基于stm32的激光监听装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型为一种基于STM32的激光监听装置，其组成包括电源模块、信号发射模块、信号滤波模块、信号处理模块、CPU模块、与功率放大与信号接受模块；所述的信号发射模块、信号滤波模块、信号处理模块、CPU模块与功率放大与信号接受模块依次相连；电源模块与CPU模块相连接；所述的CPU模块包括ARM7系列的STM32芯片，所述的信号发射模块为HE?NE激光器。本实用新型采用激光技术作为监听装置的监听手段，利用声音产生的微小震动引起光波路线改变，利用激光载波技术，能够有效的确定声源的位置，能够在特殊场合达到隐秘监听的效果，具有远距离与高质量的监听效果。
【专利说明】
基于STM32的激光监听装置
技术领域
[0001]本实用新型属于激光技术与电子技术领域，尤其是一种基于STM32的激光监听装置。
【背景技术】
[0002]社会的快速发展，电子技术产业与人们的生活相连越来越来紧密，导致了原有的监听系统已经不能满足时代的需求，以往的监听系统如基于JAVA技术的监听系统、网络监听系统、手机监听系统、基于电子集成的监听系统等都具有各种弊端，如基于电子集成的监听系统是用集成电路集成电子录音模块，从而达到监听的目的，这种监听系统需要把监听器放到被监听对象所在的空间里，但是，对于一些特定的对象、对于那些不容易将监听器放到的空间里的情况，这种监听器还是有一点的局限性的；另外，申请号CN201310572220.7公开了一种简易声音监听无线发射装置，虽然实现了在一些特定地点的监听，但还是有不少弊端，如无线电监听的监听效果不加，而且很难达到隐秘监听;激光监听技术作为如今新型的监听手段，不仅可以能确定声源的位置，还具有隐秘监听、监听距离远与监听效果更佳等优点;现如今，越来越多的研究人员重视激光监听的研究。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有监听技术监听效果差与隐秘性能低等不足，创新的提供了一种基于STM32的激光监听装置。该装置通过ARM7系列以Cortex-M3核心集成的STM32芯片与ADC(模拟数字转换器)、DAC(数字模拟转换器)、NE5532芯片(功率放大器)等外部构件创新性的结合来达到更佳的监听效果;另外本实用新型为达到隐秘高效果远距里监听采用了激光技术，根据声音震动和光波承载信息等原理，有效利用激光光束来协载监听语音信号来达到高效监听;实现所需的清晰隐秘监听。
[0004]本实用新型的技术方案为:
[0005]—种基于STM32的激光监听装置，其组成包括电源模块、信号发射模块、信号滤波模块、信号处理模块、CPU模块、与功率放大与信号接受模块;所述的信号发射模块、信号滤波模块、信号处理模块、CPU模块与功率放大与信号接受模块依次相连；电源模块与CPU模块相连接；
[0006]所述的电源模块包括电源开关、稳压芯片和自恢复保险丝;其中，电源开关分别和稳压芯片、自恢复保险丝相连，稳压芯片与CPU模块相连接；
[0007]所述的信号发射模块为HE-NE激光器，
[0008]所述的信号滤波模块包括微分器；
[0009]所述的信号处理模块包括运算放大器芯片和一个电解电容;其中电解电容与信号滤波模块相连接，运算放大器芯片与CPU模块相连接；
[0010]所述的CPU模块包括ARM7系列的STM32芯片；
[0011]所述的功率放大与信号接受模块包括功率放大部分和信号接受部分，功率放大部分包括功率放大器芯片与电容，二者串联;信号接受部分包括NPN型光电三极管，功率放大器芯片、NPN型光电三极管分别与CPU模块相连；
[0012]所述的功率放大器芯片型号为NE5532;NPN型光电三极管型号为BPW96;所述的运算放大器芯片型号为LM386。
[0013]本实用新型的有益效果是:
[0014]1、本实用新型采用激光技术作为监听装置的监听手段，创新的利用声音产生的微小震动引起光波路线改变，利用激光载波技术;即用激光作为监听音频信号的媒介，能够有效的确定声源的位置，能够在特殊场合达到隐秘监听的效果，具有远距离与高质量的监听效果。
[0015]2、本实用新型创新的利用ARM7系列的STM3 2芯片作为CPU模块，STM3 2系统内部以Cortex-M3为核心集成的芯片内核具有最大为72MHZ的时钟频率，126K的64BIT的FLASH，同时兼容3.3V和5V的电压充放电；以及512K的内存储存空间，这种在STM系统内部以Cortex-M3为核心集成的芯片就使得它具有稳定性能好、功耗低、资源丰富、高容量、同时可以与多种操作系统兼容的优点，有效的增加了监听装置的效率与稳定性;另外本实用新型选择的STM32芯片自带ADC外设模块与DAC外设资源，大大简化了结构，降低了成本。
[0016]3、本实用新型巧妙采用NE5532芯片作为功率放大器件，相对于大多数的标准放大器而言，NE5532能显示出更好的噪音性能，它具有提高功率输出驱动能力的作用并且具有相当高的信号、电源带宽;NE5532芯片能够保证在监听过程中信号传输失真问题，进而达到本实用新型隐秘有效监听的目的。
[0017]4、本实用新型采用NPN型光电三极管BPW96作为监听到信号的接受器件，此光电三极管的工作范围广，可见光及红外光都适用，峰值波长介于红外范围之内，更适合隐蔽监听的用途;三极管本身具有放大作用，可以大大简化了信号处理电路，可以使激光监听装置小型化，实用化。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型基于STM32的激光监听装置的整体结构框架图。
[0019]图2是本实用新型电源模块电路图。
[0020]图3是本实用新型放大电路及接收信号源模块电路图。
【具体实施方式】
[0021]本实用新型的基于STM32的激光监听装置的整体结构框架图如图1所示，其组成主要包括电源模块1、信号发射模块2、信号滤波模块3、信号处理模块4、CPU模块5、与功率放大与信号接受模块6;所述的信号发射模块2、信号滤波模块3、信号处理模块4、CPU模块5与功率放大与信号接受模块6依次按顺序相连;另外电源模块I与CPU模块5相连接；
[0022]所述的电源模块I主要包括电源开关、稳压芯片和自恢复保险丝；其中，电源开关分别和稳压芯片、自恢复保险丝相连，稳压芯片与(PU模块5相连接；
[0023]所述的信号发射模块2为HE-NE激光器，该激光器所发射出的光源信号较强，在白天的情况下，日光电强度与HE-NE激光器的光强度相比，前者微弱的很，可以忽略不计，用这种光源能够大大的减小环境因素对本设计的干扰；
[0024]所述的信号滤波模块3包括微分器，选用电容为0.0 IuF的RC微分滤波器，因为小电容谐振频率高，可以滤除高频率信号的干扰的，使得输出的信号源或者电压值更加的纯净，可以更好的滤除高频率的信号；
[0025]所述的信号处理模块4包括运算放大器芯片LM386和一个电解电容;其中电解电容与信号滤波模块3相连接，运算放大器芯片与CPU模块5相连接;所选用的放大芯片LM386带宽积为65KHZ，正好完全符合对于信号的放大的增益、带宽以及人的声音带宽大约为8KHZ左右的要求，而且LM386的增益是可调的，1、8引脚相连时其增益为200倍，不相连时增益为10倍，而且也可以不用这种方式来配置增益，可以在输入输出端加以不同阻值的电阻串联来自行调节增益倍数，经过计算，如果把信号接收系统的信号放大200倍后其电压信号为3V左右，正好符合AD转换器所采集的电压值范围；
[0026]所述的CPU模块5选用ARM7系列的STM32芯片，STM32系统内部以Cortex-M3为核心集成的芯片内核具有最大为72MHZ的时钟频率，126K的64BIT的FLASH，同时兼容3.3V和5乂的电压充放电；以及512K的内存储存空间；STM32的稳定性能好、功耗低、资源也更加丰富；同时可以与多种操作系统兼容的优点，有效的增加了监听装置的效率与稳定性;另外选择的STM32芯片自带ADC外设模块与DAC外设资源;STM32的内核芯片自带的ADC外设模块，它的采样速率最大可达11400MHZ/S，量化位数高达12位BIT;内核内自带的DAC外设资源，它的精度为12位，分辨率为5/4096，完全满足监听器发射与接收信号的电压值计算时精度和分辨率要求；
[0027]所述的功率放大与信号接受模块6包括功率放大部分和信号接受部分，功率放大部分包括NE5532功率放大器芯片与电容，二者串联，NE5532能显示出更好的噪音性能，它具有提高功率输出驱动能力的作用并且具有相当高的信号、电源带宽;信号接受部分包括NPN型光电三极管BPW96，激光发射源的波长为650匪左右，BPW96光电三极管适正用于波长为600到700匪之间范围内的光波;NE5532功率放大器芯片、NPN型光电三极管分别与CPU模块相连；
[0028]如图2所示，为本实用新型设计的电源模块I，主要由稳压芯片及其外部电路和电源输入输出接口构成，Kl为本设计系统的总电源开关，Fl为500ma自恢复保险丝用于保护电源，U16为3.3V稳压芯片，给系统提供3.3V电源；图中VCC5和VCC3分别是3.3V和5V的电源输入输出接口，有了这2组接口，我们可以通过STM32系统给外部提供3.3V和5V电源；同时这两组端口，也可以用来由外部给STM32系统供电，有这两组输入与输出端口硬件电源是比较方便的，具备双向供电的效果；
[0029]如图3所示为本实用新型的功率放大与信号接收模块6，其中P60为四角的插针，它是接受信号源的光感器件的底座;R420为1K欧姆的电阻，与地相连接起到提高抗静电干扰的作用;C62为滤波电容，能够滤掉直流信号波，R61与滑动变阻器Rr61串联，R61为分压电阻从而有利于Rr61调节电压输出的高低。L61为音频信号放大器芯片，其I脚与8脚相连使得该芯片将接收到的信号源放大200倍，C63为电解电容，再次起到滤波的作用，P61为信号源的输出端口，与CHJ模块5中的STM3外设弓丨脚接口相连接；
[0030]所述基于STM32的激光监听装置的工作原理和过程是:
[0031]本实用新型为达到隐秘高效果远距里监听采用了激光技术，整个激光监听装置以HE-NE激光器作为光源，发射信号较强的光源信号作为监听声音信号的载体，首先，由激光器发射光信号，光信号经要监听的空间内后携带监听到的音频信号;之后光信号在经BPW96光电三极管，本实用新型用BPW96光电三极管作为接收反射光波的接收端；后接以LM386型号为主的放大电路，对接收的信号进行放大;之后再由CPU模块的STM32芯片对信号进行处理，其中利用STM32芯片由外设ADC对放大电路中的电压进行采集，并直接使用ADC的DMA通道将电压值送给STM32芯片的DAC; DAC将数字电压值传输到以NE5532为主要芯片的功率放大电路中，在功率放大电路中，LM386以及NE5532两个功率放大器同时对声音进行放大处理，最后连接音响设备，播放出监听到的音频信号。
[0032]本实用新型未述及之处适用于现有技术。
[0033]需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
【主权项】
1.一种基于STM32的激光监听装置，其特征为该装置的组成包括电源模块、信号发射模块、信号滤波模块、信号处理模块、CPU模块、与功率放大与信号接受模块;所述的信号发射模块、信号滤波模块、信号处理模块、CPU模块与功率放大与信号接受模块依次相连；电源模块与CPU模块相连接； 所述的电源模块包括电源开关、稳压芯片和自恢复保险丝;其中，电源开关分别和稳压芯片、自恢复保险丝相连，稳压芯片与CHJ模块相连接； 所述的信号发射模块为HE-NE激光器， 所述的信号滤波模块包括微分器； 所述的信号处理模块包括运算放大器芯片和一个电解电容;其中电解电容与信号滤波模块相连接，运算放大器芯片与CPU模块相连接； 所述的CHJ模块包括ARM7系列的STM32芯片； 所述的功率放大与信号接受模块包括功率放大部分和信号接受部分，功率放大部分包括功率放大器芯片与电容，二者串联;信号接受部分包括NPN型光电三极管，功率放大器芯片、NPN型光电三极管分别与CPU模块相连。2.如权利要求1所述的基于STM32的激光监听装置，其特征为所述的功率放大器芯片型号为NE5532;NPN型光电三极管型号为BPW96;所述的运算放大器芯片型号为LM386。
【文档编号】H04B10/40GK205545282SQ201620316956
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】石学超, 周亚同, 韩卫雪, 何峰, 韩晔
【申请人】河北工业大学