CN203965641U - 一种次声信号采集装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种次声信号采集装置及系统。针对现有产品仅能实现的是泥石流次声的远程监测与分析，无法实现次声信号的发生定位的缺陷，本实用新型提供了一种次声信号采集装置及系统。本次声信号采集装置，包括信号采集模块、数据处理模块、数据存储模块，以及必要的电源电路模块；信号采集模块包括分别与数据处理模块联接的次声信号采集模块与GPS信号采集模块，数据存储模块与数据处理模块联接。本实用新型还提供利用该装置实现的次声信号采集系统，系统包括依次联接的次声信号采集装置、信号传输模块、上位GIS处理平台。本采集装置采用GPS模块嵌入式设计，能够实现次声信号的发生定位；采集系统能够通过GIS平台实现对多设备回传数据统一管理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号采集装置及系统，特别是涉及一种次声信号采集装置及系统，属于嵌入式信号装置及信号系统领域。
背景技术
次声波是指频率低于20Hz，不能引起人耳听觉的声波，简称次声。次声具有衰减小、传播远、穿透力强的特性，能在较远的距离上检测到信号变化的特点。火山、地震、海啸、泥石流，还有台风等自然灾害发生时，常常伴随次声波的产生，因此测量并研究各种自然灾害下次声的产生与传播特征及变化，可以有效预测自然灾害的发生。
次声信号的采集过程，通常先利用次声传感器将接收到的次声声波转换为电信号，该电信号通过次声信号采集装置进行转换处理，并根据设计需要对转换结果进行发送或保存操作。目前次声信号的采集装置通常由单片机或者嵌入式系统完成。现有的次声信号采集系统通常是由单片机、A/D转换器、次声传感器构建次声报警器，预设次声阀值，当接收的信号超过阀值时，仪器进行报警。由于传统单片机处理性能较差，因此AD转换位数通常不高，处理器完成的任务也较为单一。
授权公告号为CN201732456U的中国实用新型专利公开了一种网络型泥石流次声报警器，产品由次声信号输入件、CPU、声光报警件、GPRS 传输件等组件构成，其中次声传感器通过信号跟随器与低通滤波器相连，经过滤波后的信号进入信号器放大器，电平提升电路后到达位于CPU的A/D转换器。该产品能够实现的是泥石流次声的远程监测与分析，无法实现次声信号的发生定位，因而对灾害发生预警的应用功能有限。
实用新型内容
本实用新型就是针对目前次声信号采集系统的不足，提供一种次声信号采集装置及系统。产品采用GPS模块嵌入式设计，能够实现次声信号的发生定位。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种次声信号采集装置，包括信号采集模块、数据处理模块、数据存储模块，以及必要的电源电路模块，其特征在于：所述信号采集模块包括分别与数据处理模块联接的次声信号采集模块与GPS信号采集模块；所述数据存储模块与数据处理模块联接。
上述次声信号采集装置工作原理是：通过信号采集模块采集环境次声信号与GPS信号并传输给数据处理模块，数据处理模块将获得的次声信号与GPS信号一起封装并保存至数据存储模块。
上述次声信号采集装置，次声信号采集模块包括依次联接的次声传感器、AD转换器；AD转换器与数据处理模块联接；AD转换器所含芯片是16bit及以上的双极性ADC芯片。次声传感器将感应环境中低于20Hz的次声信号并根据其声压大小转换为连续的模拟信号，经AD转换器转换为数字信号后发送至数据处理模块。为保证数据精度，AD转换器所含芯片是16bit及以上的双极性ADC芯片。
上述次声信号采集装置，数据处理模块是32位嵌入式处理器。数据处理模块对AD转换器转换后的次声数据进行高频采样、并将次声数据按应用需要进行存储。
上述次声信号采集装置具体可以是一种泥石流次声信号采集装置。
以上述次声信号采集装置为基础，本发明进一步提供一种次声信号采集系统，具体技术方案如下：
一种利用上述次声信号采集装置实现的次声信号采集系统，其特征在于：包括依次联接的次声信号采集装置、信号传输模块、上位GIS处理平台；所述信号传输模块通过采集端接口模块与数据处理模块联接，所述信号传输模块与上位GIS处理平台联接通讯。
上述次声信号采集系统的工作原理是：由次声信号采集装置采集并封装次声信号与GPS信号，封装后信号根据需要存储至数据存储模块和/或经由信号传输模块传输给上位GIS处理平台，由上位GIS处理平台进行数据的后期分析与处理。
上述次声信号采集系统，上位GIS处理平台包括GIS客户端平台，GIS客户端平台分别与数据存储服务器、地图信息数据库联接；信号传输模块通过平台端接口模块与数据存储服务器联接。工作状态下，GIS客户端平台在获得封装后的次声信号与GPS信号后，调用数据存储服务器与地图信息数据库信息实现次声发生定位与地图展示，并对回传的定位数据进行地图上的标定，然后实时重绘出该点的次声波形。GIS客户端平台处理的数据信息发送至数据存储服务器进行存储。
上述次声信号采集系统包括至少1个次声信号采集装置以及与次声信号采集装置数量对应的信号传输模块。每个次声信号采集装置都通过 其GPS信号采集模块把数据都回传到同一上位GIS处理平台。上位GIS处理平台通过GPS信息区分各次声信号采集装置的位置，并标注到GIS处理平台上。
一般地，上述次声信号采集系统，采集端接口模块是UART接口模块，平台端接口模块是3G和/或CDMA和/或GPRS信号接口模块。
上述次声信号采集系统具体可以是一种泥石流次声信号采集系统。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)次声信号采集装置的信号采集模块包括GPS信号采集模块，可以同时采集次声信号与次声发生地点的地理坐标信息，能够进一步用于次声监测定位；(2)次声信号采集装置采用32位嵌入式处理器，能获得更高采样率，波形还原更真实，并能实现多任务处理，如，可同时进行次声数据采集、GPS数据采集、数据本地存储、数据发送等操作；(3)次声信号采集系统能够通过GIS平台实现对多设备回传数据统一管理，方便进行多点次声数据的综合判断，增强判断结果的可靠性。
附图说明
图1是次声信号采集装置结构示意图。
图2是次声信号采集装置系统示意图。
附图中的数字标记分别是：
100次声信号采集装置 110信号采集模块 111次声信号采集模块112GPS信号采集模块 120数据处理模块 130数据存储模块200信号传输模块 300上位GIS处理平台 310GIS客户端平台320数据存储服务器 330地图信息数据库 340平台端接口模块
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的优选实施例作进一步的描述。
实施例一
如图1所示，加工一种泥石流次声信号采集装置。
图1是次声信号采集装置结构示意图。次声信号采集装置100包括信号采集模块110、数据处理模块120、数据存储模块130，以及必要的电源电路模块；信号采集模块110包括分别与数据处理模块120联接的次声信号采集模块111与GPS信号采集模块112；数据存储模块130与数据处理模块120联接。
次声信号采集模块111包括依次联接的次声传感器、AD转换器，AD转换器与数据处理模块120联接，AD转换器所含芯片是16bit及以上的双极性ADC芯片。数据处理模块120是32位嵌入式处理器。
本实施方式中，次声传感器具体型号CASI-2011，A/D转换器芯片具体型号AD976，数据处理模块120具体型号STM32F103ZET6，GPS信号采集模块具体型号SIRFIII。
实施例二
如图2所示，加工一种泥石流次声信号采集系统。
图2是次声信号采集系统结构示意图。次声信号采集系统，包括依次联接的次声信号采集装置100、信号传输模块200、上位GIS处理平台300；信号传输模块200通过采集端接口模块140与数据处理模块120联接，信号传输模块200与上位GIS处理平台300联接通讯。
上位GIS处理平台300包括GIS客户端平台310；GIS客户端平台310分别与数据存储服务器320、地图信息数据库330联接；信号传输模 块200通过平台端接口模块340与数据存储服务器320联接。
本实施方式中，采集端接口模块140是UART接口模块，平台端接口模块340是3G信号接口模块。
Claims (9)
1.一种次声信号采集装置(100)，包括信号采集模块(110)、数据处理模块(120)、数据存储模块(130)，以及必要的电源电路模块，其特征在于：所述信号采集模块(110)包括分别与数据处理模块(120)联接的次声信号采集模块(111)与GPS信号采集模块(112)；所述数据存储模块(130)与数据处理模块(120)联接。
2.据权利要求1所述的装置，其特征在于：是一种泥石流次声信号采集装置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述次声信号采集模块(111)包括依次联接的次声传感器、AD转换器，所述AD转换器与数据处理模块(120)联接，所述AD转换器所含芯片是16bit及以上的双极性ADC芯片。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述数据处理模块(120)是32位嵌入式处理器。
5.一种利用权利要求1或2或3或4所述的装置实现的次声信号采集系统，其特征在于：包括依次联接的次声信号采集装置(100)、信号传输模块(200)、上位GIS处理平台(300)；所述信号传输模块(200)通过采集端接口模块(140)与数据处理模块(120)联接，所述信号传输模块(200)与上位GIS处理平台(300)联接通讯。
6.据权利要求5所述的系统，其特征在于：是一种泥石流次声信号采集系统。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：包括至少1个次声信号采集装置(100)以及与次声信号采集装置(100)数量对应的信号传输模块(200)。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述上位GIS处理平台(300)包括GIS客户端平台(310)，所述GIS客户端平台(310)分别与数据存储服务器(320)、地图信息数据库(330)联接；所述信号传输模块(200)通过平台端接口模块(340)与数据存储服务器(320)联接。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述采集端接口模块(140)是UART接口模块，所述平台端接口模块(340)是3G和/或CDMA和/或GPRS信号接口模块。
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| CN201420198748.2U CN203965641U (zh) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | 一种次声信号采集装置及系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN106886174A (zh) * | 2015-12-15 | 2017-06-23 | 航天科工惯性技术有限公司 | 泥石流次声信号前端职守电路 |
| CN109269633A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-25 | 兴化市忠伟电子仪表有限公司 | 一种音频标准音测量系统 |
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