CN1195972C - 利用手机监测环境噪音的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用手机检测环境噪音的方法及装置，即利用一手机的中央处理单元读取其内预设的一监测环境噪音软件，使该手机的操控界面转换成监测环境噪音模式，再利用其所设的麦克风，进行环境噪音采样，使该麦克风将所接收的信号，通过该手机的一放大器进行放大，接着，再通过该手机的一模数转换器转换成数字值，以使该中央处理单元可根据该数字值，从其内部预设的一分贝值对照表中，查找出所匹配的一分贝值，再将该分贝值传送到该手机的一输出元件输出，使该手机的使用者可由该输出元件获知噪音的分贝值。

Description

利用手机监测环境噪音的方法及装置

技术领域

本发明是一种利用手机监测环境噪音的方法及装置，特别是指一种在手机中预设有一分贝值对照表及一监测环境噪音软件，并利用该手机的中央处理单元、放大器、模数转换器、输出元件，进行监测环境噪音的方法及装置。

背景技术

目前，随着科学技术的突飞猛进以及生活水平的不断提高，人们越来越关注到自己身边工作环境和生活环境的重要。而随着工业时代的迅速发展，环境噪音对于生活周遭的影响与日俱增，此种影响即一般所谓的“环境噪音污染”，由于各种实验、报告证实环境噪音污染对于人体的健康，具有相当的威胁和影响，使人们对于日益加剧的环境噪音污染，也越来越多人们的重视。

所以，人们希望能有一些方便有效的仪器，可随时监测周围的环境噪音的分贝值，以便了解是否此噪音的分贝值过大，会对身体造成危害。

在许多的公共场所，比如马路、广场、机场…等处，都可看到有大型的环境噪音的监测装置，用以实时监控当地的噪音状况，但是，目前市场上几乎很少有简单实用且携带方便的监测环境噪音产品，供普通大众使用。

其中一个很重要的原因是如果单单为了监测环境噪音，而去设计一个独立的民用产品，并且为了显示所测分贝值，往往要用到液晶或其他发光元件，用以显示所测得分贝值，因而在该产品的电路中，必须要安装有中央处理单元(CPU)、液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)…等。另外，在该电路中必须包含一模数转换电路，用以将该产品所收到的声音的物理能量转换成数字值，使该电路设计将会相当复杂，势必会造成软硬件资源的很大浪费。

发明内容

本发明的目的在于鉴于传统监测环境噪音产品单价高的特点，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的一种利用手机监测环境噪音的方法及装置，

一种利用手机监测环境噪音的方法，其是利用一手机的中央处理单元，通过读取该手机内预设的一监测环境噪音软件，将该手机的操控界面转换成监测环境噪音模式，此时，即可利用该手机的一麦克风，进行环境噪音采样，使该麦克风所接收的信号，通过该手机的一放大器进行放大，然后，在通过该手机的一模数转换器转换成数字值，以使该中央处理单元可根据该数字值，自该分贝值对照表中查出匹配的一分贝值，再由该手机的输出元件输出。

进一步，所述的监测环境噪音软件内还包括有一音源能量衰减计算方程式，使该中央处理单元自该分贝值对照表中查出一分贝值后，可根据该分贝值及输入的距离值，利用该音源能量衰减计算方程式进行运算，以将运算结果的预估分贝值由该手机的输出元件输出。

所述的手机内还预设有一距离值与预估分贝值对照表，该距离值与预估分贝值对照表中是包括有若干个分贝值，若干个匹配该分贝值的不同距离值及匹配该距离值的预估分贝值，使该中央处理单元自该距离值与预估分贝值对照表中查出-分贝值后，可根据该分贝值及被输入的距离值，利用该距离值与预估分贝值对照表查出预估分贝值，再由该手机的输出元件输出。

所述的距离值与预估分贝值对照表的预估分贝值，是可通过音源能量衰减计算方程式进行各分贝值的运算，将所得的预估分贝值存储在该距离值与预估分贝值对照表中，以使该中央处理单元可根据被输入的距离值，换算出特定位置的预估分贝值。

所述的距离值与预估分贝值对照表的预估分贝值，可通过事先反复实验后，将所得的预估分贝值，储存在该距离值与预估分贝值，换算出特定位置的预估分贝值。

一种利用手机监测环境噪音的装置，包括：

一手机，该手机的壳体内设有一控制电路；

一全向麦克风，该全向麦克风设在该控制电路上，作为监测环境噪音的声音探测器，对各个方位的噪音进行监测，以将所感应到的噪音转换成一电压信号；

一可编程增益放大器，该可编程增益放大器是设在控制电路上，并与该全向麦克风相连接，以对该全向麦克风所传来的该电压信号进行运算放大，使来自该全向麦克风的微弱电压信号被放大；

一模数转换器，该模数转换器是设在该控制电路上，并与该可编程增益放大器相连接，用以将该被放大的电压信号转换成一数字值；

一存储元件，该存储元件用以储存可令该手机动作的多个程序指令，该程序指令中包括一分贝值对照表及一监测环境噪音软件；

一中央处理单元，该中央处理单元是设在该控制电路上，该中央处理单元可依存储元件内所储存的该程序指令，执行对该移动电话上各元件的操控处理，以令该中央处理单元可依该模数转换器所转换的数字值，自该分贝值对照表中查找出与其相匹配的一分贝值；

一输出元件，该输出元件是与该中央处理单元相连接，以使该分贝值可由该输出元件输出。

进一步，所述的输出元件可为该手机的显示器。

所述的输出元件可为该手机的扬声器。

所述的可编程增益放大器的增益系数可在实验中调试不同的增益系数，以确定其最佳值。

附图说明

图1是本发明的各元件处理的流程图

图2是本发明的监测环境噪音的流程图

具体实施方式

本发明是一种利用手机监测环境噪音的方法及装置，如图1、2所示，该方法是在一手机内预设有一分贝值对照表以及一监测环境噪音软件，该分贝值对照表中包括有若干个数字值及匹配该数字值的分贝值；

该手机的中央处理单元，通过读取该监测环境噪音软件，以使该手机的操控界面转换成监测环境转换模式，以利用其上所设的麦克风(MICROPHONE)，进行环境噪音采样，令该麦克风对该噪音所感应的电压信号，通过该手机的一放大器(AMPLIFIER)进行信号放大，接着，再通过该手机的一模数转换器(A/D CONVERTER)，将该被放大的信号转换成数字值，接着，根据该数字值自该分贝值对照表中查找出匹配该的分贝值，再由该手机的输出元件输出。

由于，在一般传统手机，为使收受话的声音及无线信号能正确地被传输，各种模拟信号转换成数字信号及利用各种操控界面，进行操控，故在传统手机的机体内所设的控制电路上皆设有中央处理单元、放大器、模数转换器、存储元件…等电子元件，该手机的各个操控的程序指令是安装在该存储元件中，使该中央处理单元依该存储元件内所储存的该程序指令，执行对该移动电话各元件的操控管理，以使该手机可正常作动，完成拨接电话、收发短消息...等功能，并可由一显示器上显示各种操控界面，而利用麦克风、扬声器进行收、受话更是无论任何手机所必备；

由上述可知，本发明的麦克风、放大器以及模数转换器、输出元件仍可运用传统手段的麦克风、放大器、模数转换器、显示器、扬声器，而该分贝值对照表以及监测环境噪音软件则可安装在传统的存储元件内，如此，本发明将可在完全为增加任何硬件的状态下完成，充分利用手机的现有资源，提高手机的实用性。

由于可能在实际的测试中，需要测定并非手机所在地的分贝值，而是预估邻近该手机的一特定地点的分贝值，此时必须要根据实际或预估的距离值，补偿距离远近造成的能量衰减损耗，来确定预估分贝值，所以，在本发明的一较佳实施例中，如图2所示，该监测环境噪音软件内包含有一音源能量衰减计算程式(序)，使该中央处理单元自该分贝值对照表中查找出一分贝值后，可根据该分贝值及被输入的距离值，利用该音源能量衰减计算方程式进行运算，以将计算出的预估分贝值，由该手机的输出元件输出。由于该音源能量衰减计算方程式，是一般自然原理的运用，并非本发明所专有，且已广泛应用在各种领域内，早已为大众所周知，故在此不予以赘述。

在本发明的另一较佳实施例中，该手机内还预设有一距离值与预估分贝值对照表，该距离值与预估分贝值对照表中包括有若干个分贝值、若干个匹配该分贝值的不同距离值及匹配该等距离值的预估分贝值，使该中央处理单元在该分贝值对照表中查出一分贝值后，可根据该分贝值及被输入的距离值，利用该距离值与预估分贝值对照表及被输入之距离值，利用该距离值与预估分贝值对照表查出预估分贝值，再由该手机的输出元件输出。在该另一较佳实施例中，该距离值与预估分贝值对照表的预估分贝值，是可通过音源能量衰减计算方程式，或通过事先反复实验后，将所得的预估分贝值存储在该距离值与预估分贝值对照表中，以便供实际使用时，根据用户输入的距离，来换算出特定位置的预估分贝值。

在该实施例中，该输出元件可为该手机的显示器或扬声器，使该分贝值及预估值，可由该显示器显示数值，或由该扬声器输出声音报知。以该显示器为例，该手机所处位置的噪音所测得的分贝值为60dB，在该显示器上可显示为60dB/0m；若是测得特定位置距离该手机20M与预估分贝值为70dB时，其显示该特定位置的预估分贝值，则可根据对所测得分贝值及输入之距离值进行处理，以显示出预估分贝值70dB/20m；或者是同时将各个特定位置(手机至噪音源范围内)的预估分贝值都在该显示器上显示出来，如60dB/0m、61dB/2m，65dB/10m…70dB/20m(但是，该预估分贝值只限于手机与声源的直线路径及其邻近区域，若偏差太远，则应视声源及手机的具体位置而定)。

由于为能通过本发明的方法，进行监测环境噪音，能获得一较正确的分贝值，在本发明的利用手机监测环境噪音的装置，如图1所示，可利用该手机的麦克风作监测环境噪音的声音探测器，由于可能要监测较小的噪音，因而对于麦克风的选择以及机构的配合，是实现本发明的方法中比较关键的地方，这直接影响所测分贝值的精度，所以，首先，应尽可能选用高灵敏度的麦克风，以提高对微弱噪音的感应能力，同时该麦克风最好也具有较高的精度，以减少测量误差；其二，为了使所测的分贝值，能真实地反映周边各个方位的噪音，因而不能选用单向麦克风(Unique-Directional Microphone)，而应该用能对各个方位的噪音进行监测的全向麦克风(Omni-Directional Microphone)；其三，该麦克风所能接收的频率响应(Frequency Response)范围要尽可能宽，幅度要平坦，用以可精准地监测噪音。

另，对于来自该手机麦克风的微弱的电压信号放大，是以一可编程增益放大器(Progammable Gain Amplifier，以下简称：PGA)来完成，该PGA能否准确地将信号放大也是相当关键的一步，它将直接影响到所测分贝值的精度。所以，首先该PGA必须是能精密运算所接收的信号，并具有低漂移、低噪音、高共模抑制比以及宽频带等特点；同时，如何合理地选择增益系数是可在实验中调试不同的增益系数，以确定其最佳值。

此外，该手机的中央处理单元、模数转换器、存储元件及输出元件，对于监测环境噪音，以获得一较正确的分贝值影响不大。所以，可沿用传统手机的中央处理单元，模数转换器以及输出元件。

以上所述，仅为本发明最佳之一具体实施例，但本发明的构造特征不限于此，任何熟悉该项技艺者在本发明领域内，可轻易想到的变化及修饰，皆可涵盖在本案的专利范围。

Claims (9)

1.一种利用手机监测环境噪音的方法，该方法是在一手机内预设有一分贝值对照表以及一监测环境噪音软件，该分贝值对照表中包括有多个数字值及匹配该数字值的分贝值，使该手机的中央处理单元，将依照下列步骤，进行监测环境噪音：

首先，通过读取该监测环境噪音软件，以使该手机的操控界面转换成监测环境噪音模式；

接着，利用该手机上所设的麦克风进行环境噪音采样；

接着，通过该手机的一放大器，对该麦克风对噪音所感应的电压信号，进行信号放大；

再，通过该手机的一模数转换器，将该被放大的信号转换成数字值；

接着，根据该数字值，自该分贝值对照表中查出匹配的分贝值；

然后，将该分贝值传送到手机的输出元件输出。

2.如权利要求1所述的利用手机监测环境噪音的方法，其特征是，所述的监测环境噪音软件内还包括有一音源能量衰减计算方程式，使该中央处理单元自该分贝值对照表中查出一分贝值后，可根据该分贝值及输入的距离值，利用该音源能量衰减计算方程式进行运算，以将运算结果的预估分贝值由该手机的输出元件输出。

3.如权利要求1所述的利用手机监测环境噪音的方法，其特征是，所述的手机内还预设有一距离值与预估分贝值对照表，该距离值与预估分贝值对照表中是包括有若干个分贝值，若干个匹配该分贝值的不同距离值及匹配该距离值的预估分贝值，使该中央处理单元自该距离值与预估分贝值对照表中查出一分贝值后，可根据该分贝值及被输入的距离值，利用该距离值与预估分贝值对照表查出预估分贝值，再由该手机的输出元件输出。

4.如权利要求3所述的利用手机监测环境噪音的方法，其特征是，所述的距离值与预估分贝值对照表的预估分贝值，是可通过音源能量衰减计算方程式进行各分贝值的运算，将所得的预估分贝值存储在该距离值与预估分贝值对照表中，以使该中央处理单元可根据被输入的距离值，换算出特定位置的预估分贝值。

5.如权利要求3所述的利用手机监测环境噪音的方法，其特征是，所述的距离值与预估分贝值对照表的预估分贝值，可通过事先反复实验后，将所得的预估分贝值，存储在该距离值与预估分贝值，换算出特定位置的预估分贝值。

6.一种利用手机监测环境噪音的装置，其特征是，包括：

一手机，该手机的壳体内设有一控制电路；

一全向麦克风，该全向麦克风设在该控制电路上，作为监测环境噪音的声音探测器，对各个方位的噪音进行监测，以将所感应到的噪音转换成一电压信号；

一可编程增益放大器，该可编程增益放大器是设在控制电路上，并与该全向麦克风相连接，以对该全向麦克风所传来的该电压信号进行运算放大，使来自该全向麦克风的微弱电压信号被放大；

一模数转换器，该模数转换器是设在该控制电路上，并与该可编程增益放大器相连接，用以将该被放大的电压信号转换成一数字值；

一存储元件，该存储元件用以储存可令该手机动作的多个程序指令，该程序指令中包括一分贝值对照表及一监测环境噪音软件；

一中央处理单元，该中央处理单元是设在该控制电路上，该中央处理单元可依存储元件内所储存的该程序指令，执行对该移动电话上各元件的操控处理，以使该中央处理单元可依该模数转换器所转换的数字值，自该分贝值对照表中查找出与其相匹配的一分贝值；

一输出元件，该输出元件是与该中央处理单元相连接，以使该分贝值可由该输出元件输出。

7.如权利要求6所述的利用手机监测环境噪音的装置，其特征是，所述的输出元件可为该手机的显示器。

8.如权利要求6所述的利用手机监测环境噪音的装置，其特征是，所述的输出元件可为该手机的扬声器。

9.如权利要求6所述的利用手机监测环境噪音的装置，其特征是，所述的可编程增益放大器的增益系数可在实验中调试不同的增益系数，以确定其最佳值。

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