一种鸟声录制系统的制作方法

本发明涉及一种控制系统，尤其涉及一种用于鸟声录制系统。

背景技术：

鸟类的生活一般是特别隐蔽，影像设备很难拍到。采用声谱捕捉的方式，研究鸟类的生活习性的精度更高。鸟类的叫声有求偶、保卫、寻友、竞斗等多种意义。鸟类发出嘹亮的鸣叫，就像人的声音有自己的辨识度，不同种类、不同性别、不同发出的鸣叫也各不相同。通过对鸟类鸣唱以及相关行为的研究，可以了解鸟类不同鸣声的生物学意义以及鸣声与领域防护行为的联系，同时希望可以为鸟类的分类提供一定的佐证。

鸟的种类有很多，根据不同的生活习性，有不同的鸣叫习惯。有些鸟会长时间呆在鸟巢中，鸟的鸣叫也会集中在鸟巢附近，能录制的鸟的样本比较多；还有些鸟会离开鸟巢出去觅食，往往需要很多天才会飞回巢中，因其在鸟巢中的时间有限，能够录制的鸟声样本比较少。

存在一种利用抗噪纹理特征的快速鸟鸣声识别方法，该方法首先通过短时谱估计对鸟鸣声做增强处理，然后由sdh对得到的增强功率谱快速提取纹理特征，再结合随机森林进行识别和分类，该方法提取的抗噪纹理特征具有良好的识别性能，能有效提高非平稳噪声环境下鸟鸣声识别性能。

目前市面上专门用于录鸟叫声的设备比较少，而且价格昂贵，设备体积大，结构复杂。鸟在鸟巢中生活，为了不影响鸟的生活习惯，需要要求录音系统可能地小且录音时间长。

一般录音设备是靠声控开关来控制录音系统的开启，但是在野外环境下，有许多杂声，包括雨声，雷声，风声等都会使声控开关导通，从而导致录出其他声音，影响录音质量。

鸟巢一般在树上比较高的位置，现有录音系统不能实现无线连接，只能通过内存卡的更换来实现对数据的提取，极大地增加了工作的复杂性和工作的危险性。

现有技术主要是针对人声的录制和采用了不适用于野外录音的技术手段。例如一项中国专利申请(申请号：cn200810247079.2)公开的一种录音控制方法和录音设备，采用的是双麦克风搭配声控系统使用，根据距离判断使用麦克风的种类。又如另一项中国专利申请(申请号：cn201510306550.0)公开的录音方法及录音装置，利用的是提前在终端设置好要录制的时间和录音文件的大小为阈值，当达到时间则进行录制，录音文件的大小到设定的阈值，则停止录音。上述录音系统都是针对人声在相对安静的环境下来进行录制，且需提前设定好录音时间，对于生活习性不规律的鸟的叫声在野外环境下的录制，上述系统难以很好地进行控制和录制。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于提供一种鸟声录制系统，用于在野外录制鸟叫声时的方便，可靠，减小了能耗，解决了现有录音系统体积大，录音时间短，操作复杂的问题。

为实现上述目的，本发明由感应模块、控制模块、滤声模块、鸟声录制模块、蓝牙发送模块、拾音模块组成。

感应模块是重力感应和热能感应协同控制。

重力感应初步进行判断鸟是否在鸟巢中，但引起重力的变化有可能是其它物体落在鸟巢上，此时，热能感应进一步进行判断鸟的存在。

只有重力感应和热能感应同时判断鸟在鸟巢中时，才能控制录制系统进行录制。

控制模块控制是由52系列单片机组成。控制程序存储在单片机中，程序控制单片机相应的引脚监测脉冲信号，当监测到脉冲信号后，执行对应的操作。

对应的操作包括开始录音；停止录音；接收蓝牙数据；发送蓝牙数据。

拾音模块用于采集鸟叫声，降低噪声，提高鸟叫声的清晰度和准确性。

当系统录音开始，拾音器把声信号转化为电信号，然后传输到滤声模块。

滤声模块把信号进行处理，过滤掉低频和高频的噪声，留下在通频带中的鸟声信号。处理后的信号传送到鸟声录制模块。

鸟声录制模块负责接收来自拾音模块传递的电信号，录制模块通过采样把电信号转化为数字信号，以无损的格式储存。

无损的格式相较于mp3的音频格式，数据保存更加完整，还原性更高，有利于频率和音调的分析。

蓝牙发送模块用于与手机或平板等的连接，便于对系统录音的控制和数据的传输。

手机或平板等搜索到蓝牙信号后，进行连接匹配。匹配成功后，可在连接端对整个系统进行操作，例如开始录音，停止录音，传输数据的操作。

无线传输有利于在不影响鸟的生活习性的前提下，远距离提取数据和对整个系统进行操作。无线传输也减小了操作人员的工作量，不用爬到树上操作，减小了危险性。

整个录音系统能耗低，在录音状态下只有46mah的耗电量，在非录音状态下只有41mah的耗电量，大大低于市面上的其他录音设备的耗电量，更加节省能源。

本发明具有功耗低、体积小、电路简单、操作简单、可靠性强等优点，可直接放到鸟巢中进行录音，解决了在录音系统体积小的前提下野外录制鸟叫声的时间短的问题，极大方便了鸟声的研究。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明是针对鸟的叫声作为录制对象，综合考虑了鸟的生活习性，设计了一系列围绕鸟叫声的录制技术，更具有针对性，适合在野外采集鸟叫声，提高科研的效率。

2.采用的各个模块都是简单，功耗低的。现有的录音设备一般都是为了录制人的声音，有许多设计是录鸟不必要的，比如：屏幕，按键，播放功能等。本发明去掉了不必要的设计，简化了结构，降低了功耗，使得在野外录制的时间得以延长。

3.采用的感应模块是重力感应和热能感应，相较与目前的声控感应，更加精确，更加节省能源。在野外录制鸟叫声，主要是要克服大自然环境中的各种非鸟叫声，使用重力感应和热能感应能很好地避免误触发。当鸟不在鸟巢中时，录音系统关闭，节省能源，延长使用时间。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的鸟声录制系统的框架图。

图2是根据本发明的一个实施方式的鸟声录制系统的感应流程图。

图3是根据本发明的一个实施方式的鸟声录制系统的录音流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

参见图1所示，为系统的设计框图。整个系统主要由这六个部分组成，功耗小，操作方便。感应模块首先进行检测，检测到鸟在鸟巢中后，信号传递给控制模块，控制模块控制鸟声录制模块启动；与此同时，滤声模块接收拾音模块的声信号，并通过算法，过滤掉环境噪声和其它动物的声音，保留下鸟叫声。鸟叫声信号传送给鸟声录制模块。

在图1中，蓝牙发送模块是经过外部连接请求，连接成功后，控制模块检索鸟叫声的音频文件首地址，发送给蓝牙发送模块。蓝牙发送模块发送给连接终端。

参见图2所示，图2示出了一个实施例的鸟声录制系统的感应流程图，主要包括如下步骤：

步骤s1：重力感应模块感应整个鸟巢的重力变化。重力感应的结果包含两种情况。情况一：重力感应模块若检测到对应的重量变化后，判断为开启录音，信号传递给下一级再处理。情况二：若没有检测到对应的重量变化或远远大于设定的上限的重量变化时，则判断为关闭录音，信号传递给下一级再处理。为防止鸟巢由于雨水或其他物体落在鸟巢外部导致的重力变化，重力感应模块的灵敏度区间设置为小于鸟类20％的重力且大于鸟类20％的重力。

步骤s2：由s1的信号控制热能感应的开启，开启后，感应整个鸟巢的热能变化，热能感应结果包含两种情况。情况一：热能感应模块检测到有明显的热能变化后，判断为开启录音。情况二：热能感应模块检测到无明显的热能变化后，判断为关闭录音。

步骤s3：由重力感应模块和热能感应模块协同控制得到开启录音的信号控制录音开始。

步骤s4：重力感应模块没有检测到当立判断关闭录音，信号传递到这一步骤，控制系统关闭录音状态，进入到待机状态。热能感应模块检测到无明显的热能变化后，判断为关闭录音，信号传递到这一步骤，控制系统关闭录音状态，进入到待机状态。

参见图3所示，为本发明的录音流程。控制系统检测到开始信号，调用录音程序，录音程序的关键就是找出录音语音数据的首地址。存程序执行中通过段数变量，在地址数组中查找到对应该序号的首地址数据，向鸟声录制模块发出setrec<地址>和rec指令，鸟声录制模块开始录制鸟声，录制模块通过采样把电信号转化为数字信号。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。