级联构成，如图6所示。本实施方式中采样电路采用的 是型号为AD7888的采样芯片，如图7所示。声音传感器将采集到的模拟量信号，经过信号 放大电路后，传给AD7888采样芯片，AD7888采样芯片将采集到的噪声模拟电信号转化为噪 声数字电信号，通过SPI接口与MSP430F435型单片机进行数据交互。信号放大电路的输出 端连接到AD7888采样芯片的AINl引脚；AD7888采样芯片的引脚己"、REF、SCLK、DOUT、DIN 分别与MSP430F435型单片机的引脚P3. 0、VREF+、P3. 3、P3. 2、P3. 1相连接。
[0049] 本实施方式的TF卡采用的是8G的闪迪TF卡，如图8所示，应用TF卡时是将TF 卡插入473521001型TF卡插座中；本实施方式是利用MSP430F435型单片机的SPI接口对 TF卡进行读写操作，对待存储的数据进行操作。MSP430F435型单片机的引脚PL 1至PL 4 分别与473521001型TF卡插座的CS、DI、SCLK和DO连接起来。
[0050] 所述的光电显示与报警电路由光电显示电路和报警电路两部分构成，分别如图9 和图10所示，其中光电显示电路包括3个LED指示灯，用于指示传声器的工作状态。当 传声器通电时黄灯亮；当测量信号在量程内传声器能够正常工作时绿灯亮；当测量信号 超过量程，传声器无法正常工作时红灯亮，同时触发报警电路，给予声音报警提示。通过 MSP430F435型单片机的IO 口与光电显示电路的LED指示灯及报警电路的蜂鸣器连接在一 起，LED指示灯利用的是低电平有效的IO信号，蜂鸣器是依靠 MSP430F435型单片机通过三 极管来驱动的，利用的是高电平有效的IO信号。
[0051] 采用所述的用于多方向测试高铁噪声的MEMS传声器的方法，如图11所示，包括如 下步骤：
[0052] 步骤1 :根据声信号测试的需要，在需要测试噪声信号的附近区域将一个或者多 个传声器相应地布置在预先确定的一个或者多个测点上；
[0053] 步骤2 :首先确定测点的感兴趣噪声方向，然后将卡具103松解使扁平球形壳体 102可以自由活动，再然后通过所述手持端手工转动扁平球形壳体102,使得声音传感器的 测试方向与感兴趣噪声方向一致后，再锁紧卡具103,以使扁平球形壳体102固定，避免振 动；
[0054] 步骤3 :高铁在运行中产生的噪声的声波会触发HUC1002型声音传感器的振膜弯 曲，进而振膜和背板之间的电容发生改变，从而将声音信号转化为模拟电信号，然后通过信 号放大电路将该模拟电信号放大，最后通过采样电路将电信号转化为数字电信号并将该数 字电信号数据通过I 2C总线传送给MSP430F435型单片机；
[0055] 步骤3-1 :在第一次给电路板上电时，首先MSP430F435型单片机进行对其外设的 初始化和复位工作，然后通过Mailbox命令HUC1002型声音传感器从深睡眠状态唤醒。
[0056] 步骤3-2 :MSP430F435型单片机通过触发START信号给I2C总线表示开始数据的传 输，此时I2C总线中的数据线（SDA线）由高电平跳变到低电平表示总线进入繁忙状态。紧 接着START信号后，作为主机的MSP430F435型单片机会发送一个字节数据，前7位表示从 机地址，第8位用于指示数据方向是读出（利用1表示数据从从机到主机）还是写入（利 用0表示数据从主机到从机）。之后I 2C总线上的所有从机将自己的地址与从总线上接收 到的地址进行比较，地址匹配即为主机选中的设备。此时单片机即可通过一定的时序访问 I2C总线来实现对数字信号的读取和写入。当SDA线由低电平向高电平切换的时候，表示停 止条件，停止条件将终止本次数据的发送。
[0057] 步骤4 :MCU实时将接收到的噪声数字电信号数据与预设的阈值进行对比，并根据 对比结果，将相应噪声等级的噪声信号过滤出来作为待存储噪声信号；
[0058] 步骤4-1 :本实施方式在MSP430F435型单片机中预先设定两个噪声阈值：听力不 适噪音阀值80dB和听力损伤噪音阀值IlOdB ;由于高铁的噪音信号具有很强的突发性和瞬 时性，在特定时间段内又具有一定的周期性，关注超过某一个设定值的噪音信号才有意义， 而无需记录低于设定值对应时刻的噪音信号。
[0059] 步骤4-2 :MSP430F435型单片机将接收到的噪声数字电信号数据与预设的听力不 适噪音阀值SOdB和听力损伤噪音阀值IlOdB进行对比，若当前的高铁机车噪声信号大于等 于听力不适噪音阀值80dB且小于阈值听力损伤噪音阀值IlOdB时，则表明当前噪声超过了 正常范围，长时间在这样的噪声环境下会令人感觉不适，但还并不是极其刺耳的噪声，该噪 声等级还不会对人的听觉造成严重损。但非常有必要把当前的噪声信号存储下来，以便于 进一步的分析和监测，为后续采用的降噪措施提供实验数据；若当前的高铁机车噪声信号 小于听力不适噪音阀值80dB，则表明当前的噪声大小符合正常的标准，此时高铁在行进过 程中产生的噪声并不会让人产生反感或不适，因此并不需要把当前的噪声信号存储下来； 若当前的高铁机车噪声信号大于等于听力损伤噪音阀值110dB，则表明当前噪声极其刺耳， 严重影响乘客的听觉和身心健康，必须对上述噪声信号进行采集和存储，以便后续采用降 噪措施进行改进。通过这种首先判断噪声等级的方法来智能地选择需要采集的噪声信号， 保证准确采集到所关心的噪声信号的同时，也降低了传感器的功耗。
[0060] 步骤5 :MCU将需要存储的数据进行滤波处理后，发送给TF卡进行存储。
[0061] 步骤5-1 :MCU首先将I2C总线上的数据存到缓存队列中，之后对缓存队列中的数 据进行滤波处理；
[0062] 步骤5-2 :滤波后的数据会被写入TF卡数据暂存区，TF卡数据处理函数根据智能 切分算法将数据分割后，按采集时间命名成多个大小合适的文件；
[0063] 步骤5-3 :TF卡根据加密算法将分割后的数据加密并对数据进行压缩后存储到上 述各个文件中；
[0064] 步骤5-4 :TF卡读写函数会实时将分割后的文件，通过SPI总线写入系统初始化时 建立好的文件系统中，以便于上位机对数据做进一步的分析和处理。
【主权项】
1. 一种用于多方向测试高铁噪声的MEMS传声器，其特征在于：包括多方向调整器 (10)、MCU (20)、声音传感器（30)、信号放大电路（80)、采样电路（50)、TF卡（40)、光电显示 与报警电路（60)和电源模块（70); 该MEMS传声器包括两种电路板形式式，第一种形式：MCU(20)、声音传感器（30)、信号 放大电路（80)、采样电路（50)、TF卡（40)、光电显示与报警电路（60)和电源模块（70)集 成在一块电路板（90)上；电源模块（70)用于为该电路板（90)上的所有部件供电，电路板 (90)固定封装在所述扁平球形壳体（102)内部； 第二种连接方式:MCU (20)、声音传感器（30)、信号放大电路（80)和采样电路（50)集 成在第一块电路板（81)上，且第