CN208421596U - 一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，包括微控制器以及分别与微控制器连接的第一时钟模块、休眠模块、移动电源模块、声音采集传感器、无线传输模块、LCD驱动模块和LCD显示模块；所述休眠模块内置第二时钟模块，该第二时钟模块与第一时钟模块的时间同步；所述微控制器依次连接LCD驱动模块和LCD显示模块；移动电源模块与微控制器之间还接入一线性稳压器。该设备具有耗能低、使用时间长以及供电稳定的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于声音采集设备技术领域，特别涉及一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备。
背景技术
随着工业物联网的不断发展，各种工控设备层出不穷。使用移动电源供电的工控设备因其安装简易、不受现场电源插座的限制等优点深受欢迎。但由于移动电源储存电能有限，因此使用移动电源供电的工控设备对功耗的要求较高，对于数据量大的设备则更加严苛。为了提高移动电源供电工控设备的使用时长，低功耗设计是一种更合理且需要不断优化的解决方案。
声音采集设备作为一种工控设备在室内室外均应用广泛，由于户外的环境特性，采集到的声音信号需要通过无线传输，故在户外使用的声音采集设备需要携带移动电源，而现有的声音采集设备在续航上没有达到长时间使用的水平。
有鉴于此，本发明人经过深入研究，特别研制出一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，以增加设备使用时长。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，包括微控制器以及分别与微控制器连接的第一时钟模块、休眠模块、移动电源模块、声音采集传感器、无线传输模块、LCD驱动模块和LCD显示模块；所述休眠模块内置第二时钟模块，该第二时钟模块与第一时钟模块的时间同步；所述微控制器依次连接LCD驱动模块和LCD显示模块；移动电源模块与微控制器之间还接入一线性稳压器。
优选的，所述微控制器为stm32。
优选的，所述休眠模块的型号为Sleepy Pi 2。
优选的，所述声音采集传感器采用Vesper101mems传感器。
优选的，所述无线传输模块采用带有nRF24L01P+PA+LNA芯片的射频模块。
优选的，所述无线传输模块由Zigbee终端和Zigbee协调器组成，所述微控制器通过串口依次连接Zigbee终端和Zigbee协调器。
优选的，所述无线传输模块采用蓝牙BLE模块。
优选的，所述移动电源模块采用锂电池。
采用上述方案后，本实用新型工作原理如下：由于连接微控制器的第一时钟模块与休眠模块中的第二时钟模块的时间同步，因此可根据被测设备或对象的工作时间段，首先在休眠模块中设置对应的工作与休眠时间段。利用休眠模块控制微控制器的工作和休眠状态，进而控制整个声音采集设备的工作状态；
在被测设备或对象停止运转时，休眠模块根据设定的时间段进入休眠状态，同时控制微控制器也进入休眠状态，本实用新型则整体进入休眠模式，此时功耗极低。
当被测设备或对象进入正常工作时间段，休眠模块中第二时钟模块会自动唤醒，通知微控制器，使整个声音采集设备正常运行，微控制器将声音采集传感器采集到的声音数据存储，然后通过无线传输模块将其传输到服务器，移动电源模块则为整个设备供电。
本实用新型的有益效果为：通过设置设备休眠和工作时间段，以匹配被测设备或对象的工作时间段，采集有效数据。在不使用时，本实用新型就自动会切换到低功耗休眠模式，只有在下次接收到信号时才会唤醒，减少电源消耗，增加设备的使用时长。
本实用新型还通过LCD驱动模块和LCD显示模块实时显示采集数据(分贝值)，通过线性稳压器保证低能耗前提下的供电稳定。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构框图；
图2是本实用新型实施例二的结构框图；
图3是本实用新型实施例三的结构框图。
标号说明
微控制器1，第一时钟模块2，休眠模块3，第二时钟模块31，移动电源模块4，声音采集传感器5，无线传输模块6，LCD驱动模块7，LCD显示模块8，线性稳压器9，服务器10，手机20。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型揭示的一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，包括微控制器1以及分别与微控制器1连接的第一时钟模块2、休眠模块3、移动电源模块4、声音采集传感器5、无线传输模块6、LCD驱动模块7和LCD显示模块8；所述休眠模块3内置第二时钟模块31，该第二时钟模块31与第一时钟模块2的时间同步；微控制器1依次连接LCD驱动模块7和LCD显示模块8，LCD驱动模块7可在设备唤醒时驱动LCD显示模块8启动并从微控制器1中获取采集到的数据，如显示分贝值等。
优选的，移动电源模块4采用锂电池，移动电源模块4与微控制器之间还接入一线性稳压器9，以保证低能耗前提下的供电稳定。
本实用新型存在以下两种使用状态：在被测设备或对象停止运转时，休眠模块3根据设定的时间段进入休眠状态，同时控制微控制器1也进入休眠状态，本实用新型则整体进入休眠模式，此时功耗极低。
当被测设备或对象进入正常工作时间段，休眠模块3中第二时钟模块31会自动唤醒，通知微控制器1，使整个声音采集设备正常运行，微控制器1将声音采集传感器5采集到的声音数据存储，然后通过无线传输模块6将其传输到服务器10，移动电源模块4则为整个设备供电。
本实用新型提供的一个较佳的实施例一：为进一步降低功耗，本实施例的微控制器1采用stm32，stm32即ARM Cortex-M内核的32位微控制器，具有超低功耗的特点，在满足设备运算性能的情况下，能大幅度降低设备功耗。
本实施例的休眠模块3的型号为Sleepy Pi 2，其内部含有第二时钟模块31，能够同步与微控制器1连接的第一时钟模块2，休眠模块3只要不被使用，就会切换到低功耗睡眠模式，只有在下次接收到信号时才会唤醒，从而休眠模块3能够控制微控制器1的工作和休眠状态。
本实施例的声音采集传感器5采用Vesper101mems传感器。声音采集传感器5负责采集现场声音数据，Vesper101mems传感器可将该部分的功耗降低到8uA，而且具有防尘、防水效果，便于户外使用。
本实施例的无线传输模块6采用带有nRF24L01P+PA+LNA芯片的射频模块，该射频芯片满足低功耗远距离发射接收的要求。
如图2所示，本实用新型提供的一个较佳的实施例二：本实施例与实施例一大致相同，不同之处在于本实施例的无线传输模块6由Zigbee终端和Zigbee协调器组成，微控制器1通过串口依次连接Zigbee终端和Zigbee协调器，ZigBee是一种基于标准的远程监控、控制和传感器网络应用技术，其具有低数据速率、低功耗、安全性和可靠性的特点，因此适用于本实用新型的低功耗需求。
如图3所示，本实用新型提供的一个较佳的实施例三：本实施例与实施例一大致相同，不同之处在于本实施例的无线传输模块6采用蓝牙BLE模块，蓝牙BLE模块适用于与移动终端之间的通信，例如通过蓝牙BLE模块将采集数据发送给手机20。
以上仅为本实用新型的具体实施例，并非对本实用新型的保护范围的限定，凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (8)
1.一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，其特征在于：包括微控制器以及分别与微控制器连接的第一时钟模块、休眠模块、移动电源模块、声音采集传感器、无线传输模块、LCD驱动模块和LCD显示模块；所述休眠模块内置第二时钟模块，该第二时钟模块与第一时钟模块的时间同步；所述微控制器依次连接LCD驱动模块和LCD显示模块；移动电源模块与微控制器之间还接入一线性稳压器。
2.如权利要求1所述的一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，其特征在于：所述微控制器为stm32。
3.如权利要求1所述的一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，其特征在于：所述休眠模块的型号为Sleepy Pi 2。
4.如权利要求1所述的一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，其特征在于：所述声音采集传感器采用Vesper101mems传感器。
5.如权利要求1所述的一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，其特征在于：所述无线传输模块采用带有nRF24L01P+PA+LNA芯片的射频模块。
6.如权利要求1所述的一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，其特征在于：所述无线传输模块由Zigbee终端和Zigbee协调器组成，所述微控制器通过串口依次连接Zigbee终端和Zigbee协调器。
7.如权利要求1所述的一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，其特征在于：所述无线传输模块采用蓝牙BLE模块。
8.如权利要求1所述的一种自动唤醒与休眠的低功耗声音采集设备，其特征在于：所述移动电源模块采用锂电池。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110595541A (zh) * | 2019-09-22 | 2019-12-20 | 江苏传艺科技股份有限公司 | 一种用于5g通信低噪声功率放大器的自动检测系统 |
| CN111629426A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-04 | 中国林业科学研究院资源信息研究所 | 一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集系统 |
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| CN110595541A (zh) * | 2019-09-22 | 2019-12-20 | 江苏传艺科技股份有限公司 | 一种用于5g通信低噪声功率放大器的自动检测系统 |
| CN110595541B (zh) * | 2019-09-22 | 2021-04-13 | 江苏传艺科技股份有限公司 | 一种用于5g通信低噪声功率放大器的自动检测系统 |
| CN111629426A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-04 | 中国林业科学研究院资源信息研究所 | 一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集系统 |
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