CN219573264U - 一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路及语音报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及噪音处理技术领域，公开了一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路及语音报警器，MK1的正极电连接有电源，MK1的负极接地，IC6的型号为LM358；MK1的正极、C21、信号放大电路、C25、R28、D3的阳极依次电连接，MK1的正极、C21、信号放大电路、C25、R28、D0的阴极依次电连接，D3的阴极、R17、Q5的c极依次电连接，D3的C端、Q5的e极、地依次电连接，Q5的b极、R19电连接，D0的阳极接地。本实用新型解决了现有技术存在的公交车倒车语音报警器蜂鸣噪声扰民问题。

Description

一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路及语音报警器

技术领域

本实用新型涉及噪音处理技术领域，具体是一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路及语音报警器。

背景技术

城市公交系统以地铁主网形成干线运输，城市公交车辆配合地铁贴近市民住宅小区完成最后几公里的出行需求，为了满足城市居民的出行舒适性和便捷性，城市公交现在已经大量从传统燃料车升级成电动公交车，电动公交车运行噪音低、舒适性好、线路设置更适合贴近市民住宅小区。

现在电动公交车辆倒车喇叭输出音量为固定值，根据国标输出音量设置在85分贝左右，实际倒车语音喇叭为了达到喧闹市区也能清楚听到倒车提示音，输出语音音量都在85～100分贝之间，峰值甚至大于100分贝，在城市住宅区附近倒车时，这么大的音量极易穿透窗户传到附近小区家中，严重影响了在家休息的市民，公交公司收到了多起此方面的投诉。

为保护和改善生活环境，保障人体健康，促进经济和社会发展，国家针对防治环境噪声污染在内的环境保护力度日趋完善。同时，随着国民对环保意识的不断提高，近段时间以来，公交集团陆续收到部分市民投诉建议，要求对公交车倒车语音报警器蜂鸣噪声扰民的情况予以改善。因此亟待研发用于解决公交车倒车语音报警器蜂鸣噪声扰民问题的智能倒车语音报警器。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路及语音报警器，解决现有技术存在的公交车倒车语音报警器蜂鸣噪声扰民问题。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：

一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路，包括拾音器MK1、电容C21、信号放大电路、电容C25、电阻R28、二极管D3、二极管D0、电阻R17、NPN型晶体三极管Q5、电阻R19，MK1的正极电连接有电源，MK1的负极接地，IC6的型号为LM358；

MK1的正极、C21、信号放大电路、C25、R28、D3的阳极依次电连接，MK1的正极、C21、信号放大电路、C25、R28、D0的阴极依次电连接，D3的阴极、R17、Q5的c极依次电连接，D3的C端、Q5的e极、地依次电连接，Q5的b极、R19电连接，D0的阳极接地。

作为一种优选的技术方案，信号放大电路包括音频放大芯片IC6、电容C22、电阻R26、电阻R27、电源IC6-VCC、电容C21、电阻R22、电阻R23、电容C23、电阻R25、电阻R24、电阻R29、电容C24、R30、电容C26、电容C25、电阻R44；

IC6的引脚1、C22、R26、R27、IC6的引脚7依次电连接；

MK1的正极、C21、R22、IC6的引脚2依次电连接，IC6的引脚2、R23、IC6的引脚1依次电连接；

IC6的引脚3、C23、地依次电连接，IC6的引脚3、R25、地依次电连接，IC6的引脚3、R24、IC6-VCC依次电连接；

IC6的引脚4接地；

IC6的引脚5、R29、地依次电连接，IC6的引脚5、C24、地依次电连接，IC6的引脚5、R30、IC6-VCC依次电连接，IC6-VCC、C26、地依次电连接；

IC6的引脚6、R26与R27之间的结点电连接，

IC6的引脚7、C25、R28依次电连接，IC6的引脚7、R44、地依次电连接；

IC6的引脚8、IC6-VCC电连接。

作为一种优选的技术方案，还包括L2、L3、+10V电源；

IC6的引脚5、R30、+10V电源电连接；

IC6的引脚3、C23、L3、地依次电连接。

作为一种优选的技术方案，还包括芯片IC7、R21、R20、C19、C20，IC7的型号为TL431AIDBZ；

MK1的正极、R21、IC7的阴极依次电连接，MK1的正极、R21、R20、VDD依次电连接，IC7的阴极、C19、地依次电连接，IC7的阴极、C20、地依次电连接，IC7的阳极接地。

作为一种优选的技术方案，还包括电阻R18、电阻R40、电容C17、电容C18；

D3的阴极、R18、地依次电连接，D3的阴极、C17、地依次电连接；

Q5的c极、R40、地依次电连接，Q5的c极、C18、地依次电连接。

作为一种优选的技术方案，Q5的c极用以接逻辑控制电路的输入端，Q5的b极用以与R19、逻辑控制电路的控制端依次电连接。

一种用于公交车倒车的语音报警器，包括所述的一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路。

作为一种优选的技术方案，还包括依次电相连的数模转换电路、逻辑控制电路、音量调整电路、音频功放电路、喇叭，所述的一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路与所述数模转换电路电相连。

作为一种优选的技术方案，还包括语音存储电路，语音存储电路与逻辑控制电路、音量调整电路分别电相连。

作为一种优选的技术方案，还包括电源电路，电源电路与环境噪音采集电路、逻辑控制电路分别电相连。

本实用新型相比于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型利用采集的环境噪音自动控制倒车音量大小,避免大音量倒车声音产生的扰民，从而达到有效避免噪声干扰，解决了公交车倒车语音报警器蜂鸣噪声扰民问题。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种用于公交车倒车的语音报警器的电路结构框图；

图2为本实用新型所述的一种用于公交车倒车的语音报警器的环境噪音采集电路图；

图3为图2的局部放大图之一；

图4为图2的局部放大图之二；

图5为本实用新型所述的一种用于公交车倒车的语音报警器的语音存储芯片、语音功放、音量控制和逻辑控制芯片电路图；

图6为图5的局部放大图之一；

图7为图5的局部放大图之二；

图8为图5的局部放大图之三；

图9为电源电路图；

图10为图9的局部放大图之一；

图11为图9的局部放大图之二。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1至图11所示，本实用新型能实现在城市传统能源、新能源公交车辆在使用过程当中对环境保护的降噪处理，不改变原车的整车布置结构。

本方案由环境噪音采集电路、数模转换电路、逻辑控制电路、语音存储电路、音量调整电路、音频功放电路和电源电路等组成。

倒车语音报警器在收到倒车信号时，循环播放存储的语音内容，同时在语音播报间歇期通过环境噪音采集电路对所处的环境噪音进行检测，经数模转换电路将检测到的模拟信号转换成数字信号送入逻辑控制电路，逻辑控制电路利用城市环境背景噪音不会突变的特性，根据检测的环境背景噪音信号，滤除短时间波动产生的干扰信号，比较准确的检测出所处环境噪音数值，根据检测结果输出相应控制信号使音量调整电路限制音频输出大小来控制音频功放电路输出总音量，从而达到智能调整音量的目的。

方案经可行性验证后，电路具备如下特点：

一、改进后的环境噪音采集电路如图2，MK1是拾音器，型号为GMI6027P，用来收集环境噪音信号，IC7采用高精度基准芯片TL431AIDBZ作为拾音器电源稳压芯片使用，与R20、C19、C20一起组成稳压滤波电路为拾音器提供稳定的直流电源，R21是拾音器负载电阻，拾音器收集的信号由耦合电容C21送入信号放大电路；信号放大电路IC6采用高性能双运放集成电路LM358，拾音器收集的信号通过C21经过输入电阻R22送入IC6的第2脚，第2脚是IC6第一级放大器的反向输入端，IC6第1脚是第一级放大器的输出端，R23是第一级放大器的负反馈电阻，IC6第3脚第一级放大器同向端输入端，R24、R25、C23组成同相输入回路；第一级放大后的信号经耦合电容C22输出通过R26进入第二级放大器反相输入端IC6的第6脚，IC6第7脚是第二级放大器的输出端，R27是是第二级放大器的负反馈电阻，IC6第5脚是第二级放大器的同相输入端，R29、R30、C24组成第二级放大器的输入回路，第二级放大后的信号经耦合电容C25输出，R44是第二级放大器输出负载电阻；L2、L3是信号采集电路与其他电路的隔离滤波电感，C26是IC6的电源滤波电容，L2、L3和C26组成的滤波电路减小其他电路对信号采集电路的干扰；采集的环境噪音信号经IC6放大后通过C25、R28由D3、D0整流成直流电信号降低信号损失(D3、D0可采用集成的肖特基高效整流二极管，比如型号为BAT54S的肖特基整流二极管)，R18、C17组成一级高频滤波，R17为限流电阻，R40、C18组成低频吸收降低瞬态干扰，D4采用5V稳压管，防止信号过大超过后级AD转换电路输入要求；R19和Q5组成噪音检测信号开关电路，在不需要检测环境噪音信号时，Q5设置在导通状态，使噪音转换电路处于初始化状态，避免本喇叭输出语音时信号采集电路收集的高强度信号积累到滤波电容上造成的环境噪音检测不准确。

二、提升了音频功放的工作效率，如图5，采用D类数字功放芯片U1(型号是XPT8871)替换了现有技术的模拟功放芯片，降低了音频功放发热损耗，增加了逻辑控制在功放空闲期关闭功放电路，降低了待机功耗。该电路现在已经小型化集成到喇叭外壳内部，安装方便，不改变原车线路布置，提高了方便性、实用性。

图5为主要电路图，包含语音存储、语音功放、音量控制和逻辑控制芯片电路图。

图5中IC4是逻辑控制单片机PIC16F616，IC5是语音存储芯片JT5030，U1是音频功率放大器XPT8871，插件JP3是编程接口。

如图5，当REV口收到(+24V)倒车信号后，经接口电路R36、R37、D6、C27转换成5V高电平信号送入IC4第3脚，IC4第5、6脚通过电阻与语音存储电路芯片2、3脚相连，IC4收到3脚高电平信号后向存储芯片IC5发语音播报内容地址码,IC5通过8脚输出语音信号经语音功放芯片U1放大后输出，U1的5、8脚外接喇叭播报语音内容。

逻辑控制器IC4第3脚接收环境背景噪音检测电路送过来的信号，通过内部AD转换器转换成数字信号，IC4根据转换的数字信号判断所处环境背景噪音情况，通过第10、11、12、13脚输出控制信号由Q0、Q1、Q2、Q3、调整播报音量大小，IC4第6脚是静音控制脚，在需要静音时输出高电平进入静音状态。

当Ni口接收到(+24V)车辆开启夜间灯光信号后，经接口电路R38、R39、D7、C28转换成5V电信号送入IC4第9脚，IC4内部程序根据此信号判断是否进入夜间模式，进入夜间模式后程序自动切换成夜间模式控制音量状态，进一步提高检测准确度。

图9为电源电路图，电源输入范围直流18～32V，可以单独输入24V+电源，REV端口仅作倒车信号端。倒车控制线带负载能力强也可作为电源输入，此时24V+可以不接线。电源输入通过保险F1、D1进入开关稳压电源芯片IC1第1脚，二极管D1防止电源接反，如果输入电源接反设备不工作，电容C1、C2为输入电源滤波电容；稳压二极管D5为输入过压检测，如果检测到输入电压高于设定值时给IC1第4脚一个高电平信号，IC4收到此高电平信号后将停止工作进入关断状态从而保护后电路；开关电源芯片第3脚为输出电压检测输入，实时监控输出电压，通过IC1内部电路控制第2脚输出适合的PWM波；D2为续流二极管，L1为蓄能电感，C3、C4、C5、C6为输出滤波电容，开关电源芯片设计输出电压5V，输出电流1.5A；R41、R42是辅助电源限流电阻，C37为辅助电源输入滤波电容，IC3采用串联型线性稳压电源芯片(型号是MD8310)，设计输出电压+10V，输出电流大于100mA；本电源采用了降压型开关电源和串联型线性电源芯片相结合，分别为信号采集电路和逻辑控制电路独立供电。

本实用新型的有益效果是：

经实际测试，城市环境噪音在夜深和清晨小型街道40～50分贝之间，白天喧闹时60～80分贝左右变化，城市电动公交车辆运行噪音46～58分贝左右，主要相对固定的低频噪音。

经实际测试，智能倒车语音报警器喇叭在环境噪音45～50分贝左右时，输出语音音量降低至离车2两米远测试值在58～66分贝左右；随环境噪音加大而提高输出音量，当环境噪音大于60～65分贝左右时，输出语音音量增加到最大离车2两米远时84～95分贝左右。

本实用新型通过自动检测环境噪音来控制输出语音音量，环境噪音构成复杂，波动大，干扰噪声多样，已经从硬件电路和程序算法上采取了相应措施，虽还不能完全避免高强度时间长的噪声干扰，但已经能满足大多数环境下的使用，已经达到较强的实用性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以引入更多检测判断方法提高检测失误率，适用更广实际使用环境。

值得说明的是，本实用新型所提及的程序算法均通过现有技术即可实现，本实用新型也并不包括对程序、软件之类的改进或创新，因此对于具体程序内容不再赘述。

如上所述，可较好地实现本实用新型。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路，其特征在于，包括拾音器MK1、电容C21、信号放大电路、电容C25、电阻R28、二极管D3、二极管D0、电阻R17、NPN型晶体三极管Q5、电阻R19，MK1的正极电连接有电源，MK1的负极接地，IC6的型号为LM358；

MK1的正极、C21、信号放大电路、C25、R28、D3的阳极依次电连接，MK1的正极、C21、信号放大电路、C25、R28、D0的阴极依次电连接，D3的阴极、R17、Q5的c极依次电连接，D3的C端、Q5的e极、地依次电连接，Q5的b极、R19电连接，D0的阳极接地。

2.根据权利要求1所述的一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路，其特征在于，信号放大电路包括音频放大芯片IC6、电容C22、电阻R26、电阻R27、电源IC6-VCC、电容C21、电阻R22、电阻R23、电容C23、电阻R25、电阻R24、电阻R29、电容C24、R30、电容C26、电容C25、电阻R44；

IC6的引脚1、C22、R26、R27、IC6的引脚7依次电连接；

MK1的正极、C21、R22、IC6的引脚2依次电连接，IC6的引脚2、R23、IC6的引脚1依次电连接；

IC6的引脚3、C23、地依次电连接，IC6的引脚3、R25、地依次电连接，IC6的引脚3、R24、IC6-VCC依次电连接；

IC6的引脚4接地；

IC6的引脚5、R29、地依次电连接，IC6的引脚5、C24、地依次电连接，IC6的引脚5、R30、IC6-VCC依次电连接，IC6-VCC、C26、地依次电连接；

IC6的引脚6、R26与R27之间的结点电连接，

IC6的引脚7、C25、R28依次电连接，IC6的引脚7、R44、地依次电连接；

IC6的引脚8、IC6-VCC电连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路，其特征在于，还包括L2、L3、+10V电源；

IC6的引脚5、R30、+10V电源电连接；

IC6的引脚3、C23、L3、地依次电连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路，其特征在于，还包括芯片IC7、R21、R20、C19、C20，IC7的型号为TL431AIDBZ；

MK1的正极、R21、IC7的阴极依次电连接，MK1的正极、R21、R20、VDD依次电连接，IC7的阴极、C19、地依次电连接，IC7的阴极、C20、地依次电连接，IC7的阳极接地。

5.根据权利要求4所述的一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路，其特征在于，还包括电阻R18、电阻R40、电容C17、电容C18；

D3的阴极、R18、地依次电连接，D3的阴极、C17、地依次电连接；

Q5的c极、R40、地依次电连接，Q5的c极、C18、地依次电连接。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路，其特征在于，Q5的c极用以接逻辑控制电路的输入端，Q5的b极用以与R19、逻辑控制电路的控制端依次电连接。

7.一种用于公交车倒车的语音报警器，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路。

8.根据权利要求7所述的一种用于公交车倒车的语音报警器，其特征在于，还包括依次电相连的数模转换电路、逻辑控制电路、音量调整电路、音频功放电路、喇叭，所述的一种用于公交车倒车的环境噪音采集电路与所述数模转换电路电相连。

9.根据权利要求8所述的一种用于公交车倒车的语音报警器，其特征在于，还包括语音存储电路，语音存储电路与逻辑控制电路、音量调整电路分别电相连。

10.根据权利要求7至9任一项所述的一种用于公交车倒车的语音报警器，其特征在于，还包括电源电路，电源电路与环境噪音采集电路、逻辑控制电路分别电相连。