CN204287481U - 一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，包括装置壳体、设置于装置壳体前侧的超声波换能器、设置于装置壳体后侧的USB接口、存储卡插口、开关按钮和外置音频输入接口、设置于装置壳体上侧的显示器、检测距离旋转按键、音量旋转按键和音频切换按键及设置于装置壳体内部的超声波探测定向发声一体化模块。本实用新型能够实现目标探测和声音的定向传播一体化并且有效检测距离和传播的音量可控而对其它区域不产生噪声干扰，该装置也降低了人们的经济成本以及给人们的使用带来了便利。

Description

一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置

技术领域

本实用新型属于超声波的检测及高指向性技术领域，具体涉及一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置。

背景技术

近年来，汽车和展馆中使用的喇叭装置造成的噪声干扰现象已日趋严重，首先，随着汽车时代的到来，汽车使用喇叭装置鸣笛，这种喇叭声音传播是发散式的，不具有定向性，且这种装置不具有探测行人进而对该行人方向定向发声的一体化功能，其次，展馆使用的喇叭装置不能在小范围内自动地针对特定人群作解说工作而不对其它区域造成噪声干扰。目前，怎样真正意义上实现具有目标探测功能的声音定向传播一体化的装置已成为待要解决的难题。         

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，该一体化装置能够实现目标探测和定向发声的一体化功能，无需分别使用超声波探测器和定向喇叭两种独立的器件，一方面分时控制超声波的发射和中断，另一方面由超声波的测距原理和高指向性的特点分别实现超声波对障碍物的检测和对声音的定向传输一体化功能且该装置的超声波检测距离和传输声音音量可控。

本实用新型的技术方案为：一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，其特征在于包括装置壳体、设置于装置壳体前侧的超声波换能器、设置于装置壳体后侧的USB接口、存储卡插口、开关按钮和外置音频输入接口、设置于装置壳体上侧的显示器、检测距离旋转按键、音量旋转按键和音频切换按键及设置于装置壳体内部的超声波探测定向发声一体化模块，该超声波探测定向发声一体化模块包括控制处理模块、信号发生模块、超声波检测模块、发射驱动放大电路、接收驱动放大电路、音频模块、调制模块、温度补偿模块和电源模块，其中控制处理模块通过线路分别与存储卡插口、显示器、USB接口、开关按钮、音量旋转按键、检测距离旋转按键、音频切换按键、外置音频输入接口、音频模块、信号发生模块、超声波检测模块、电源模块和温度补偿模块相连，控制处理模块用于分时控制超声波的发射和中断以及控制信号发生模块产生40kHz的正弦波、计算与障碍物的距离并进行判断和控制装置的工作状态和超声波检测距离并把检测的距离显示在显示器上，信号发生模块用于产生40kHz的正弦波信号，超声波检测模块用于对接收到的信号和发射的信号进行比较并把比较的信号发送至控制处理模块，温度补偿模块通过温度补偿算法实时修正环境温度变化所造成的声速变化对测量结果的影响以提高测量精度，音频模块用于存放已录制的音频信号，USB接口用于与外部交换资料，电源模块用于将其它电源转换为各模块的稳定电源以保障模块正常工作，显示器用于显示装置与障碍物的距离，开关按钮用于控制装置的工作模式，音量旋转按键用于调节音量大小，音频切换按键用于播报不同的语音内容，检测距离旋转按键用于调节超声波的功率进而调节超声波有效探测距离，外置音频输入接口用于连接麦克风或其它的音频输入设备，调制模块通过线路分别与信号发生模块、发射驱动放大电路和音频模块相连，调制模块用于把音频信号调制为40kHz的正弦波，发射驱动放大电路用于发射和放大信号以及驱动超声波换能器，发射驱动放大电路通过线路与超声波换能器相连，超声波换能器用于发射和接收超声波，接收驱动放大电路通过线路分别与超声波检测模块和超声波换能器相连，接收驱动放大电路用于放大和接收信号以及驱动超声波检测模块。            

本实用新型的工作原理和过程为：该具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置采用分时控制法，即控制超声波的发射和中断，根据该装置被应用的场合分别适当调整超声波检测距离旋转按键和音量旋转按键以调整超声波有效检测距离和传输声音音量大小，其中音频信号可存储到存储卡上插入存储插口中，也可把麦克风插入输入外置音频接口从而人为地提供音频信号，轻按开关按钮，由控制处理模块先控制信号发生模块产生40kHz的正弦波再中断正弦波的产生，产生的40kHz正弦波经发射驱动放大电路产生驱动信号，从而驱动超声波换能器发射超声波，超声波遇到某一方向的障碍物时，经障碍物反射，由超声波换能器接收并进行相应的处理产生电信号，此电信号再经接收驱动放大电路产生驱动信号后由超声波检测模块检测，若检测的信号是由障碍物反射的信号则发送至控制处理模块，控制处理模块根据其内部的定时器产生的时间差和超声波的传播速度计算出与障碍物的距离并进行判断，若此距离在限制距离以外，则不做任何处理，当距离在限制距离以内，则控制信号发生模块产生40kHz的正弦波并把音频信号调制到40kHz正弦波上，该已调信号经发射驱动放大电路产生驱动信号，此驱动信号经超声波换能器发射出去，由于空气的非线性作用自解调出人耳可听声音，由于超声波的高指向性，因此，可听声波也具有方向性，实现声波的定向传播，当该装置被应用到展馆或汽车上时，开启该装置，根据区域大小调整探测距离和音量，其中超声波一直处于检测状态，当检测到行人则对该行人方向定向播放语音内容或定向发声，轻按音频切换按键可定向播放不同的语音内容，而对其它区域不产生噪声干扰，其中音频信号可存储到芯片上插入存储卡口，也可使用麦克风现场作解说以提供音频信号。

本实用新型具有以下有益效果：能够实现目标探测和声音的定向传播一体化并且有效检测距离和传播的音量可控而对其它区域不产生噪声干扰，该装置也降低了人们的经济成本以及给人们的使用带来了便利。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，

图2是本实用新型的工作流程图，

图3是本实用新型的线路模块连接图。

图示说明：1、装置外壳，2、超声波换能器，3、显示器，4、开关按钮，5、检测距离旋转按键，6、音量旋转按键，7、音频切换按键，8、USB接口，9、存储卡插口，10、外置音频输入接口。

 具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明。

一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，包括装置壳体1、设置于装置壳体1前侧的超声波换能器2、设置于装置壳体1后侧的USB接口8、存储卡插口9、开关按钮4和外置音频输入接口10、设置于装置壳体1上侧的显示器3、检测距离旋转按键5、音量旋转按键6和音频切换按键7及设置于装置壳体1内部的超声波探测定向发声一体化模块，该超声波探测定向发声一体化模块包括控制处理模块、信号发生模块、超声波检测模块、发射驱动放大电路、接收驱动放大电路、音频模块、调制模块、温度补偿模块和电源模块，其中控制处理模块通过线路分别与存储卡插口9、显示器3、USB接口8、开关按钮4、音量旋转按键6、检测距离旋转按键5、音频切换按键7、外置音频输入接口10、音频模块、信号发生模块、超声波检测模块、电源模块和温度补偿模块相连，控制处理模块用于分时控制超声波的发射和中断以及控制信号发生模块产生40kHz的正弦波、计算与障碍物的距离并进行判断和控制装置的工作状态和超声波检测距离并把检测的距离显示在显示器3上，信号发生模块用于产生40kHz的正弦波信号，超声波检测模块用于对接收到的信号和发射的信号进行比较并把比较的信号发送至控制处理模块，温度补偿模块通过温度补偿算法实时修正环境温度变化所造成的声速变化对测量结果的影响以提高测量精度，音频模块用于存放已录制的音频信号，USB接口8用于与外部交换资料，电源模块用于将其它电源转换为各模块的稳定电源以保障模块正常工作，显示器3用于显示装置与障碍物的距离，开关按钮4用于控制装置的工作模式，音量旋转按键6用于调节音量大小，音频切换按键7用于播报不同的语音内容，检测距离旋转按键5用于调节超声波的功率进而调节超声波有效探测距离，外置音频输入接口10用于连接麦克风或者其它的音频输入设备，调制模块通过线路分别与信号发生模块、发射驱动放大电路和音频模块相连，调制模块用于把音频信号调制为40kHz的正弦波，发射驱动放大电路用于发射和放大信号以及驱动超声波换能器2，发射驱动放大电路通过线路与超声波换能器2相连，超声波换能器2用于发射和接收超声波，接收驱动放大电路通过线路分别与超声波检测模块和超声波换能器2相连，接收驱动放大电路用于放大和接收信号以及驱动超声波检测模块。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。

Claims (1)

1.一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，其特征在于包括装置壳体、设置于装置壳体前侧的超声波换能器、设置于装置壳体后侧的USB接口、存储卡插口、开关按钮和外置音频输入接口、设置于装置壳体上侧的显示器、检测距离旋转按键、音量旋转按键和音频切换按键及设置于装置壳体内部的超声波探测定向发声一体化模块，该超声波探测定向发声一体化模块包括控制处理模块、信号发生模块、超声波检测模块、发射驱动放大电路、接收驱动放大电路、音频模块、调制模块、温度补偿模块和电源模块，其中控制处理模块通过线路分别与存储卡插口、显示器、USB接口、开关按钮、音量旋转按键、检测距离旋转按键、音频切换按键、外置音频输入接口、音频模块、信号发生模块、超声波检测模块、电源模块和温度补偿模块相连，控制处理模块用于分时控制超声波的发射和中断以及控制信号发生模块产生40kHz的正弦波、计算与障碍物的距离并进行判断和控制装置的工作状态和超声波检测距离并把检测的距离显示在显示器上，信号发生模块用于产生40kHz的正弦波信号，超声波检测模块用于对接收到的信号和发射的信号进行比较并把比较的信号发送至控制处理模块，温度补偿模块通过温度补偿算法实时修正环境温度变化所造成的声速变化对测量结果的影响以提高测量精度，音频模块用于存放已录制的音频信号，USB接口用于与外部交换资料，电源模块用于将其它电源转换为各模块的稳定电源以保障模块正常工作，显示器用于显示装置与障碍物的距离，开关按钮用于控制装置的工作模式，音量旋转按键用于调节音量大小，音频切换按键用于播报不同的语音内容，检测距离旋转按键用于调节超声波的功率进而调节超声波有效探测距离，外置音频输入接口用于连接麦克风或其它的音频输入设备，调制模块通过线路分别与信号发生模块、发射驱动放大电路和音频模块相连，调制模块用于把音频信号调制为40kHz的正弦波，发射驱动放大电路用于发射和放大信号以及驱动超声波换能器，发射驱动放大电路通过线路与超声波换能器相连，超声波换能器用于发射和接收超声波，接收驱动放大电路通过线路分别与超声波检测模块和超声波换能器相连，接收驱动放大电路用于放大和接收信号以及驱动超声波检测模块。