CN217980526U - 一种icp分体式声音采集设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种ICP分体式声音采集设备，包括信号采集组件、核心控制组件以及电源管理单元，信号采集组件安装于监测点，核心控制组件独立安装；信号采集组件包括ICP声学传感器，核心控制组件包括AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元，电源管理单元分别给ICP声学传感器、AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元供电；ICP声学传感器连接所述AD采样单元，控制单元分别连接所述AD采样单元、无线传输单元以及存储单元。通过分体式设计将信号采集组件从原先的系统中剥离出来，并且，采用电池供电，无需使用机柜进行有线布线，使ICP声学传感器可以安装在任意想测量的部位。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种声学传感器，具体涉及一种分体式设计的声音采集设备。
背景技术
随着工业生产的不断转型升级，其中，基于大数据的机械设备故障预测和运维管理是当下的一个热门方向。在对机械设备和电力设备的健康监测中，除了振动信号以外，声音信号也是一种关键参数。目前在声音信号的采集方案中，大多是通过在需要监测的设备附近安装的声学传感器采集声音信号，并经过数采模块接入控制器，由控制器将数据上传至服务器端来实现声音信号的采集和传输的。但是这样安装会产生一些问题，一是由于数采模块安装在机柜中，且需要有线电源供电，导致布线困难安装不便；二因为每个传感器都需要对应一个数采通道，而数采模块的通道数是固定的，降低了连接的灵活性且扩展性不足，增加了成本。
实用新型内容
为了解决布线问题，本实用新型提供一种ICP分体式声音采集设备。
一种ICP分体式声音采集设备，包括信号采集组件、核心控制组件以及电源管理单元，所述信号采集组件安装于监测点，所述核心控制组件独立安装；所述信号采集组件包括ICP声学传感器，所述核心控制组件包括AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元，所述电源管理单元分别给ICP声学传感器、AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元供电；所述ICP声学传感器连接所述AD采样单元，所述控制单元分别连接所述AD采样单元、无线传输单元以及存储单元。采用ICP声学传感器能够将信号采集组件剥离出核心控制组件，更方便传感器安装在来源最敏感的监测点，并且ICP声学传感器可以采用电池供电，无需电源布线。
进一步地，所述电源管理单元为锂亚电池。采用电池供电能够避免电源布线的麻烦。
进一步地，所述AD采样单元包括分压采样电阻、抗混叠滤波电路以及AD芯片。
进一步地，所述ICP声学传感器、AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元供电均连接有各自的电源模块，所述电源管理单元分别连接各个模块各自的电源模块。
进一步地，所述存储单元为SRAM存储单元。
进一步地，所述无线传输单元包括WIFI模块、Lora模块、ZigBee模块或蓝牙模块。
进一步地，所述电源管理单元由两节3.6V的锂亚电池串联而成。
进一步地，所述控制单元包括STM32L4型号的单片机。
进一步地，所述控制单元与所述AD采样单元通过SPI接口连接。
进一步地，所述控制单元与所述无线传输单元通过USART串口连接。
本实用新型的有益效果：
本申请的方案通过分体式设计将信号采集组件从原先的系统中剥离出来，并且，采用电池供电，无需使用机柜进行有线布线，使ICP声学传感器可以安装在任意想测量的部位，而核心控制组件从有线供电中解放无需考虑信号采集部位的空间约束，可以较为自由地与信号采集组件搭配安装，方便安装与检修，且具有较强的可扩展性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是声音采集设备的结构示意图；
图2是电源管理单元的供电示意图。
具体实施方式
为使得本申请的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
实施例1
本实施例提供一种ICP分体式声音采集设备，如图1所示，包括细信号采集组件以及核心控制组件，信号采集组件安装于检测点，核心控制组件独立于信号采集组件安装，一般安装在信号采集组件附近。ICP声学传感器实现了对设备的噪声监测，可有效测量20kHz频响范围的信号
信号采集组件包括ICP声学传感器，核心控制组件包括AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元。ICP声学传感器连接所述AD采样单元，控制单元分别连接AD采样单元、无线传输单元以及存储单元。信号采集组件与核心控制组件通过导线连接，ICP声学传感器将采集数据传输至AD采样单元中。
其中，AD采样单元包括分压采样电阻、抗混叠滤波电路以及AD芯片。抗混叠滤波电路采用的是三级运放搭建了五阶巴特沃斯有源滤波电路，可有效滤除20KHz以上的干扰信号。模拟信号经过滤波后，进入一块单通道、24位精度AD芯片输入端，将模拟电压信号转化为数字量后通过SPI接口与控制单元进行通信。
控制单元由STM32L4型号的单片机及其周边电路组成。实现数据采集、存储、处理和发送等功能。控制单元与AD采样单元通过SPI接口连接，与存储单元通过并口连接，与无线传输单元通过USART串口连接。
存储单元为SARM存储单元，使用8Mbyte存储芯片实现存储功能。由于控制单元中的单片机内部的RAM容量有限，而声学原始数据巨大，所以采用外扩SRAM的方式提高存储容量。SARM存储单元通过并口与单片机连接，单片机将采集的原始数据存储在存储单元中。
无线传输单元包括WIFI模块、Lora模块、ZigBee模块或蓝牙模块。空旷视距可达100米以上，有效解决了有线传感器布线复杂的局限性；同时，无线传输单元可以灵活组网，测点数量可灵活扩展。无线传输单元与单片机通过USART串口连接。
本实施例的声音采集设备还包括一电源管理单元，如图2所示，电源管理单元分别通过ICP声学传感器、AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元各自的电源模块给上述各个单元供电。采用电池电源供电无需外接电源线和信号线，方便灵活安装。
电源管理单元由两个3.6V的锂亚电池并联而成，形成7.2V的电池，并由六块电源芯片分别给各单元供电。控制单元由一单独的3.3V电源模块进行稳压供电；AD采样单元通过3.3V精密电源模块供电，2.5V电源模块为AD芯片内核提供电源；无线传输单元由一单独的3.3V电源模块进行供电。ICP声学传感器通过2mA-20mA直流电源模块供电。为了最大限度降低电池损耗，本实施例中将无线传输单元的供电和存储单元的供电分开。在低功耗模式下，休眠电流达到uA级别，电池容量满足1年以上的连续使用。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本实用新型的保护。
需要说明的是，本实用新型实施例中涉及的控制单元其具体的实现原理、电路以及所需要的元器件均采用本领域技术人员所熟知的现有技术，对于控制原理的实现，本领域技术人员不需要付创造性劳动，此处不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种ICP分体式声音采集设备，其特征在于，包括信号采集组件、核心控制组件以及电源管理单元，所述信号采集组件安装于监测点，所述核心控制组件独立安装；所述信号采集组件包括ICP声学传感器，所述核心控制组件包括AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元，所述电源管理单元分别给ICP声学传感器、AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元供电；所述ICP声学传感器连接所述AD采样单元，所述控制单元分别连接所述AD采样单元、无线传输单元以及存储单元。
2.根据权利要求1所述的ICP分体式声音采集设备，其特征在于，所述电源管理单元为锂亚电池。
3.根据权利要求1所述的ICP分体式声音采集设备，其特征在于，所述AD采样单元包括分压采样电阻、抗混叠滤波电路以及AD芯片。
4.根据权利要求1所述的ICP分体式声音采集设备，其特征在于，所述ICP声学传感器、AD采样单元、控制单元、无线传输单元以及存储单元供电均连接有各自的电源模块，所述电源管理单元分别连接各个单元各自的电源模块。
5.根据权利要求1所述的ICP分体式声音采集设备，其特征在于，所述存储单元为SRAM存储单元。
6.根据权利要求1所述的ICP分体式声音采集设备，其特征在于，所述无线传输单元包括WIFI模块、Lora模块、ZigBee模块或蓝牙模块。
7.根据权利要求2所述的ICP分体式声音采集设备，其特征在于，所述电源管理单元由两节3.6V的锂亚电池串联而成。
8.根据权利要求1所述的ICP分体式声音采集设备，其特征在于，所述控制单元包括STM32L4型号的单片机。
9.根据权利要求1所述的ICP分体式声音采集设备，其特征在于，所述控制单元与所述AD采样单元通过SPI接口连接。
10.根据权利要求1所述的ICP分体式声音采集设备，其特征在于，所述控制单元与所述无线传输单元通过USART串口连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222103150.8U CN217980526U (zh) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | 一种icp分体式声音采集设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN217980526U true CN217980526U (zh) | 2022-12-06 |
Family
ID=84258806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202222103150.8U Active CN217980526U (zh) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | 一种icp分体式声音采集设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217980526U (zh) |
-
2022
- 2022-08-09 CN CN202222103150.8U patent/CN217980526U/zh active Active
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