CN114928659B - 一种多路复用通信的排气消声方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多路复用通信的排气消声方法，涉及多路复用通信技术领域，解决的技术问题是排气消声多路复用通信，采用的方法为本发明通过多路复用通信获取排气消声的数据信息，将获取到的数据信息导入声学网格中；构建多路复用通信模型，将处理后的噪音信息按照通信路径进行分配；通过评估算法模型对多路复用通信模型进行评估，以评估多路复用通信能力，该方法不仅能够实现多路数据通信的同步进行，实现排气消声的同步进行，也能够实现多路数据通信时，最优通信信道的选择，该方法不仅能够实现多路数据通信的同步进行，实现排气消声的同步进行，也能够实现多路数据通信时，最优通信信道的选择。

Description

一种多路复用通信的排气消声方法
技术领域
本发明涉及多路复用通信技术领域，且更确切地涉及一种多路复用通信的排气消声方法。
背景技术
汽车的排气噪声是行车噪声的主要组成部分。世界各国对各种车辆的噪声的极限值都有严格的规定，排气消声器就是这样一个为减小排气噪声而生的装置。排气消声器的作用就是通过降低、衰减排气压力的脉动来消除噪声。根据干涉原理，排气消声器有吸收、反射两种基本的消声方式。吸收式消声器，通过废气在玻璃纤维、钢纤维和石棉等吸音材料上的摩擦而减小其能量；反射式消声器则有多个串联的谐调腔与不同长度的多孔反射管相互连接在一起，废气在其中经过多次的反射、碰撞、膨胀、冷却而降低其压力，减轻振动及能量，实际情况下，汽车上多是综合利用不同的消声原理组合来设计排气消声器，同时在舒适型要求较高的小型乘用车上还会采用多个消声器单元进行多级的消声降噪控制。
在具体应用作用，如果应用多路复用通信实现排气消声信息的传输是亟待解决的问题。现有技术中在进行排气消声时，通常采用一种数据通信方式实现排气消声，这种结构比较原始，无法实现多路数据通信的同步进行，难以实现排气消声的同步进行，也无法实现多路数据通信时，最优通信信道的选择。
发明内容
针对上述技术的不足，本发明公开一种多路复用通信的排气消声方法，该方法不仅能够实现多路数据通信的同步进行，实现排气消声的同步进行，也能够实现多路数据通信时，最优通信信道的选择。
为了实现上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
一种多路复用通信的排气消声方法，其中包括以下步骤：
S1、通过多路复用通信获取排气消声的数据信息，将获取到的数据信息导入声学网格中；
在本步骤中，对声音数据信息进行过滤，过滤后的数据信息分为外部噪声、内部噪声、散射噪声或者聚集噪声；
S2、构建多路复用通信模型，将处理后的噪声数据信息按照通信路径进行分配；
在本步骤中，多路复用通信模型包括：
多通道接口模块，设置有多路复用I/O模型，多路复用I/O模型至少包括RS232通信通道接口、RS485通信通道接口、载波通信信道接口、TCP/IP通信信道接口、RS422通信信道接口、以太网通信信道接口、CAN通信信道接口、USB通信信道接口、WIFI通信信道接口、ZigBee通信信道接口、蓝牙通信信道接口或光纤通信信道接口；
滤波器电路，用于过滤接收到的噪声数据信息，包括第一过滤模块和第二过滤模块，所述第一过滤模块基于音频数据信息过滤噪音，所述第二过滤模块基于频率段过滤噪音；
饱和消声模块，用于吸收多余声音数据信息，包括
差分模块，所述差分模块的信号输入端与所述排气消声的音频发送端口电性连接，所述差分模块用于将所述排气消声发出的音频信号差分为两个差分信号；所述差分模块的电压输入端口与所述主控芯片的偏置电压端口电性连接；
排气消声滤除模块，所述排气消声滤除模块设于所述差分模块与所述主控芯片之间，所述排气消声滤除模块的信号输入端与所述差分模块的信号输出端电性连接，所述排气消声滤除模块的信号输出端与所述主控芯片的负极信号输入端口电性连接，所述排气消声滤除模块用于对所述主控芯片输出的音频信号进行消音处理；
饱和判断模块，所述饱和判断模块与所述排气消声滤除模块电性连接，所述饱和判断模块用于将经过所述排气消声滤除模块处理后的音频信号进行饱和输出，所述饱和判断模块与所述排气消声滤除模块之间设有低通滤波模块，所述低通滤波模块用于将所述排气消声滤除模块向所述饱和判断模块发送的音频信号进行滤波处理；
饱和量化模块，用于计量饱和消声模块吸收多余声音数据信息的数据信息，包括编码模块、计量模块和解码模块，其中所述编码模块的输出端与计量模块的输入端连接，计量模块的输出端和解码模块的输入端连接；
能源供应组，用于向不同的模块提供工作能源；
多通道接口模块，用于通过多数据通道方式提供数据传递数据信息；
数据信号变换模块，用于将传输中的模拟数据信息转换为数字数据信息；
消声设备，用于消除电路中的数据信息；
其中能源供应组分别向多通道接口模块、滤波器电路、饱和消声模块、饱和量化模块、多通道接口模块、数据信号变换模块和消声设备连接，
在本步骤中，通信路径分配的方法为按照通信协议队列排序的方法实现数据信息分配；
S3、通过评估算法模型对多路复用通信模型进行评估，以评估多路复用通信能力。
作为本发明进一步的技术方案，通信路径分配的方法为按照通信协议队列排序的方法实现数据信息分配。
作为本发明进一步的技术方案，按照通信协议队列排序实现数据信息分配时，通过拉格朗日函数实现数据信息队列排布与分配，拉格朗日函数为：
Figure 637371DEST_PATH_IMAGE001
（1）
在式（1）中，
Figure 501290DEST_PATH_IMAGE002
为RS232通信通道接口、RS485通信通道接口、载波通信信道接口、 TCP/IP通信信道接口、RS422通信信道接口、以太网通信信道接口、CAN通信信道接口、USB通 信信道接口、WIFI通信信道接口、ZigBee通信信道接口、蓝牙通信信道接口或光纤通信信道 接口的通信参数信息数据；
Figure 735963DEST_PATH_IMAGE003
分别为组合模型中决策树算法模型的权值系数，
Figure 828684DEST_PATH_IMAGE004
分别为组合模型中决策树算法模型、回归算法模型和BP神经网络算法模型 对第
Figure 225554DEST_PATH_IMAGE005
个不同的样本进行计算输出的结果值，
Figure 11108DEST_PATH_IMAGE006
为拉格朗日算子。
作为本发明进一步的技术方案，拉格朗日函数输出最佳值时，求出拉格朗日函数的最小值，则拉格朗日函数最小值函数为：
Figure 467497DEST_PATH_IMAGE007
（2）
然后输出函数的极小值，则有：
Figure 613176DEST_PATH_IMAGE008
，则最后的计算模型输出为：
Figure 346777DEST_PATH_IMAGE009
（3）
其中
Figure 162286DEST_PATH_IMAGE010
； 则输出的数据信息为最终要选择的通道接口。
作为本发明进一步的技术方案，评估算法模型的方法为：
将多路复用通信下的排气消声结构演化为优化后的流程模型，将整体多路复用情况下的运行过程转化为部分路线下的消声情况，将整体转化为部分：
Figure 496185DEST_PATH_IMAGE011
(4)
式(4)中，
Figure 196287DEST_PATH_IMAGE012
表示转化后的优化验证结果，
Figure 174608DEST_PATH_IMAGE013
表示通信线路优化替代函数，
Figure 285652DEST_PATH_IMAGE014
表示消声流程优化替代函数，
Figure 592000DEST_PATH_IMAGE015
表示替代优化的系数，
Figure 689269DEST_PATH_IMAGE016
表示其中的自变量，
Figure 915238DEST_PATH_IMAGE017
表示 的是多路复用情况下的线路数。
作为本发明进一步的技术方案，评估算法模型的方法为：
对于算法优化通信线路能力后的消声性能进行预估，替代优化算法经过假设方法引入过程数据，将部分线路消声情况通过模拟的方式表现出来，如公式（5）所示：
Figure 806971DEST_PATH_IMAGE018
(5)
式(5)中，
Figure 866194DEST_PATH_IMAGE019
表示部分线路优化后性能预估函数，
Figure 891787DEST_PATH_IMAGE020
表示优化后的未知变量，
Figure 579121DEST_PATH_IMAGE021
表示消声流程模拟随机函数，
Figure 782700DEST_PATH_IMAGE022
表示其中的模拟优化流程的自变量，通过该公式的计 算可以获得预估的消声性能情况，从而对于当前装态下的通信线路下，是否是最适合的消 声线路。
作为本发明进一步的技术方案，评估算法模型的方法中，消声性能预估包括：
在部分通信线路优化计算的过程中，在进行消声性能预估的过程中，对预估结果可能产生一种协方差，其计算方式如公式（6）所示：
Figure 312907DEST_PATH_IMAGE023
(6)
式(6)中，
Figure 17558DEST_PATH_IMAGE024
表示优化预估协方差，
Figure 700343DEST_PATH_IMAGE025
表示最佳通信线路下的线路位置随机坐 标，
Figure 589671DEST_PATH_IMAGE026
表示替代优化过程中的坐标函数；
根据协方差的计算方式，将替代优化算法中的替代优化条件设置为模拟状态，则在预估结果时替代的整体预估模型如公式（7）所示：
Figure 216961DEST_PATH_IMAGE027
(7)
式(7)中，
Figure 600669DEST_PATH_IMAGE028
表示替代的整体预估模型函数，
Figure 997015DEST_PATH_IMAGE029
表示转化后的优化验证结果，
Figure 60174DEST_PATH_IMAGE030
表示预估期望数值，
Figure 50127DEST_PATH_IMAGE031
表示最优算法验证结果，
Figure 831001DEST_PATH_IMAGE032
表示的是验证周期，
Figure 737646DEST_PATH_IMAGE033
表示实际情 况下的消声流程运行结果，
Figure 719508DEST_PATH_IMAGE034
表示其中的模拟优化流程的自变量。
作为本发明进一步的技术方案，评估算法模型的方法中，消声性能优化预估的方法为剔除过程中的协方差，将消声流程进行优化预估后的算法模型的形式表示如公式（8）所示：
Figure 586970DEST_PATH_IMAGE035
(8)
式(8)中，
Figure 561748DEST_PATH_IMAGE036
表示消声数据流程优化替代函数；
Figure 808053DEST_PATH_IMAGE037
表示模拟流程替代过程 中部分相关函数，
Figure 475664DEST_PATH_IMAGE038
表示优化预估协方差，
Figure 564842DEST_PATH_IMAGE039
表示替代系数。
本发明积极有益效果在于：本发明通过多路复用通信获取排气消声的数据信息，将获取到的数据信息导入声学网格中；构建多路复用通信模型，将处理后的噪声数据信息按照通信路径进行分配；通过评估算法模型对多路复用通信模型进行评估，以评估多路复用通信能力，该方法不仅能够实现多路数据通信的同步进行，实现排气消声的同步进行，也能够实现多路数据通信时，最优通信信道的选择。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明总体流程示意图；
图2为本发明饱和消声模块结构示意图；
图3为本发明中一种实施例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图3所示，一种多路复用通信的排气消声方法，包括以下步骤：
S1、通过多路复用通信获取排气消声的数据信息，将获取到的数据信息导入声学网格中；
在本步骤中，对声音数据信息进行过滤，过滤后的数据信息分为外部噪声、内部噪声、散射噪声或者聚集噪声；
S2、构建多路复用通信模型，将处理后的噪声数据信息按照通信路径进行分配；
在本步骤中，多路复用通信模型包括：
多通道接口模块，设置有多路复用I/O模型，多路复用I/O模型至少包括RS232通信通道接口、RS485通信通道接口、载波通信信道接口、TCP/IP通信信道接口、RS422通信信道接口、以太网通信信道接口、CAN通信信道接口、USB通信信道接口、WIFI通信信道接口、ZigBee通信信道接口、蓝牙通信信道接口或光纤通信信道接口；
滤波器电路，用于过滤接收到的噪声数据信息，包括第一过滤模块和第二过滤模块，所述第一过滤模块基于音频数据信息过滤噪音，所述第二过滤模块基于频率段过滤噪音；
饱和消声模块，用于吸收多余声音数据信息，包括：
差分模块，所述差分模块的信号输入端与所述排气消声的音频发送端口电性连接，所述差分模块用于将所述排气消声发出的音频信号差分为两个差分信号；所述差分模块的电压输入端口与所述主控芯片的偏置电压端口电性连接；
排气消声滤除模块，所述排气消声滤除模块设于所述差分模块与所述主控芯片之间，所述排气消声滤除模块的信号输入端与所述差分模块的信号输出端电性连接，所述排气消声滤除模块的信号输出端与所述主控芯片的负极信号输入端口电性连接，所述排气消声滤除模块用于对所述主控芯片输出的音频信号进行消音处理；
如图2所示，饱和判断模块，所述饱和判断模块与所述排气消声滤除模块电性连接，所述饱和判断模块用于将经过所述排气消声滤除模块处理后的音频信号进行饱和输出，所述饱和判断模块与所述排气消声滤除模块之间设有低通滤波模块，所述低通滤波模块用于将所述排气消声滤除模块向所述饱和判断模块发送的音频信号进行滤波处理；
饱和量化模块，用于计量饱和消声模块吸收多余声音数据信息的数据信息，包括编码模块、计量模块和解码模块，其中所述编码模块的输出端与计量模块的输入端连接，计量模块的输出端和解码模块的输入端连接；
能源供应组，用于向不同的模块提供工作能源；
多通道接口模块，用于通过多数据通道方式提供数据传递数据信息；
数据信号变换模块，用于将传输中的模拟数据信息转换为数字数据信息；
消声设备，用于消除电路中的数据信息；
其中能源供应组分别向多通道接口模块、滤波器电路、饱和消声模块、饱和量化模块、多通道接口模块、数据信号变换模块和消声设备连接，
在本步骤中，通信路径分配的方法为按照通信协议队列排序的方法实现数据信息分配；
S3、通过评估算法模型对多路复用通信模型进行评估，以评估多路复用通信能力。
在具体实施例中，饱和消声模块中融合差分模块，以使将所述排气消声向所述主控芯片发送的音频信号差分为两个差分信号，进而提高了音频传输效率且提高了音频信号的抗干扰能力，通过将所述排气消声滤除模块的信号输出端与所述主控芯片的所述负极信号输入端口电性连接的设计，以使降低了所述排气消声与所述主控芯片之间的阻抗，进而改善了所述消回音电路的负载均衡度，以提高了消除回音的效果，通过所述饱和判断模块的设计，以使有效的将消除回音后的音频信号进行饱和输出，通过所述低通滤波模块的设计，以使采用低通滤波的方式对音频信号进行滤波处理，进而防止了由于采用高通滤波的方式导致的信号衰减的情况，提高了所述消回音电路结构的稳定性。
在上述实施例中，多路复用I/O模型是UNIX/LINUX用得的最多的一种I/O模型。这种I/O模型在技术上的实现是包括select（）以及FD_XXX的几个宏及常量。在单个进程中支持的客户端数量由FD_SETSIZE决定。Solaris 10和Linux 9.0默认为1024个,Windows 2000是64个。本文用代码给出该I/O模型处理多Client的一种实现。
在具体实施例中，该网格的作用是定义一种消声情况下的声音传导情况和定义已有的消声界限然后将不同情况下的传导情况分为外部噪声、内部噪声、散射噪声、聚集噪声等情况。接着就是通过多路复用通信进行不同情况的通信路径分配，通过该方法很大程度上提高了数据的传递效率，通过同一传输线路可以承载多路的信号，再有多条线路可以同时传输更多的数据和指令信号。同时在传输过程中不会产生数据和指令信号的混淆，会根据不同的情况选择使用频分多路或时分多路。在处理后的数据或指令信号中会进入替代优化算法。通过该算法进行模拟替代来进行实际情况下的消声情况模拟，从而判断当前线路分配状况是否是最佳的消声方法。
最后会根据情况的不同出现完全消除、特殊消除和部分消除三种情况。同时还接有外部连接部分，可以直接进行状态可视化或者情况存储作为大数据。
在上述实施例中，通信路径分配的方法为按照通信协议队列排序的方法实现数据信息分配。
在具体实施例中，消息队列（Message Queue，MQ）可以看做是一种异步RPC，把一次RPC变为两次或多次，进行内容转存，再在合适的时机投递出去。消息的发送者和接收者不需要在同一时间与消息队列进行交互，消息在被处理或被删除之前一直存储在队列上。消息队列提供一个临时存储消息的轻量级缓存区，以及允许软件组件连接到队列以发送接受消息的的终端节点。这些消息通常较小，可以是请求、恢复、错误消息或明文消息等。AMQP、MQTT和STOMP是三种最常见、最流行的基于TCP/IP的消息传递协议。在点对点通信模式中，应用程序由消息队列，发送方，接收方组成。每个消息都被发送到一个特定的队列，接收者从队列中获取消息。队列保留着消息，直到他们被消费或超时。消息队列（Message Queue），是分布式系统中重要的组件，其通用的使用场景可以简单地描述为当不需要立即获得结果，但是并发量又需要进行控制的时候，差不多就是需要使用消息队列的时候。
按照通信协议队列排序实现数据信息分配时，通过拉格朗日函数实现数据信息队列排布与分配：
Figure 828465DEST_PATH_IMAGE040
（1）
在式（1）中，
Figure 458771DEST_PATH_IMAGE041
为RS232通信通道接口、RS485通信通道接口、载波通信信道接口、 TCP/IP通信信道接口、RS422通信信道接口、以太网通信信道接口、CAN通信信道接口、USB通 信信道接口、WIFI通信信道接口、ZigBee通信信道接口、蓝牙通信信道接口或光纤通信信道 接口的通信参数信息数据；
Figure 907070DEST_PATH_IMAGE042
分别为组合模型中决策树算法模型的权值系数，
Figure 358911DEST_PATH_IMAGE043
分别为组合模型中决策树算法模型、回归算法模型和BP神经网络算法模型 对第
Figure 675492DEST_PATH_IMAGE044
个不同的样本进行计算输出的结果值，
Figure 755443DEST_PATH_IMAGE006
为拉格朗日算子；
如果使拉格朗日函数输出最佳值，则求出拉格朗日函数的最小值，则有：
Figure 515589DEST_PATH_IMAGE045
（2）
然后输出函数的极小值，则有：
Figure 313780DEST_PATH_IMAGE046
，则最后的计算模型输出为：
Figure 168473DEST_PATH_IMAGE047
（3）
其中
Figure 243876DEST_PATH_IMAGE010
； 则输出的数据信息为最终要选择的通道接口。
对于本发明的多路复用通信硬件设计部分，本发明基于多路复用结构来进行硬件构建，同时将自适应低通滤波器加入其通信复路运行结构中，改变排气消声过程中的声音数据和消除信号的分配模式，从而完成流程效率优化，降低整体硬件的效率损失。
本发明硬件的工作流程主要是通过通信复路的过程然后进入数据信号变化器，在变换器中将需要消声的数据和指令进行转换进入消声设备中实现快速的数据和指令传输，大大的提高了消声效率，除了多路复用通信的应用提高效率，本发明的效率优化过程还主要利用低通滤波器和电容器进行设计构造，通过改善整体硬件的额外效率消耗，以满足高效率消声处理的需求，利用能源供应组满足处理效率能源不足时的问题，保证消声流程的高效进行。本文主要采用线性低通滤波器，将流程中的单条线路处理效率转化为平均整体下的处理效率，除了自身硬件部分的影响，还可能会受到能源供应组的影响，在实际操作过程中，根据流程中输入的电压Uc和Ur进行分析，通过比较器PI进行效率比较。另一方面结合着实际的处理情况进行线路使用调整，是增加通信线路还是减少通信线路，保证硬件设备的高效使用。
在本发明的算法模型设计方面，本发明基于替代优化算法，通过进行替代转化进行排气消声流程的替代分析，从而进行不同通信线路中通信情况的反馈，根据算法结果验证，构造通信消声模型的反馈程度来反映优化设计的有效性。
评估算法模型的方法为：
将多路复用通信下的排气消声结构演化为优化后的流程模型，将整体多路复用情况下的运行过程转化为部分路线下的消声情况，将整体转化为部分：
Figure 299557DEST_PATH_IMAGE011
(4)
式(4)中，
Figure 709678DEST_PATH_IMAGE012
表示转化后的优化验证结果，
Figure 977849DEST_PATH_IMAGE013
表示通信线路优化替代函数，
Figure 173338DEST_PATH_IMAGE014
表示消声流程优化替代函数，
Figure 527483DEST_PATH_IMAGE015
表示替代优化的系数，
Figure 34688DEST_PATH_IMAGE016
表示其中的自变量，
Figure 247495DEST_PATH_IMAGE017
表示 的是多路复用情况下的线路数。
评估算法模型的方法为：
对于算法优化通信线路能力后的消声性能进行预估，替代优化算法经过假设方法引入过程数据，将部分线路消声情况通过模拟的方式表现出来，如公式（5）所示：
Figure 546758DEST_PATH_IMAGE048
(5)
式(5)中，
Figure 413083DEST_PATH_IMAGE019
表示部分线路优化后性能预估函数，
Figure 814108DEST_PATH_IMAGE049
表示优化后的未知变量，
Figure 424081DEST_PATH_IMAGE050
表示消声流程模拟随机函数，
Figure 843430DEST_PATH_IMAGE051
表示其中的模拟优化流程的自变量，通过该公式的计 算可以获得预估的消声性能情况，从而对于当前装态下的通信线路下，是否是最适合的消 声线路。
评估算法模型的方法中，消声性能预估包括：
在部分通信线路优化计算的过程中，在进行消声性能预估的过程中，对预估结果可能产生一种协方差，其计算方式如公式（6）所示：
Figure 756022DEST_PATH_IMAGE023
(6)
式(6)中，
Figure 768978DEST_PATH_IMAGE024
表示优化预估协方差，
Figure 572855DEST_PATH_IMAGE025
表示最佳通信线路下的线路位置随机坐 标，
Figure 331863DEST_PATH_IMAGE026
表示替代优化过程中的坐标函数；
根据协方差的计算方式，将替代优化算法中的替代优化条件设置为模拟状态，则在预估结果时替代的整体预估模型如公式（7）所示：
Figure 71149DEST_PATH_IMAGE052
(7)
式(7)中，
Figure 167805DEST_PATH_IMAGE028
表示替代的整体预估模型函数，
Figure 260526DEST_PATH_IMAGE053
表示转化后的优化验证结果，
Figure 264255DEST_PATH_IMAGE030
表示预估期望数值，
Figure 33496DEST_PATH_IMAGE031
表示最优算法验证结果，
Figure 489885DEST_PATH_IMAGE032
表示的是验证周期，
Figure 386297DEST_PATH_IMAGE033
表示实际情 况下的消声流程运行结果，
Figure 369166DEST_PATH_IMAGE034
表示其中的模拟优化流程的自变量。
评估算法模型的方法中，消声性能优化预估的方法为剔除过程中的协方差，将消声流程进行优化预估后的算法模型的形式表示如公式（8）所示：
Figure 184675DEST_PATH_IMAGE054
(8)
式(8)中，
Figure 269306DEST_PATH_IMAGE036
表示消声数据流程优化替代函数；
Figure 562884DEST_PATH_IMAGE037
表示模拟流程替代过程 中部分相关函数，
Figure 665838DEST_PATH_IMAGE038
表示优化预估协方差，
Figure 527614DEST_PATH_IMAGE039
表示替代系数。
通过选取多路复用通信情况下不同阶段、不同线路的方式进行替代优化验证，最终经过模型计算的方式预估出消声流程矩阵的最佳效果，实现了系统情况优化的验证，从而判断当前情况下的数据通信通路是否符合需求。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种多路复用通信的排气消声方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、通过多路复用通信获取排气消声的数据信息，将获取到的数据信息导入声学网格中；
在本步骤中，对声音数据信息进行过滤，过滤后的数据信息分为外部噪声、内部噪声、散射噪声或者聚集噪声；
S2、构建多路复用通信模型，将处理后的噪声数据信息按照通信路径进行分配；
在本步骤中，多路复用通信模型包括：
多通道接口模块，设置有多路复用I/O模型，多路复用I/O模型至少包括RS232通信通道接口、RS485通信通道接口、载波通信信道接口、TCP/IP通信信道接口、RS422通信信道接口、以太网通信信道接口、CAN通信信道接口、USB通信信道接口、WIFI通信信道接口、ZigBee通信信道接口、蓝牙通信信道接口或光纤通信信道接口；
滤波器电路，用于过滤接收到的噪声数据信息，包括第一过滤模块和第二过滤模块，所述第一过滤模块基于音频数据信息过滤噪音，所述第二过滤模块基于频率段过滤噪音；
饱和消声模块，用于吸收多余声音数据信息，包括
差分模块，所述差分模块的信号输入端与所述排气消声的音频发送端口电性连接，所述差分模块用于将所述排气消声发出的音频信号差分为两个差分信号；所述差分模块的电压输入端口与主控芯片的偏置电压端口电性连接；
排气消声滤除模块，所述排气消声滤除模块设于所述差分模块与所述主控芯片之间，所述排气消声滤除模块的信号输入端与所述差分模块的信号输出端电性连接，所述排气消声滤除模块的信号输出端与所述主控芯片的负极信号输入端口电性连接，所述排气消声滤除模块用于对所述主控芯片输入的音频信号进行消音处理；
饱和判断模块，所述饱和判断模块与所述排气消声滤除模块电性连接，所述饱和判断模块用于将经过所述排气消声滤除模块处理后的音频信号进行饱和输出，所述饱和判断模块与所述排气消声滤除模块之间设有低通滤波模块，所述低通滤波模块用于将所述排气消声滤除模块向所述饱和判断模块发送的音频信号进行滤波处理；
饱和量化模块，用于计量饱和消声模块吸收多余声音数据信息的数据信息，包括编码模块、计量模块和解码模块，其中所述编码模块的输出端与计量模块的输入端连接，计量模块的输出端和解码模块的输入端连接；
能源供应组，用于向不同的模块提供工作能源；
多通道接口模块，用于通过多数据通道方式提供数据传递数据信息；
数据信号变换模块，用于将传输中的模拟数据信息转换为数字数据信息；
消声设备，用于消除电路中的数据信息；
其中能源供应组分别向多通道接口模块、滤波器电路、饱和消声模块、饱和量化模块、数据信号变换模块和消声设备连接，
在本步骤中，通信路径分配的方法为按照通信协议队列排序的方法实现数据信息分配；
S3、通过评估算法模型对多路复用通信模型进行评估，以评估多路复用通信能力。
2.根据权利要求1所述的一种多路复用通信的排气消声方法，其特征在于：
按照通信协议队列排序实现数据信息分配时，通过拉格朗日函数实现数据信息队列排布与分配，拉格朗日函数为：
Figure 386029DEST_PATH_IMAGE001
（1）
在式（1）中，
Figure 751151DEST_PATH_IMAGE002
为RS232通信通道接口、RS485通信通道接口、载波通信信道接口、TCP/IP 通信信道接口、RS422通信信道接口、以太网通信信道接口、CAN通信信道接口、USB通信信道 接口、WIFI通信信道接口、ZigBee通信信道接口、蓝牙通信信道接口或光纤通信信道接口的 通信参数信息数据；
Figure 997062DEST_PATH_IMAGE003
分别为组合模型中决策树算法模型的权值系数，
Figure 348409DEST_PATH_IMAGE004
分别为组合模型中决策树算法模型、回归算法模型和BP神经网络算法模型 对第
Figure DEST_PATH_IMAGE005
个不同的样本进行计算输出的结果值，
Figure 356685DEST_PATH_IMAGE006
为拉格朗日算子。
3.根据权利要求2所述的一种多路复用通信的排气消声方法，其特征在于：
拉格朗日函数输出最佳值时，求出拉格朗日函数的最小值，则拉格朗日函数最小值函数为：
Figure 768075DEST_PATH_IMAGE007
（2）
然后输出函数的极小值，则有：
Figure 65064DEST_PATH_IMAGE008
，则最后的计算模型输出为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
（3）
其中
Figure 252725DEST_PATH_IMAGE010
； 则输出的数据信息为最终要选择的通道接口。
4.根据权利要求1所述的一种多路复用通信的排气消声方法，其特征在于：
评估算法模型的方法为：
将多路复用通信下的排气消声结构演化为优化后的流程模型，将整体多路复用情况下的运行过程转化为部分路线下的消声情况，将整体转化为部分：
Figure 318770DEST_PATH_IMAGE011
(4)
式(4)中，
Figure 166641DEST_PATH_IMAGE012
表示转化后的优化验证结果，
Figure 685347DEST_PATH_IMAGE013
表示通信线路优化替代函数，
Figure 706392DEST_PATH_IMAGE014
表 示消声流程优化替代函数，
Figure 236731DEST_PATH_IMAGE015
表示替代优化的系数，
Figure 878671DEST_PATH_IMAGE016
表示其中的自变量，
Figure 87936DEST_PATH_IMAGE017
表示的是多 路复用情况下的线路数。
5.根据权利要求4所述的一种多路复用通信的排气消声方法，其特征在于：
评估算法模型的方法为：
对于算法优化通信线路能力后的消声性能进行预估，替代优化算法经过假设方法引入过程数据，将部分线路消声情况通过模拟的方式表现出来，如公式（5）所示：
Figure 584776DEST_PATH_IMAGE018
(5)
式(5)中，
Figure 625413DEST_PATH_IMAGE019
表示部分线路优化后性能预估函数，
Figure 283928DEST_PATH_IMAGE020
表示优化后的未知变量，
Figure 980488DEST_PATH_IMAGE021
表 示消声流程模拟随机函数，
Figure 641539DEST_PATH_IMAGE022
表示其中的模拟优化流程的自变量，通过该公式的计算可以 获得预估的消声性能情况，从而对于当前装态下的通信线路下，是否是最适合的消声线路。
6.根据权利要求5所述的一种多路复用通信的排气消声方法，其特征在于：
评估算法模型的方法中，消声性能预估包括：
在部分通信线路优化计算的过程中，在进行消声性能预估的过程中，对预估结果可能产生一种协方差，其计算方式如公式（6）所示：
Figure 412049DEST_PATH_IMAGE023
(6)
式(6)中，
Figure 631678DEST_PATH_IMAGE024
表示优化预估协方差，
Figure 487638DEST_PATH_IMAGE025
表示最佳通信线路下的线路位置随机坐标，
Figure 654177DEST_PATH_IMAGE026
表示替代优化过程中的坐标函数；
根据协方差的计算方式，将替代优化算法中的替代优化条件设置为模拟状态，则在预估结果时替代的整体预估模型如公式（7）所示：
Figure 138248DEST_PATH_IMAGE027
(7)
式(7)中，
Figure 669724DEST_PATH_IMAGE028
表示替代的整体预估模型函数，
Figure 573833DEST_PATH_IMAGE029
表示转化后的优化验证结果，
Figure 606380DEST_PATH_IMAGE030
表 示预估期望数值，
Figure 85902DEST_PATH_IMAGE031
表示最优算法验证结果，
Figure 850596DEST_PATH_IMAGE032
表示的是验证周期，
Figure 540203DEST_PATH_IMAGE033
表示实际情况下 的消声流程运行结果，
Figure 986228DEST_PATH_IMAGE034
表示其中的模拟优化流程的自变量。
7.根据权利要求6所述的一种多路复用通信的排气消声方法，其特征在于：
评估算法模型的方法中，消声性能优化预估的方法为剔除过程中的协方差，将消声流程进行优化预估后的算法模型的形式表示如公式（8）所示：
Figure 946356DEST_PATH_IMAGE035
(8)
式(8)中，
Figure 881951DEST_PATH_IMAGE036
表示消声数据流程优化替代函数；
Figure 199800DEST_PATH_IMAGE037
表示模拟流程替代过程中部 分相关函数，
Figure 42991DEST_PATH_IMAGE038
表示优化预估协方差，
Figure 497106DEST_PATH_IMAGE039
表示替代系数。
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