CN113156372B - 一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，包括处理模块、电性连接处理模块的显示模块、以及通过信号发送模块连接处理模块上设置信号接收模块的数据采集模块、以及将数据采集模块与信号发送模块连接的模数转换模块；处理模块，用于对采集的数据进行处理，并发送指令至数据采集模块上的调节装置，调节装置通过网络连接处理模块，用于接收处理模块发送的指令，并驱动调节装置改变数据采集模块上的麦克风位置；本发明提高了对音源定位的精准性。
Description
技术领域
本发明涉及语音采集技术领域，具体为一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统。
背景技术
智能家居已经被越来越多的人们接受，但过去智能家居设备的控制信号的输入依赖于人工，打字或者选择的方式，但这显然不是最终的输入方式，因为输入过程过于繁琐。随着近年来语义理解技术的发展，使得声控输入成为了可能，越来越多的厂家也开始押宝智能音响产品，以小爱音响为代表的大批智能音响被以接近成本价的售价进行销售，目的即是为了占领智能家居的入口。
多麦克风阵列在频率响应中也可以根据时域中波束形成与空间滤波器相仿的应用，分析出接收到语音信号音源的方向以及其变化。而这些分析都可以由极坐标图以波束形式来显示语音信号的强度与角度。通常在手机(如苹果iPhone、三星Galaxy系列等)和电脑(如联想小Y系列等)中常采用。采用该技术，能利用两个麦克风接收到声波的相位之间的差异对声波进行过滤，能最大限度将环境背景声音清除掉，只剩下需要的声波。对于在嘈杂的环境下采用这种配置的设备，无杂音。
现在的大多数音控智能家居技术都着眼于语义识别，虽然语义理解确实是此领域的核心技术，但是光有精准的语义识别技术仍然不能够提供最佳的体验，典型的，很多时候需要对声源进行定位，然而现有智能音响不能获得较为准确的声源位置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，以解决上述技术背景中现有智能音响不能获得较为准确声源位置的缺点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，包括处理模块、电性连接所述处理模块的显示模块、以及通过信号发送模块连接处理模块上设置信号接收模块的数据采集模块、以及将所述数据采集模块与所述信号发送模块连接的模数转换模块；
所述处理模块，用于对采集的数据进行处理，并发送指令至所述数据采集模块上的调节装置，所述调节装置通过网络连接处理模块，用于接收处理模块发送的指令，并驱动调节装置改变数据采集模块上的麦克风位置；
所述调节装置包括开设有驱动槽的底座、调节麦克风在所述驱动槽内位置的调节组件、以及设置于驱动槽内驱动调节组件的驱动组件；
所述驱动组件包括设于底座上的驱动电机、以及设于驱动槽内并与所述驱动电机输出端连接的驱动螺杆；
所述调节组件包括通过开设有限位槽套设于所述驱动螺杆上的驱动块、设于所述驱动块上的支撑块、贯穿驱动块和支撑块的从动块、以及设置于支撑块内并驱动从动块进行上下移动的升降件，所述从动块上设置有与驱动螺杆相匹配的齿条；
所述升降件包括设于支撑块顶端的第一电磁铁，以及设于从动块顶端的第二电磁铁。
优选的，所述数据采集模块上包括多个所述麦克风，所述麦克风用于外部语音数据信号采集，并将数据发送至所述模数转换模块。
优选的，所述模数转换模块连接信号发送模块，用于接收数据并将数据进行模数转换，且将数据发送至处理模块上设置的信号接收模块上。
优选的，所述信号接收模块设于处理模块上，用于接收信号发送模块发送的数据。
优选的，所述处理模块上还设置与处理模块电性连接的电源模块、以及连接处理模块的储存模块，所述储存模块，用于储存处理模块接收的数据。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，具备以下有益效果：
本发明中通过数据采集模块对语音数据信号进行采集，将数据通过模数转换模块将模拟信号转换成数字信号，并通过信号发生时模块发送到处理模块上，通过处理模块上设置的信号接收模块进行接收，通过处理模块对数据进行处理，并发送指令至数据采集模块上，改变底座上设置的麦克风位置，通过不同位置麦克风采集的数据进行对比，便于对音源的位置进行准确的确定。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统简易结构示意图。
图2为本发明的调节装置结构示意图。
图3为本发明的调节组件结构示意图。
图中：1、底座；2、驱动槽；3、滑槽；4、驱动螺杆；5、驱动电机；6、驱动块；7、支撑块；8、麦克风；9、滑块；10、第一电磁铁；11、第二电磁铁；12、从动块；13、齿条。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
请参阅图1-3，一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，包括处理模块、电性连接处理模块的显示模块、以及通过信号发送模块连接处理模块上设置信号接收模块的数据采集模块、以及将数据采集模块与信号发送模块连接的模数转换模块。
处理模块，用于对采集的数据进行处理，并发送指令至数据采集模块上的调节装置，调节装置通过网络连接处理模块，用于接收处理模块发送的指令，并驱动调节装置改变数据采集模块上的麦克风8位置，处理模块通过可控波束形成的声源定位算法，对音源的位置进行定位，可控波束形成的声源定位算法核心思想是通过改变阵列的导向矢量，在目标区域寻找功率极大点，并根据当前结果与之前结果对比，不断优化，从而找到最大值点，即为声源点。
数据采集模块上包括多个麦克风8，麦克风8用于外部语音数据信号采集，并将数据发送至模数转换模块，麦克风将音频信号转化为电信号，即用电压高低来描述声音的特征，如频域，响度等，然后通过模拟信号处理，数字信号处理的方式对信号进行进一步的处理；因为数字信号处理技术拥有比模拟信号处理技术拥有更强的运算能力，更好的扩展性和抗干扰能力，所以绝大部分音频信号处理的第一步都是将声学波形转化为数字序列。
模数转换模块连接信号发送模块，用于接收数据并将数据进行模数转换，且将数据发送至处理模块上设置的信号接收模块上。
信号接收模块设于处理模块上，用于接收信号发送模块发送的数据。
处理模块上还设置与处理模块电性连接的电源模块、以及连接处理模块的储存模块，储存模块，用于储存处理模块接收的数据，通过数据采集模块上设置的麦克风8便于对音源的语言数据信号进行采用，并通过模数转换模块将模拟信号转换成数字信号，再通过信号发送模块将数据发送至处理模块上设置的信号接收模块，数据通过处理模块进行分析处理，一方面将数据储存与储存模块内，另一方面发送指令至数据采集模块的调节装置上，以便于对多个麦克风8的位置进行改变，以便与从不同位置麦克风8的位置测出的音源位置进行对比，提高了对音源定位的精准性。
调节装置包括开设有驱动槽2的底座1、调节麦克风8在驱动槽2内位置的调节组件、以及设置于驱动槽2内驱动调节组件的驱动组件。
驱动组件包括设于底座1上的驱动电机5、以及设于驱动槽2内并与驱动电机5输出端连接的驱动螺杆4，通过驱动电机5便于带动驱动螺杆4在驱动槽2内进行转动。
调节组件包括通过开设有限位槽套设于驱动螺杆4上的驱动块6、设于驱动块6上的支撑块7、贯穿驱动块6和支撑块7的从动块12、以及设置于支撑块7内并驱动从动块12进行上下移动的升降件，从动块12上设置有与驱动螺杆4相匹配的齿条，当第一电磁铁10和第二电磁铁11通电时，第一电磁铁10和第二电磁铁11会相吸，使第二电磁铁11上设置的齿条13离开驱动螺杆4，此时，麦克风8会在底座1上相对固定，当第一电磁铁10与第二电磁铁11相互排斥使齿条13会与驱动螺杆4向啮合，通过驱动螺杆4转动，便于带动麦克风8在底座1上进行移动，从而改变麦克风8的位置。
升降件包括设于支撑块7顶端的第一电磁铁10，以及设于从动块12顶端的第二电磁铁11。
本发明的工作原理及使用流程：首先，通过数据采集模块上设置的麦克风8便于对音源的语言数据信号进行采用，并通过模数转换模块将模拟信号转换成数字信号，再通过信号发送模块将数据发送至处理模块上设置的信号接收模块，数据通过处理模块进行分析处理，一方面将数据储存与储存模块内，另一方面发送指令至数据采集模块的调节装置上，通过第一电磁铁10和第二电磁铁11啮合便于使第二电磁铁11上设置的齿条13与驱动螺杆4进行啮合，便于带动底座1上的麦克风8进行移动，以便于对多个麦克风8的位置进行改变，以便与从不同位置麦克风8的位置测出的音源位置进行对比，提高了对音源定位的精准性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，其特征在于，包括处理模块、电性连接所述处理模块的显示模块、以及通过信号发送模块连接处理模块上设置信号接收模块的数据采集模块、以及将所述数据采集模块与所述信号发送模块连接的模数转换模块；
所述处理模块，用于对采集的数据进行处理，并发送指令至所述数据采集模块上的调节装置，所述调节装置通过网络连接处理模块，用于接收处理模块发送的指令，并驱动调节装置改变数据采集模块上的麦克风(8)位置；
所述调节装置包括开设有驱动槽(2)的底座(1)、调节麦克风(8)在所述驱动槽(2)内位置的调节组件、以及设置于驱动槽(2)内驱动调节组件的驱动组件；
所述驱动组件包括设于底座(1)上的驱动电机(5)、以及设于驱动槽(2)内并与所述驱动电机(5)输出端连接的驱动螺杆(4)；
所述调节组件包括通过开设有限位槽套设于所述驱动螺杆(4)上的驱动块(6)、设于所述驱动块(6)上的支撑块(7)、贯穿驱动块(6)和支撑块(7)的从动块(12)、以及设置于支撑块(7)内并驱动从动块(12)进行上下移动的升降件，所述从动块(12)上设置有与驱动螺杆(4)相匹配的齿条；
所述升降件包括设于支撑块(7)顶端的第一电磁铁(10)，以及设于从动块(12)顶端的第二电磁铁(11)。
2.根据权利要求1所述的一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，其特征在于：所述数据采集模块上包括多个所述麦克风(8)，所述麦克风(8)用于外部语音数据信号采集，并将数据发送至所述模数转换模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，其特征在于：所述模数转换模块连接信号发送模块，用于接收数据并将数据进行模数转换，且将数据发送至处理模块上设置的信号接收模块上。
4.根据权利要求3所述的一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，其特征在于：所述信号接收模块设于处理模块上，用于接收信号发送模块发送的数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于可靠信道的多麦克风阵列数据传输系统，其特征在于：所述处理模块上还设置与处理模块电性连接的电源模块、以及连接处理模块的储存模块，所述储存模块，用于储存处理模块接收的数据。
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