测量，并对这些测量进行初始处理。噪声分析器211包括来自传声器20的连接（经由插座板119）、布置成给传声器提供偏置电压（当需要时使用幻象电力输入(phantom power input)）的电路201、继电器电路203、电子放大器205、电子滤波器207（最好是抗混叠滤波器）、以及模数转换器209。在使用中，传声器20输出的模拟电信号通过继电器电路23，该继电器电路根据所使用的传声器和信号强度选择最准确的信号路径。然后对该信号进行过滤和/或放大，再将转换为数字信号并发送到处理器121。
图4a示出了电路201的一种可能配置的电路图，该电路201布置为提供偏置电压给传声器20，以及连接到传声器20及来自其的连接。类似地，图4b示出了继电器电路203的一种可能配置的电路图。图4c示出了抗混叠滤波器207的一种可能配置的电路图，其在本实施方式中作为8阶巴特沃斯抗混叠滤波器而提供，其设置为具有20kHz的频率的输入信号。图4d示出了模数转换器209的一种可能配置的电路图，其在本实施方式中布置成提供在96kSPS（样本每秒）处的最大24位输出。
类似噪声分析器211，振动分析器213用于进行振动相关的测量，并对这些测量进行初始处理。振动分析器213包括来自外部加速度计30的连接（经由插座板119）、一或多个抗混叠电路215、一或多个电子放大器217、一或多个模数转换器（ADCs）电路219（其也起到低通滤波器的作用）、以及通过SPI BUS 221到处理器121的连接。可以使用若干种类型的加速度计30，例如压阻或压电传感器、应变传感器、或者MEMS传感器。无论使用哪种类型的加速度计30，ADC电路219是用来检测参数（通常是电阻）的变化，并引起与所测量的加速度成比例的电信号的输出。优选地，在三个轴上测量加速度，因此需要使用三个抗混叠电路215、放大器217和ADC电路219。一般地，一个三轴加速度计30可以用来测量三个轴，如图3所示。抗混叠电路215的输出被电子放大器217放大，接着由模数转换器219转换为单个数字信号。然后该信号通过SPI总线221传送到处理器。
图5a示出了装置的振动监测功能的一个轴使用的模数转换器219的一种可能配置的电路图。图5b示出了可以用于向模数转换器219提供参考输入电压的电路。
图6示出了各电路板之间的电连接的一种可能的实施方式。但是，可以理解的是，这些电路板可以以许多不同的方式予以连接。
可选地，可以使用数字加速度计来替代描述的模拟加速度计30。这样的加速度计30需要不同的信号处理功能，因此，设想这些功能是由单独的可移动的电路板上的各部件提供，则该单独的可移动的电路板可以替代传统的分析器板113。
现在将进一步具体描述参数。将装置100布置成测量与噪声和振动相关的各种用户可选的统计参数。这些参数可能与位移、倍频程或统计有关。优选地，装置仅计算配置期间由用户选择的那些参数，这将在稍后描述。装置100可以布置成对输入信号执行频谱分析以计算一或多个参数。优选地，一组计算的参数在用户设置的时间段（称为“整合期”）结束时生成，而不是被连续地计算。
对于噪声，参数可以包括声压级、一时间段内测量的最高值（Lmax）、一时间段内测量的最低值（Lmin）、等效的连续噪声级（Leq）、暴露声级（SEL）、峰值声音测量（Lpeak）、白天-傍晚-夜间等效声级（Lden）、以及统计噪声级（Ln），其是指在n%的时间内超出的噪声级。记录的频率值可以根据所需的具体程度而分组为单个倍频程带或三分之一倍频程带。装置中设有的电子滤波器中可以使用“A”、“C”或“Z”频率计权。“A”计权对模拟人耳对噪声的响应最为有用，“C”计权对于峰值声压级的测量非常有用，“Z”计权为其他应用提供了“偏低的”（‘flat’）的权重。用户可以选择快的、慢的、或脉冲时间常数。如后面的描述，也可以指定整合期。
装置100的噪声监测功能的总动态范围（即，最大可测量信号与最小可测量信号的比率）优选为16dB(A) RMS – 140dB(A)峰值。在该动态范围内，来自传声器20的检测信号优选地至少在26dB(A) RMS – 140dB(A)峰值的范围内是线性的。噪声的装置输入频率范围优选为20Hz-20kHz（尽管这在某种程度上取决于使用的传声器20）。在一些实施方式中，该装置的电声性能与传声器20配合使用，从而该电声性能符合IEC 61672-1规范的1类声级计。
类似地，可以测量和/或计算各种与振动相关的参数。这些参数可以包括一时间段内测量的RMS、MAX和PEAK振动，这些参数是测量机器振动的有用参数；测量地面振动的峰值质点速度（peak particle velocity，PPV）；以及对长时间段内接收的振动级的累计测量的振动量值（vibration dose value，VDV）。也可以计算整合期内记录的最高PPV的主要离散频率。这些参数可以计算为总的值，也可以按三个轴中的每一个来分别计算。与噪声测量一样，记录的频率值可以根据所需的具体程度而分组为单个倍频程带或三分之一倍频程带。
在一些实施方式中，装置100的振动监测功能的动态范围为大约0.0005m/s2 RMS至50m/s2 PEAK，但是这将取决于所使用的加速度计30。用于振动的装置输入频率范围优选地为1Hz-10kHz。在用于监测及其振动时，优选地将装置的振动监测性能与使用的加速度计30配合，从而其符合ISO10816-1。
图7示出了装置100的音频记录功能的一种实施例的流程图。装置100优选地具有记录音频数据的功能，以使得用户在稍后的回放期间能够辨识出噪声源。该音频记录功能可以如上所述使用处理器板111和/或分析器板113来实现，其中处理器板111和/或分析器板113可以被修改为包含用于音频记录的装置。
例如，如图所示，可以使用传声器20来接收环境声音数据（步骤701）。在步骤702中，确定出与环境声音相关的参数（例如上述参数之一）已超过预定阈值。然后可以存储环境声音数据，如步骤703所示。
由于之后需要保存和/或发送非常大量的数据，因此不会连续保存音频数据。另外，保存连续的音频可以使得装置100的使用者能够侵入性地窃听装置周围的音频，例如过路人之间的对话，这可能会导致公众不安，并可能违反当地的隐私法。为解决这样的问题，装置100仅在超出预定的噪声限制的时间段内记录特定的音频样本，并且仅在足够长时间内允许在稍后的回放期间识别出噪声源。
图8示出了装置100的音频记录功能的另一种实施例的流程图。在步骤801中，音频的短采样样本可以连续地记录到诸如存储卡131和/或NAND闪存存储器125的本地存储器的缓存中。缓存中的内容可以被新的音频样本连续地覆盖。样本可以是例如10秒长。缓存的内容不可供用户访问。在步骤802中，如果测量的噪声超过预定的阈值声压级（或如上所述确定的等效参数），则可以将缓存的内容保存到本地存储器（步骤803），例如保存到存储卡131和/或NAND闪存125上的不同位置。在一实施例中，处理器121可以用来确定出阈值是否被超过。阈值可以是例如70 dB(a)Leq。另外，如图7所示，可以记录现场音频并将其保存到本地存储器中（步骤803）。在保存到本地存储器之前，可以通过处理器121将缓存的内容与记录的现场音频汇集到单个音频文件，这样音频回放中就不存在间隙了。缓存的使用允许在噪声级超过阈值之前能够记录噪声源，这可以使用户更容易识别出噪声源。
将装置设置成在比较测量的声压级与阈值的同时继续记录（步骤804）。如果声压级在预定的短时间段（步骤805），例如2秒，下降到低于阈值，则装置100将停止记录，并且记录可以保存到临时位置（步骤807）。如果预定时间段内声压级超过阈值，之后又低于阈值，则记录将继续进行。此外，如果确定出噪声级持续超过阈值一预定时间（步骤806），例如可以是30秒，则装置100将停止记录，并且记录可以保存到临时位置（步骤807）。从而音频文件的大小可以降至最小。以给出的实施例来说，音频记录的最大长度因此可以为42s。或者，可以将总的文件长度与预设的最大值（例如42s）进行比较，以确定是否由于文件太长而应当停止记录。如果在停止记录之后，阈值超出样本的长度（即在停止记录的10秒钟内），则缓存中的缩短的音频样本将被保存到本地存储器，并且现场音频的记录将正常开始。
这个记录过程在整合期期间进行。在整合期结束时，可以确定出整个声压级或该期间的等效测量值。如果该期间总的声压级超过阈值（步骤809），则通过例如将录制的音频文件导出到外部服务器150，使其对用户可用（步骤810）。如果没有超出总的阈值，则录制的音频文件不能被用户使用，并且可以被删除（步骤810）。这意味着只有重要的噪声源才会报告给用户。接着，在传输到外部服务器150之后，可以从本地存储器中删除录制的音频文件。
可选地，可以根据用户的请求，只将录制的音频文件导出到外部服务器150，以降低成本和/或提高数据传输效率。录制的音频文件可以以未压缩格式（例如.wav）或压缩格式（例如.mp3）发送。录制的音频文件可以盖上时间戳，以帮助识别噪声源。如果超过装置100的本地最大存储量，则较新的录制的音频文件可能会覆盖较旧的录制的音频文件。
现在将进一步具体地描述处理。装置100对装置100上收集的原始数据执行所有处理，由此获得这样的优势，即可以容易地获得可能准备好被分析的相关计算的参数。装置100能够近乎实时地收集数据，并近乎实时地对其执行操作。根据所需的详细程度，整合期的范围可以为，例如，从最小1秒到最多24小时。对整合期内收集的原始数据按部分的方式进行分析，并且在每个整合期结束时计算所需的参数。对于许多参数，必须在整合期内对数据进行整合，以便将传感读出的数据累加到单个值中。不同的整合期和参数适合于不同的情况，因此装置100的高度可编程性和可定制性将使得其能够比目前已有的设备应用在更广泛的情形中。
接着，将称为结果的一组计算出的参数连同关联的时间（来自实时时钟129）和/或位置（来自GPS芯片307）汇集到单个文件中。可选地，结果文件也可以包括设备的标识符，例如唯一编号，以及整合期期间录制的任何音频文件。结果文件还可以包括数据和/或元数据，例如与设备目前关联的项目有关的数据，以辅助结果文件的后续处理。然后将结果文件传输到外部报告服务器150。稍后将详细描述服务器150的功能。在出现连接问题的情况下，所有的结果将存储在装置100上，并且当重新获得通信连接时，可以将所有未发送的结果发送到服务器150。如果需要的话，可以将一天（或者比前述用户定义的时间段要长的其他时间段）的所有结果组合到单个文件。结果文件优选地采用消息队列遥测传输（Message-Queueing Telemetry Transport ，MQTT）数据包的形式。类似地，来自装置100或者到装置100的所有其他传输也优选地采用MQTT数据包的形式。优选MQTT作为与装置100一起使用的协议，因为它属于非常轻量级，从而使得它适用于尽量少使用存储器的应用，且该应用中必须从远程位置（例如装置100）传输数据。
可选地，装置100可以配置为计算每个时间间隔的多个参数，其中时间间隔为例如10s的短时间段，以及在前述的每个整合期结束时计算参数。将这些参数按前述汇集到结果文件并进行传输，从而提供近乎实时的噪声和振动测量。“近乎实时的”参数可能与整合期结束时计算的参数不同，或者二者可能有重叠。由于噪声的整合期的开始，“近乎实时的”参数可以包括当前的SPL和LEQ，以及整合期的RMS振动和振动的当前PPV。
当装置本身没有按钮或屏幕时，可以从外部配置装置的配置设置，并发送到装置100。装置100基于配置设置收集和处理数据。如稍后将描述的，配置设置可以经由外部服务器150通过网络发送到装置100，经由USB连接（如果存在）或者经由安装在用户设备上的移动应用通过蓝牙连接而上传。在通过USB连接或蓝牙连接来配置装置的情况下，将配置设置与服务器150同步。如稍后将描述的，配置设置可以包括待保存的期望参数（如果不是所有测量的参数是期望参数）、用户定义的时间段、操作模式（例如装置应当活动在一天中不同的时间（如果不需要连续的测量））、联系方式以及任何警报阈值。可以将配置设置汇集到可被称为“配置文件”的一个文件，其可以由装置从外部服务器150下载，并且可以存储在例如存储卡131和/或NAND闪存125中。可选地，外部服务器可以配置为每当装置100与外部服务器150之间建立新的连接时将配置文件推送到装置100。配置文件或与配置设置有关的特定数据可以映射到处理器板111、分析器板113、电源板117、无线电板115和插座板119中的每一个。配置数据可以包括固件或软件更新，其可以从外部服务器150推送到装置100。在更新固件和/或软件的情况下，装置100可以配置为下载更新，检查新的固件和/或软件是否有错误，并且如果没有错误，则重新自启动以便执行更新。
图9示出了如何基于来自外部服务器150的配置数据来操作多个装置100的流程图。在步骤901中，可以将配置数据从外部服务器150发送到装置100。在步骤902中，装置可以像所描述的那样监测噪声和/或振动。在步骤903中，可以像描述的那样计算参数，其中，由配置数据指定那些参数。因此，装置100仅计算配置期间由用户选择的那些参数。
图10示出了装置100如何下载配置数据的流程图。在步骤1001中，经由通信网络（使用无线电板115）搜索可用的新的配置数据。典型地，装置100将尝试连接到外部服务器150。在步骤1002中，装置100上存在的现有配置数据将被新的配置数据覆盖。然后基于新的配置数据，装置100可以继续监测噪声和/或振动。装置100可以配置为在给定间隔（例如每30分钟）后搜索（并且如果有可能，则下载）新的配置数据。这一处理过程也将发生在装置启动时，包括装置在固件更新和/或软件更新之后启动，以及装置在电源故障后启动的情况。当连接到外部服务器150的连接在丢失后重新建立时，装置也可以遵循同样的过程。
装置可以配置为使得在装置掉电的情况下的中断情况尽量减少。在由于没有连接外部电源而设备关闭的情况下，以及在内部电池耗尽的情况下，可以将装置布置为在连接外部电源时自动启动。当装置启动时，装置可以尝试建立与外部服务器150的连接，按所描述的那样搜索并下载新的配置文件，然后根据装置上存在的刚刚从服务器检索到的配置文件开始监测噪声和/或振动。
装置需要进行校准以准确收集数据。可以从外部服务器150，或者从用户设备经由USB连接或蓝牙连接，远程启动校准。可选地，配置文件可以包括校准数据，例如校准因子，或者配置文件可以引起校准的启动。在处理期间，可以保存计算出的校准因子以备后续参考。
对于噪声测量，通过启动校准、应用由外部校准器产生的参考信号、在一固定时间段（例如5秒）测量所应用的信号、并计算最终的声压级值来进行校准。接着可以基于计算出的值和参考信号的真实声压级（其可以例如由用户在用户设备上选择），来确定校准因子。然后用户可以接受校准因子，于是，校准因子将保存并同步于外部服务器150和装置100之间。
对于振动测量，可能需要手动校准。为此，通过外部服务器150或通过USB连接或蓝牙连接的用户设备，可以将加速度计的制造商提供的灵敏度值输入到装置。类似地，校准因子可以保存并同步于外部服务器150和装置100之间。
或者，如果所使用的传声器和/或加速度计是TEDS兼容的，则可以从传声器和/或加速度计读取校准值，将其保存到装置100，并在装置100和外部服务器150之间同步校准值。又或者，计算出的校准因子可以直接保存到TEDS兼容的传声器和/或加速度计。
可选地，装置100可以布置为当超过用于一或多个噪声或振动参数的用户定义的阈值时生成警报。这一功能使得装置100适合用作紧急警报系统，同时充当被动式监视器。可选地，用于音频的阈值可以和用于启动音频记录的阈值相同。警报还可以根据装置100的状况而产生（例如，电池103处于低电压时，外部电源连接或断开时，检测到测量错误时，传感器连接或断开时（其可以通过测量通过传感器的电流来检测），或者，装置100移动、倾斜或落下时（如由内部加速度计409检测到，或者在以消息形式发送给服务器150的位置数据有改变）），并且可以根据例如一天中的某个时间或一周中的某一天而设置不同的阈值和/或参数。警报优选地通过数据连接传输到外部服务器150，数据连接可以将警报作为文本消息、移动应用或网络门户内的通知、或电子邮件来发送。或者，例如，使用装置的GSM蜂窝联网能力，可以将警报通过文本消息方式直接发送，或者使用GSM网络或WLAN，可以将警报通过电子邮件方式直接发送。又或者，在缺乏数据连接的情况下，装置可以发送与警报相关的文本消息到外部服务器150，后者随后可以像描述的那样传送警报。相关联系方式列表可以由用户定义。根据警报的类型和紧急程度，装置100可以使用不同的联系方式；例如，可以为“用户”和“管理员”设置不同的联系方式，其中，用户和管理员都接收关于阈值被超的警报，但是只有管理员接收关于装置100的状况的信息。可选地，例如，外部提供的信号通知器（未示出）可以经由信号输出连接器401连接，以借助闪烁的LED或音调来提供另外的警报功能。
装置可以设置为随着电池耗尽而顺序地关闭以延长电池寿命，并且可以设置为允许装置能够更长时间地记录测量值。例如，可以关闭与参数的测量或计算无关的部件（例如无线电板115），以允许装置更长时间地记录测量。
现在将详细描述图11的网络。图11示出了监测噪声/振动源200的各装置100的网络的示意图，其中绘示出了数据的传输。如前所述，外部服务器150可以从装置100接收传输，其中传输包括结果文件。服务器150可以汇编结果的数据库，然后可以由用户访问。例如，用户可以通过登录门户网站153或通过使用移动应用程序来访问结果。根据连接质量以及数据刷新所需时间，结果传输可以被“推送”到服务器150或者由服务器150从装置“拉出”。装置100和服务器150之间的通信可以根据可用性而使用各种媒体来进行。在理想情况下，使用WLAN连接，但如果其不可用，则可以优先局域网连接或GSM网络。在不可能与服务器150进行这种通信的情况下，例如，在由于范围原因而使有线连接不可行的偏远地区，保存在装置的存储卡123上的数据可以在稍后上传到服务器150，或者通过蓝牙连接来下载。
服务器150可以包括被称为云服务器151的服务器和服务的集合，如图4所示。服务器150和/或服务器云151的目的是处理来自一个或多个设备100的数据（在“后端“），并将处理后的数据显示给用户（在”前端“），由此将来自一个或多个设备100的结果文件编译成用户的有用报告数据。应该注意的是，可以分开提供来自设备100的数据汇编和处理所述数据以产生有用的结果，诸如在单独的服务器上。
可以设想的是，根据本文描述的各方面或各实施方式，许多装置100与这样的服务器150形成网络，以从各种不同的位置收集数据，如图4所示，然后可以通过服务器150对数据进行汇编并呈现给用户，从而能够有效地监视大的区域。在这一设想中低成本的装置100、地理定位功能（通过GPS）、以及汇集的结果文件（结合与噪声和振动有关的各种用户设定参数）使得装置100非常适用于这样的系统，从而能够集成“大数据”，而这一方案在现有使用的噪声和振动监测设备中的实现是不切实际且昂贵的。在这样的系统中，装置100起到数据记录器和数据处理器的作用，其收集和处理所有数据，在需要时生成警报并记录音频数据，并将数据发送到服务器150。服务器150用于将数据组合并呈现给用户，并且允许配置和校准装置100。
网络门户153充当服务器150的“前端”，并且可以允许用户注册，维护和编辑用户可能用来登录到网络门户153的账户。用户可能能够查看其他用户账户，并为这些账户设置权限，这对涉及到许多不同职责的用户的大型项目很有用。用户还可以创建和修改项目，并为这些项目分配或取消装置。
如上所述，网络门户153优选地允许用户配置其用户账户注册的网络中的所有装置，只要其账户权限允许即可。然后可以将这一配置数据汇集成配置文件，并经由上述的服务器150和装置100之间的任何通信手段远程上传到装置。新的配置文件也可以直接从计算机上传到装置，或者经由蓝牙连接通过移动设备上传。在这种情况下，装置100将上传该新的配置文件到服务器150，以便同步配置数据。如上所述，用户还可以配置装置的工作时间，以及警报，包括警报的接收者。这些数据可以被合并到配置文件中。
网络门户153还用于通过协议将服务器150的数据报告给用户。该报告功能优选地结合图形呈现，例如，包括那些将网络中每个装置的GPS读数结合可用的地图数据的方式，从而每个装置在地图上显示为一个标记。用户可以浏览选定的参数，查看一特定时间范围内收集的数据，并将其与历史数据进行比较。数据可以以图形格式（即示出噪声和/或振动的时间历程）和制表格式来呈现。所有数据都可以下载，并且可以以多种格式导出，例如.csv，.xls和.pdf。可以理解的是，通过装置网络收集的数据可以以各种有用的方式呈现给用户。
另外可以理解的是，网络门户153也可以作为移动应用程序或计算机的安装程序而提供。移动应用程序也可以允许用户设备配置和校准装置100，读取装置计算的参数，并经由USB或蓝牙连接下载录制的音频文件和/或结果文件。
图12示出了包含装置100的示例性网络的系统架构图，其示出了实力型网络可以如何将装置100的数据传送给用户。网络优选地使用MQTT协议，其中，来自装置100的所有输出（例如结果文件）采用MQTT数据分组的形式，而服务器150包括MQTT代理。数据通过传声器20和加速度计30在装置处被接收。装置100还可以从外部电源和GPS卫星接收数据。
如上所述，警报和/或设备的状态可以通过LED和/或信号通知器现场指示给用户。结果文件按MQTT数据包经由GPRS或WiFi传送到服务提供商161。在使用WiFi的情况下，经由路由器163传输数据包。然后数据包经由负载均衡器154和域名系统（DNS）服务器156传输到MQTT代理152。MQTT代理152可以包括解析器。MQTT代理152随后可以与消息代理器软件158（例如Rabbit MQ）连接，以将数据提供给网络门户153，通过网络门户用户可以访问数据。来自装置的“原始”数据可以可选地保存到数据存储165中，网络门户153可以查询数据存储165，并访问处理资源（未示出）以向用户呈现有用的处理结果。这些处理结果可以保存到另外的数据存储167中。DNS服务器156、负载均衡器154、MQTT代理152和消息代理器软件158显示为外部服务器150的一部分，但是可以理解的是，这仅仅示意性表现方式，而在不同的服务器上可以提供不同的组件。类似地，未被示出为外部服务器150的部件可以被提供为外部服务器150的一部分。
在替代的实施方式中，装置100可以具有更少数量的用户可选参数。例如装置可以不对输入信号执行频谱分析，而是可以仅计算总体噪声级和/或振动级。
可以理解的是，以上仅以示例的方式描述了各方面和各实施方式，可以在本发明的范围内对细节进行修改。
说明书和（在适当情况下）权利要求书以及附图中公开的每个特征可以独立地或以任何适当的组合方式予以提供。
在权利要求中出现的参考数据仅是为了说明，对权利要求的范围没有限制作用。

Claims (96)

1.一种使用记录环境声音的装置以监测一区域的环境噪声的方法，其特征在于，包括以下步骤：
从所述装置接收环境声音数据；
确定出与所述环境声音数据有关的参数何时超过预定阈值；
当超过所述预定阈值时，存储环境声音数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数涉及环境噪声的测量，优选地，所述参数是声压级。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
当所述参数超过预定阈值时开始，连续地存储所述环境声音数据，直至第一时间段最早的那一刻；或者
当所述参数低于所述预定阈值时开始，连续地存储所述环境声音数据，直至第二时间段最早的那一刻。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述第一时间段为20秒至1分钟长，优选地，所述第一时间段为30秒长。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第二时间段为1秒至5秒长，优选地，所述第一时间段为2秒长。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将环境声音数据的样本记录到本地数据缓存；
用记录的样本覆盖本地数据缓存的内容。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当超过所述预定阈值时，存储所述本地数据缓存的内容。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，连续记录样本。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将所述本地数据缓存的存储内容和存储的环境声音数据汇集成单个音频文件。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述音频文件是连续的。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法，其特征在于，样本的长度在1至30秒之间，优选地，样本的长度为10秒。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在所述装置上执行所述确定出所述参数何时超过预定阈值的步骤；所述装置设置有处理器，其中所述处理器优选地执行所述确定出所述参数是否超过预定阈值的步骤。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，在外部服务器上执行所述确定出所述参数何时超过预定阈值的步骤。
14.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，数据存储于外部服务器上。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，数据存储于所述装置上；所述装置设置有用于存储数据的数据存储器。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
接收发送一或多项存储的数据的请求；
将所述一或多项存储的数据发送到外部服务器以响应所述请求，其中所述装置与所述外部服务器通信。
17.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
确定出与所述环境声音数据相关的另一参数在预定时间段内何时超过另一预定阈值；
如果超过所述预定阈值，则使所存储的数据对用户可用。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述另一参数是所述参数。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述另一预定阈值是所述预定阈值。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述使本地存储的内容对用户可用的步骤包括：在接收到来自外部服务器对一或多项存储的数据的请求时，将所述一或多项存储的数据发送到所述外部服务器，其中所述装置与所述外部服务器通信。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在不超过所述另一预定阈值的情况下，删除所存储的数据。
22.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所存储的环境声音数据被盖上时间戳。
23.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当超过阈值时，发送警报信号。
24.一种用于记录环境声音的装置，其能够被操作用于执行权利要求1至23中任一项所述的方法。
25.一种用于监测一区域的环境噪声的设备，其特征在于，包括：
用于接收环境声音数据的装置；
用于确定出与所述环境声音数据有关的参数何时超过预定阈值的装置；
用于当超过所述预定阈值时存储环境声音数据的装置。
26.一种包括用于执行根据权利要求1至23中任一项所述的方法的软件代码的计算机程序产品。
27.一种使用适于测量噪声和振动的至少一个传感器节点以监测一区域的噪声和振动的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将配置数据发送到所述至少一个传感器节点，其中所述配置数据包括一或多个与噪声和/或振动相关的期望参数的规格；
使用至少一个传感器节点收集一时间段内与噪声和/或振动相关的数据；
使用从所述至少一个传感器节点接收到的数据，以基于用于所述至少一个传感器节点的所述配置数据来计算所述时间段的所述一或多个期望参数。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，使用多个传感器节点；基于每个传感器节点的配置数据计算所述时间段的所述一或多个期望参数。
29.根据权利要求27或28所述的方法，其特征在于，在至少一个传感器节点计算所述一或多个期望参数。
30.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，其特征在于，所述收集数据的步骤是基于用于所述至少一个传感器节点的所述配置数据。
31.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
汇集包括所述一或多个期望参数的结果数据；
其中所述结果数据还包括时间数据、位置数据和记录的环境声音中的一个或多个。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将结果数据发送到外部服务器，其中，所述至少一个传感器节点与所述外部服务器通信。
33.根据权利要求31或32所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
汇编结果数据，从而汇集所述区域中与噪声和/或振动相关的数据。
34.根据权利要求27至33中任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
从所述至少一个传感器节点发送关于以下一或多种情况的警报信号：与噪声和/或振动相关的用户设置的阈值被超过；传感器节点的电池电量不足；外部电源连接或断开；检测到测量误差；或者传感器节点被移走。
35.根据权利要求27至34中任一项所述的方法，其特征在于，所述配置数据还包括以下中的至少一个：所述至少一个传输器节点的工作时间；以及由所述至少一个传感器节点发送的警报。
36.根据权利要求27至35中任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
计算另一时间段的一或多个期望参数，其中，所述另一时间段相对于所述时间段更短，优选地所述另一时间段为大约10秒长。
37.根据权利要求27至36中任一项所述的方法，其特征在于，所述传感器节点可操作地与用户设备配合，从而允许输出结果数据和/或导入配置数据。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
同步所述传感器节点和所述外部服务器之间的配置数据。
39.根据权利要求27至38中任一项所述的方向，其特征在于，所述时间段由用户设定。
40.一种用于测量噪声和振动的系统，包括适于测量噪声和振动的至少一个传感器节点，其特征在于，所述系统适于执行根据权利要求27至39中任一项所述的方法。
41.一种用于监测一区域中的环境噪声和振动的系统，其特征在于，包括：
至少一个传感器节点，其包括收集一时间段内与噪声和/或振动相关的数据；
用于向所述至少一个传感器节点发送配置数据的装置，其中所述配置数据包括与噪声和/或振动相关的一或多个期望参数的规格；
用于基于所述至少一个传感器的所述配置文件，使用从所述至少一个传感器节点接收的数据来计算所述时间段的所述一或多个期望参数的装置。
42.一种包括用于执行如权利要求27至39中任一项所述的方法的软件代码的计算机程序产品。
43.一种基于本地存储的配置数据来配置适于监测噪声和振动的设备的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过通信网络搜索所述设备可用的新的配置数据；
如果发现这种新的配置数据，则用所述新的配置数据覆盖本地存储的配置数据，使得所述设备根据任何新的配置数据来监测噪声和/或振动。
44.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，所述配置数据包括与噪声和/或振动相关的一或多个参数的规格，所述一或多个参数可由所述设备计算，从而监测噪声和/或振动。
45.根据权利要求43或44所述的方法，其特征在于，所述配置数据包括与固件更新和/或软件更新相关的数据。
46.根据权利要求43至45中任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述设备通电时，打开所述设备。
47.一种用于监测噪声和振动的装置，其能够被操作用于执行权利要求43至46中任一项所述的方法。
48.一种包括用于执行根据权利要求43至46中任一项所述的方法的软件代码的计算机程序产品。
49.一种适于基于本地存储的配置数据来监测噪声和振动的设备，其特征在于，包括：
用于存储配置数据的数据存储器；
用于经由通信网络搜索所述设备可用的新的配置数据的装置；
用于如果搜索到这种新的配置数据则用所述新的配置数据覆盖本地存储的配置数据以使得所述设备根据任何新的配置数据来监测噪声和/或振动的装置。
50.一种适于监测噪声和振动的设备，其特征在于，包括：
一或多个处理器；
一或多个数据输入端，其可操作地从传声器和/或加速度计接收输入信号；
数据输出端；
内部加速度计，其可操作地监测所述设备何时移动；
其中，所述处理器用于使用所述输入信号来计算与噪声和/或振动相关的一或多个参数；
其中，所述一或多个参数中至少一个由所述处理器经由所述数据输出端而输出。
51.根据权利要求50所述的设备，其特征在于，所述设备配置为当所述设备检测到其移动时，经由所述数据输出端输出警报。
52.一种适于监测噪声和振动的设备，其特征在于，包括：
一或多个处理器；
一或多个数据输入端，其可操作地接收来自传声器和/或加速度计的输入信号；
数据输出端；
其中，所述处理器用于使用所述输入信号计算与噪声和/或振动相关的一或多个参数；
其中，所述一或多个参数中的至少一个由所述处理器经由所述数据输出端而输出。
53.根据权利要求52所述的设备，其特征在于，所述一或多个参数汇集到一结果文件。
54.根据权利要求53所述的设备，其特征在于，所述设备还包括位置检测装置。
55.根据权利要求54所述的设备，其特征在于，所述位置检测装置包括卫星定位接收器。
56.根据权利要求54或55所述的设备，其特征在于，所述结果文件还包括位置数据。
57.根据权利要求52至56中任一项所述的设备，其特征在于，所述结果文件还包括时间数据。
58.根据权利要求52至57中任一项所述的设备，其特征在于，所述一或多个参数由用户设定。
59.根据权利要求52至58中任一项所述的设备，其特征在于，在一设定时间段内计算所述一或多个参数。
60.根据权利要求59所述的设备，其特征在于，所述时间段由用户定义。
61.根据权利要求52至60中任一项所述的设备，其特征在于，所述数据输出端耦接WLAN接入点、GSM连接、以太网连接、USB连接、蓝牙连接或存储卡中的至少一个。
62.根据权利要求61所述的设备，其特征在于，所述GSM连接使用GPRS、3G或者4G电信网络。
63.根据权利要求52至62中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括外壳，优选地，所述设备完全容纳在所述外壳内，并且更优选地，所述外壳设置有适于允许外部访问所述一或多个数据输入端和/或数据输出端的一或多个输入端口和/或输出端口。
64.根据前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备还包括电池。
65.根据权利要求64所述的设备，其特征在于，所述设备还包括配置为允许外部电源给所述设备供电和/或给所述电池充电的电力输入端。
66.根据权利要求52至65中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备的与音频有关的输入信号的总动态范围是大约16dB(A) RMS – 140dB(A) Peak。
67.根据权利要求52至66中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备的与音频有关的输入信号的线性动态范围是大约26dB(A) RMS – 140dB(A) Peak。
68.根据权利要求52至67中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备的与音频有关的输入信号的性能符合用于1类声级计的IEC 61672-1的电声性能规范。
69.根据权利要求52至68中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备的与振动有关的总动态范围是大约0.0005m/s2 RMS到50m/s2 PEAK。
70.根据权利要求52至69中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备的与振动有关的输入频率范围是大约1Hz-10kHz。
71.根据权利要求52至70中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备的与振动有关的输入信号的性能符合ISO 10816-1规范。
72.根据权利要求52至71中任一项所述的设备，其特征在于，所述一或多个期望参数包括一时间段内的声压级、等效连续噪声级、一时间段内最高的测量声音值、最低的测量声音值、等效连续噪声级、暴露声级、峰值声音测量、白天-傍晚-夜间等效声级、统计噪声级、RMS振动、MAX振动、PEAK振动、峰值质点速度和振动量值中的一或多个。
73.根据权利要求52至72中任一项所述的设备，其特征在于，所述数据输出端用于在噪声级和/或振动级超过用户设定的阈值时向所述传感器节点的一或多个用户发出警报。
74.根据权利要求52至73中任一项所述的设备，其特征在于，所述数据输出端用于根据所述传感器节点的状况向所述传感器节点的一或多个用户发出警报。
75.根据权利要求74所述的设备，其特征在于，所述传感器节点的状况包括检测到位置发生变化。
76.根据权利要求74所述的设备，其特征在于，所述传感器节点的状况包括电池电压。
77.根据权利要求73至76中任一项所述的设备，其特征在于，还包括用于外部信号通知器的连接。
78.根据权利要求50至77中任一项所述的设备，其特征在于，适于用作权利要求1至23中任一项的记录环境声音的装置。
79.根据权利要求50至77中任一项所述的设备，其特征在于，适于用作权利要求27至39任一项中的传感器节点。
80.根据权利要求50至77中任一项所述的设备，其特征在于，适于用作权利要求43至46任一项中的装置。
81.根据权利要求50至77中任一项所述的设备，其特征在于，适于执行权利要求26、42或48任一项中的计算机程序产品。
82.一种用于监测噪声和振动的系统，其特征在于，包括：
一或多个加速度计；
一或多个传声器；
形成网络的多个传感器节点；
服务器；
其中所述多个传感器节点为根据权利要求50至81中任一项所述的设备。
83.根据权利要求82所述的系统，其特征在于，所述数据输出端用于将一或多个参数传输给所述服务器。
84.根据权利要求82或83所述的系统，其特征在于，所述一或多个传声器符合用于1类声级计的IEC 61672-1的电声性能规范。
85.根据权利要求82至84中任一项所述的设备，其特征在于，所述一或多个传声器具有50mV/Pa的灵敏度和8-30V（DC）的偏置电压。
86.根据权利要求82至85中任一项所述的设备，其特征在于，所述一或多个加速度计是三轴的。
87.根据权利要求82至86中任一项所述的设备，其特征在于，所述一或多个加速度计具有1000mV/g的灵敏度。
88.一种用于监测一区域中的噪声和振动的方法，其特征在于，包括：
提供多个传感器节点以形成网络；
使用所述多个传感器节点收集一设定时间段内与噪声和/或振动相关的数据；
使用所述多个传感器节点对所述时间段内的与噪声和/或振动相关的一或多个期望参数进行计算；
创建结果文件；
使用服务器汇编所述结果文件。
89.根据权利要求88所述的方法，其特征在于，所述多个传感器节点是根据权利要求55至81中任一项所述的设备。
90.根据权利要求88或89所述的方法，其特征在于，还包括将汇编的结果文件报告给访问所述服务器的用户。
91.根据权利要求88至90中任一项所述的方法，其特征在于，还包括使用所述服务器配置多个传感器节点。
92.根据权利要求90或91所述的方法，其特征在于，所述用户可使用网络门户访问所述服务器。
93.根据权利要求90或91所述的方法，其特征在于，所述用户可使用移动应用访问所述服务器。
94.一种基本如此处所述和/或如参照附图所示的设备。
95.一种基本如此处所述和/或如参照附图所示的系统。
96.一种基本如此处所述和/或如参照附图所示的方法。
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