CN212963677U - 一种噪音监测电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了噪音监测技术领域的一种噪音监测电路及装置，具备噪音处理功能，可设置滤波门槛分离出人声部分，而且成本很低，适合多种应用场所。包括：噪音监测模块，包括高通滤波器和低通滤波器，用于采集被监测区域内的噪音信号；噪音处理模块，用于对噪音监测模块采集到的噪音信号进行处理；传输模块，用于将经过噪音处理模块处理的噪音信号传输至上位机；电源模块，用于向传输模块、噪音处理模块和噪音监测模块供电。

Description

一种噪音监测电路及装置

技术领域

本实用新型属于噪音监测技术领域，具体涉及一种噪音监测电路及装置。

背景技术

在日常生活中，噪音来源多种多样，危害很大，不但会对听力造成损伤，还会对人们的工作和生活造成干扰，而作为噪音污染治理中重要的一环，噪音检测就显得尤为重要。目前噪音检测已经应用于各个方面，比如施工现场、道路鸣笛、居民周边都装有噪音检测的设备。这些设备能够接收环境中的所有噪音，但不能从这些噪音中区分出人的声音；功能单一，没有任何扩展功能。

实用新型内容

为解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种噪音监测电路及装置，具备噪音处理功能，可设置滤波门槛分离出人声部分，而且成本很低，适合多种应用场所。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种噪音监测电路，包括：噪音监测模块，包括高通滤波器和低通滤波器，用于采集被监测区域内的噪音信号；噪音处理模块，用于对噪音监测模块采集到的噪音信号进行处理；传输模块，用于将经过噪音处理模块处理的噪音信号传输至上位机；电源模块，用于向传输模块、噪音处理模块和噪音监测模块供电。

进一步地，所述噪音监测模块包括语音放大芯片，语音放大芯片的电源端、第三电阻的一端、第四电阻的一端分别与所述电源模块的输出端连接，语音放大芯片的接地端接地；第六电容的一端与所述噪音处理模块中处理器的第二数据引脚端相连；输出引脚端与第六电容的另一端、第八电阻的一端、第七电阻的一端、第五电容的一端相连，第八电阻的另一端接地；正输入引脚端与第四电阻的另一端、第五电阻的一端、第三电容的一端相连，第五电阻的另一端接地；负输入引脚端与第六电阻的一端、第七电阻的另一端、第五电容的另一端相连；第六电阻的另一端与第四电容的一端相连，第四电容的另一端接地；麦克风的一端与第三电阻的另一端、第三电容的另一端相连，麦克风的另一端接地。

进一步地，所述语音放大芯片的型号为MAX4466，第七电阻的阻值为100KΩ，第五电容的电容值为100pF，第八电阻的阻值为49.9Ω，第六电容的电容值为47μF。

进一步地，所述噪音处理模块包括处理器，处理器的第一电源端、第二电源端和参考电源正极端与所述电源模块的输出端连接；参考电源负极端和接地端接地；晶振接入端接入晶振电路；复位端与第一电容的一端相连，第一电容的另一端接地；第一数据引脚端与所述传输模块中的传输芯片的控制引脚端相连；通信接收引脚端与所述传输模块中的传输芯片的发送引脚端相连；通信发送引脚端与所述传输模块中的传输芯片的接收引脚端相连；第二数据引脚端与所述噪音监测模块中的第六电容的一端相连；输出稳压引脚端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地；模式设置引脚端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端接地。

进一步地，所述晶振电路包括：晶振、第一电阻和第一电感，第一电感的一端与所述电源模块的输出端连接，另一端连接于晶振的电源端；晶振的输出端与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端与所述噪音处理模块中的处理器的晶振接入端相连。

进一步地，所述处理器的型号为STM32F446RET6。

进一步地，所述电源模块包括稳压芯片、线性稳压芯片，第二电感的一端与电源适配器相连，另一端与第八电容的一端、稳压芯片的输入端和控制端均相连；稳压芯片的时钟控制端与第十六电阻的一端相连；启动端与第七电容的一端相连；开关控制端与第七电容的另一端、第三电感的一端和第一二极管的一端均相连；反馈端与第十七电阻的一端、第十八电阻的一端均相连；第三电感的另一端与第十七电阻的另一端、第九电容的一端、第十电容的一端和线性稳压芯片的输入端均相连；所述线性稳压芯片的输出端与第十二电容、第十三电容的一端相连；所述电源模块通过线性稳压芯片的输出端分别向传输模块、噪音监测模块和噪音处理模块供电；稳压芯片的接地端、屏蔽端、第八电容另一端、第十一电容的另一端、第九电容的另一端、第十电容的另一端、第十六电阻的另一端、第十八电阻的另一端、第一二极管的另一端、线性稳压芯片的接地端、第十二电容的另一端、第十三电容的另一端均接地。

进一步地，所述传输模块包括传输芯片；传输芯片的电源端、第十四电容的一端、第二十五电阻的一端和第十九电阻的一端分别于所述电源模块的输出端相连，第十四电容的另一端接地；传输芯片的接地端与地相连；接收引脚端与第十九电阻的另一端、所述噪音处理模块中处理器的通信发送引脚端相连，接收控制引脚端、发送控制引脚端与第二十二电阻的一端、所述噪音处理模块中处理器的第一数据引脚端相连，第二十二电阻的另一端接地；发送引脚端与所述噪音处理模块中处理器的通信接收引脚端相连，485正极数据引脚端与第二十五电阻的另一端、第二十三电阻的一端、第二十四电阻的一端相连，485负极数据引脚端与第二十电阻的一端、第二十三电阻的另一端、第二十一电阻的一端相连；第二十一电阻的另一端与第二二极管的一端、上位机适配器的第一端相连；第二十四电阻的另一端与第三二极管的一端、上位机适配器的第二端相连；第二二极管的另一端和第三二极管的另一端接地。

进一步地，所述传输芯片的型号为SN65HVD72DR。

一种噪音监测装置，所述装置包括前述的噪音监测电路。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

（1）本实用新型通过在噪音监测模块中设置低通滤波器和高通滤波器，并通过合理的参数设置，可以从环境噪声中分离出所需要的声音，包括人的声音等；

（2）本实用新型在电源模块中，先通过稳压电路将电源适配器的12V转化为5V，再通过现行稳压芯片转化为3.3V，这样使得3.3V的电压更加稳定，供电更加安全。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种噪音监测电路的系统结构示意图；

图2是图1中的电源模块的电气原理图；

图3是图1中的噪音监测模块的电气原理图；

图4是图1中的噪音处理模块的电气原理图；

图5是图1中的噪音处理模块中的晶振电气原理图；

图6是图1中的传输模块的电气原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一：

如图1所示，一种噪音监测电路，包括：噪音监测模块，包括高通滤波器和低通滤波器，用于采集被监测区域内的噪音信号；噪音处理模块，用于对噪音监测模块采集到的噪音信号进行处理；传输模块，用于将经过噪音处理模块处理的噪音信号传输至上位机，在上位机系统软件上可以显示当前噪音分贝，并且可以根据当前噪音分贝分级，具备噪音处理功能，可设置滤波门槛分离出人声部分，应用场合广泛；电源模块，用于向传输模块、噪音处理模块和噪音监测模块供电。

如图2所示，电源模块包括稳压芯片U3、线性稳压芯片U4，第二电感L2的一端与电源适配器相连，另一端与第八电容C8的一端、稳压芯片U3的输入端VIN和控制端EN均相连；稳压芯片U3的时钟控制端RT与第十六电阻R16的一端相连；启动端BOOT与第七电容C7的一端相连；开关控制端SW与第七电容C7的另一端、第三电感L3的一端和第一二极管D1的一端均相连；反馈端FB与第十七电阻R17的一端、第十八电阻R18的一端均相连；第三电感L3的另一端与第十七电阻R17的另一端、第九电容C9的一端、第十电容C10的一端和线性稳压芯片U4的输入端Vin均相连；线性稳压芯片U4的输出端Vout与第十二电容C12、第十三电容C13的一端相连；电源模块通过线性稳压芯片U4的输出端Vout分别向传输模块、噪音监测模块和噪音处理模块供电；稳压芯片U3的接地端GND、用于散热和电磁屏蔽的屏蔽端PAD、第八电容C8另一端、第十一电容C11的另一端、第九电容C9的另一端、第十电容C10的另一端、第十六电阻R16的另一端、第十八电阻R18的另一端、第一二极管D1的另一端、线性稳压芯片U4的接地端GND、第十二电容C12的另一端、第十三电容C13的另一端均接地。

本实施例中，稳压芯片U3的型号为LMR14030，线性稳压芯片U4的型号为TLV1117LV33DCYR。电源模块先通过稳压电路将电源适配器的12V转化为5V，再通过现行稳压芯片转化为3.3V，这样使得3.3V的电压更加稳定，供电更加安全。

如图3所示，噪音监测模块包括语音放大芯片U2，语音放大芯片U2的电源端VCC、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端分别与所述电源模块的输出端Vout连接，语音放大芯片U2的接地端GND接地；第六电容C6的一端与所述噪音处理模块中处理器U1的第二数据引脚端PA0相连；输出引脚端OUT与第六电容C6的另一端、第八电阻R8的一端、第七电阻R7的一端、第五电容C5的一端相连，第八电阻R8的另一端接地；正输入引脚端IN+与第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的一端、第三电容C3的一端相连，第五电阻R5的另一端接地；负输入引脚端IN-与第六电阻R6的一端、第七电阻R7的另一端、第五电容C5的另一端相连；第六电阻R6的另一端与第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端接地；麦克风M1的一端与第三电阻R3的另一端、第三电容C3的另一端相连，麦克风M1的另一端接地。

本实施例中，语音放大芯片U2的型号为MAX4466，第七电阻的阻值为100KΩ，第五电容的电容值为100pF，第八电阻的阻值为49.9Ω，第六电容的电容值为47μF；第七电阻和第五电容组成低通滤波器，可以滤除高于15.9KHz频率的噪音；第八电阻和第六电容组成高通滤波器，可以滤除低于67.9Hz频率的噪音，此监测电路能有效的分离出人的声音，用于监测。

如图4所示，噪音处理模块包括处理器U1，处理器U1的第一电源端VBAT、第二电源端VDD和参考电源正极端VDDA/VREF+与电源模块的输出端Vout连接；参考电源负极端VSSA/VREF-和接地端VSS接地；晶振接入端PH0-OSC_IN接入晶振电路；复位端NRST与第一电容C1的一端相连，第一电容C1的另一端接地；第一数据引脚端PA11与传输模块中的传输芯片U5的控制引脚端DE相连；通信接收引脚端PA9与传输模块中的传输芯片U5的发送引脚端D相连；通信发送引脚端PA10与所述传输模块中的传输芯片U5的接收引脚端R相连；第二数据引脚端PA0与噪音监测模块中的第六电容C6的一端相连；输出稳压引脚端VCAP_1与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端接地；模式设置引脚端BOOT0与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端接地。本实施例中，处理器U1的型号为STM32F446RET6。

如图5所示，晶振电路包括：晶振X1、第一电阻R1和第一电感L1，第一电感L1的一端与电源模块的输出端Vout连接，另一端连接于晶振X1的电源端VCC；晶振X1的输出端OUT与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与噪音处理模块中的处理器U1的晶振接入端PH0-OSC_IN相连。

如图6所示，传输模块包括传输芯片U5；传输芯片U5的电源端VCC、第十四电容C14的一端、第二十五电阻R25的一端和第十九电阻R19的一端分别于所述电源模块的输出端Vout相连，第十四电容C14的另一端接地；传输芯片U5的接地端GND与地相连；接收引脚端R与第十九电阻R19的另一端、噪音处理模块中处理器U1的通信发送引脚端PA10相连，接收控制引脚端RE、发送控制引脚端DE与第二十二电阻R22的一端、噪音处理模块中处理器U1的第一数据引脚端PA11相连，第二十二电阻R22的另一端接地；发送引脚端D与噪音处理模块中处理器U1的通信接收引脚端PA9相连，485正极数据引脚端A与第二十五电阻R25的另一端、第二十三电阻R23的一端、第二十四电阻R24的一端相连，485负极数据引脚端B与第二十电阻R20的一端、第二十三电阻R23的另一端、第二十一电阻R21的一端相连；第二十一电阻R21的另一端与第二二极管D2的一端、上位机适配器P2的第一端1相连；第二十四电阻R24的另一端与第三二极管D3的一端、上位机适配器P2的第二端2相连；第二二极管D2的另一端和第三二极管D3的另一端接地。

本实施例中，传输芯片U5的型号为SN65HVD72DR。

实施例二：

基于实施例一所述的噪音监测电路，本实施例提供一种噪音监测装置，该装置包括实施例一所述的噪音监测电路。本申请技术方案可以在实施例一的基础上进行扩展，可以在所述噪音处理模块中增加两根串行连接线用于和处理器U1的数据端口相连，串行连接线另一端和wifi模块相连，此实例用于实现远程监听功能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种噪音监测电路，其特征是，包括：

噪音监测模块，包括高通滤波器和低通滤波器，用于采集被监测区域内的噪音信号；

噪音处理模块，用于对噪音监测模块采集到的噪音信号进行处理；

传输模块，用于将经过噪音处理模块处理的噪音信号传输至上位机；

电源模块，用于向传输模块、噪音处理模块和噪音监测模块供电。

2.根据权利要求1所述的噪音监测电路，其特征是，所述噪音监测模块包括语音放大芯片（U2），语音放大芯片（U2）的电源端（VCC）、第三电阻（R3）的一端、第四电阻（R4）的一端分别与所述电源模块的输出端（Vout）连接，语音放大芯片（U2）的接地端接地；

第六电容（C6）的一端与所述噪音处理模块中处理器（U1）的第二数据引脚端（PA0）相连；

输出引脚端（OUT）与第六电容（C6）的另一端、第八电阻（R8）的一端、第七电阻（R7）的一端、第五电容（C5）的一端相连，第八电阻（R8）的另一端接地；

正输入引脚端（IN+）与第四电阻（R4）的另一端、第五电阻（R5）的一端、第三电容（C3）的一端相连，第五电阻（R5）的另一端接地；

负输入引脚端（IN-）与第六电阻（R6）的一端、第七电阻（R7）的另一端、第五电容（C5）的另一端相连；第六电阻（R6）的另一端与第四电容（C4）的一端相连，第四电容（C4）的另一端接地；

麦克风（M1）的一端与第三电阻（R3）的另一端、第三电容（C3）的另一端相连，麦克风（M1）的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的噪音监测电路，其特征是，所述语音放大芯片（U2）的型号为MAX4466，且第七电阻的阻值为100KΩ，第五电容的电容值为100pF，第八电阻的阻值为49.9Ω，第六电容的电容值为47μF。

4.根据权利要求1所述的噪音监测电路，其特征是，所述噪音处理模块包括处理器（U1），处理器（U1）的第一电源端（VBAT）、第二电源端（VDD）和参考电源正极端（VDDA/VREF+）与所述电源模块的输出端（Vout）连接；

参考电源负极端（VSSA/VREF-）和接地端（VSS）接地；

晶振接入端（PH0-OSC_IN）接入晶振电路；

复位端（NRST）与第一电容（C1）的一端相连，第一电容（C1）的另一端接地；

第一数据引脚端（PA11）与所述传输模块中的传输芯片（U5）的控制引脚端（DE）相连；

通信接收引脚端（PA9）与所述传输模块中的传输芯片（U5）的发送引脚端（D）相连；

通信发送引脚端（PA10）与所述传输模块中的传输芯片（U5）的接收引脚端（R）相连；

第二数据引脚端（PA0）与所述噪音监测模块中的第六电容（C6）的一端相连；

输出稳压引脚端（VCAP_1）与第二电容（C2）的一端相连，第二电容（C2）的另一端接地；

模式设置引脚端（BOOT0）与第二电阻（R2）的一端相连，第二电阻（R2）的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的噪音监测电路，其特征是，所述晶振电路包括：晶振（X1）、第一电阻（R1）和第一电感（L1），第一电感（L1）的一端与所述电源模块的输出端（Vout）连接，另一端连接于晶振（X1）的电源端（VCC）；晶振（X1）的输出端与第一电阻（R1）的一端相连，第一电阻（R1）的另一端与所述噪音处理模块中的处理器（U1）的晶振接入端（PH0-OSC_IN）相连。

6.根据权利要求4所述的噪音监测电路，其特征是，所述处理器（U1）的型号为STM32F446RET6。

7.根据权利要求1所述的噪音监测电路，其特征是，所述电源模块包括稳压芯片（U3）、线性稳压芯片（U4），第二电感（L2）的一端与电源适配器相连，另一端与第八电容（C8）的一端、稳压芯片（U3）的输入端（VIN）和控制端（EN）均相连；

稳压芯片（U3）的时钟控制端（RT）与第十六电阻（R16）的一端相连；启动端（BOOT）与第七电容（C7）的一端相连；开关控制端（SW）与第七电容（C7）的另一端、第三电感（L3）的一端和第一二极管（D1）的一端均相连；反馈端（FB）与第十七电阻（R17）的一端、第十八电阻（R18）的一端均相连；

第三电感（L3）的另一端与第十七电阻（R17）的另一端、第九电容（C9）的一端、第十电容（C10）的一端和线性稳压芯片（U4）的输入端均相连；所述线性稳压芯片（U4）的输出端（Vout）与第十二电容（C12）、第十三电容（C13）的一端相连；所述电源模块通过线性稳压芯片（U4）的输出端（Vout）分别向传输模块、噪音监测模块和噪音处理模块供电；

稳压芯片（U3）的接地端、屏蔽端（PAD）、第八电容（C8）另一端、第十一电容（C11）的另一端、第九电容（C9）的另一端、第十电容（C10）的另一端、第十六电阻（R16）的另一端、第十八电阻（R18）的另一端、第一二极管（D1）的另一端、线性稳压芯片（U4）的接地端、第十二电容（C12）的另一端、第十三电容（C13）的另一端均接地。

8.根据权利要求1所述的噪音监测电路，其特征是，所述传输模块包括传输芯片（U5）；传输芯片（U5）的电源端（VCC）、第十四电容（C14）的一端、第二十五电阻（R25）的一端和第十九电阻（R19）的一端分别于所述电源模块的输出端（Vout）相连，第十四电容（C14）的另一端接地；传输芯片（U5）的接地端与地相连；接收引脚端（R）与第十九电阻（R19）的另一端、所述噪音处理模块中处理器（U1）的通信发送引脚端（PA10）相连，接收控制引脚端（RE）、发送控制引脚端（DE）与第二十二电阻（R22）的一端、所述噪音处理模块中处理器（U1）的第一数据引脚端（PA11）相连，第二十二电阻（R22）的另一端接地；发送引脚端（D）与所述噪音处理模块中处理器（U1）的通信接收引脚端（PA9）相连，485正极数据引脚端（A）与第二十五电阻（R25）的另一端、第二十三电阻（R23）的一端、第二十四电阻（R24）的一端相连，485负极数据引脚端（B）与第二十电阻（R20）的一端、第二十三电阻（R23）的另一端、第二十一电阻（R21）的一端相连；第二十一电阻（R21）的另一端与第二二极管（D2）的一端、上位机适配器（P2）的第一端（1）相连；第二十四电阻（R24）的另一端与第三二极管（D3）的一端、上位机适配器（P2）的第二端（2）相连；第二二极管（D2）的另一端和第三二极管（D3）的另一端接地。

9.根据权利要求8所述的噪音监测电路，其特征是，所述传输芯片（U5）的型号为SN65HVD72DR。

10.一种噪音监测装置，其特征是，所述装置包括权利要求1~9任一项所述的噪音监测电路。

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