专利名称：一种基于高斯采样的音频信号采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传感器技术领域，具体是一种利用高斯随机采样方法来减少音频信号采集过程中的资源消耗量的音频信号采集装置。
背景技术：
音频信号是对万事万物活动时发出的各种频率声音信号的统称。通过采集、分析事物在活动时发出的音频信号，可对事物的活动状态、行为特点、发展趋势等做出判断，因此，音频信号采集广泛应用于害虫防治、健康监测、灾害预防等各种领域。随着计算机网络、无线通信等技术的日益普及，越来越多的应用场合要求现有音频信号采集装置能够接入网络，使得采集到的音频信号可通过网络传输到远程计算机进行处理。现有音频信号采集装置都是按照乃奎斯特采样定律规定的方式构建，当利用这些采集装置对频谱范围较宽的音频信号进行采集时，采集过程产生的大量数据不仅要占用采集装置大量的存储资源，而且高速采集和大量数据处理将迅速消耗采集装置拥有的计算、电能等资源；另外，由于网络带宽总是有限的，当连接在网络上的采集装置较多时，有限带宽网络很难实现大量采集数据的实时、可靠传输。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种低消耗的音频信号采集装置，该装置在保留音频信号原始特征，不丢失音频信号特征参数的前提下，可极大减少采集过程产生的数据量，降低信号采集、数据处理过程中的资源消耗量，使得带宽有限的通信网络也能实现采集数据的实时传输。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术解决方案—种基于高斯采样的音频信号采集装置，其特征在于包括声电传感模块、信号调理模块、微控制器、通信模块和电源模块；所述声电传感模块的输出端与信号调理模块的输入端连接，所述信号调理模块的输出端与微控制器的模数转换输入端连接，所述微控制器的输出端与通信模块相连，所述通信模块接收微控制器输出的信号并将其传送至远程终端，所述电源模块为整个装置提供电能。所述微控制器内置有能够对信号调理模块输出信号进行高斯随机采样的控制软件，该软件可改变微控制器模数转换输入通道的采样间隔。所述微控制器为内置模数转换输入通道的低功耗单片机或数字信号处理器。所述声电传感器为麦克风或驻极体传声器。所述信号调理模块为音频滤波器或音频放大器模块。所述通信模块为RS232、RS485、CAN总线、以太网、GSM、CDMA或无线射频通信模块。所述电源模块为电池或直流稳压电源。本实用新型与现有技术相比的有益效果是[0015]基于高斯采样的音频信号采集装置，通过声电传感模块采集音频信号，经过信号调理后，微控制器对信号调理模块输出信号进行高斯随机采样，在保留声音信号原始特征的同时，可极大减少声音信号采样过程获取的数据量，降低采样频率，减少采集过程和数据处理过程的计算、存储、电能资源消耗量，采集结果便于通过带宽有限的通信网络进行实时传输和远程信号处理装置的进一步后续处理。
图1为本实用新型内部各模块连接图。图2为本实用新型内置软件流程图。
具体实施方式
本实施例中，参照图1所示，一种基于高斯采样的音频信号采集装置，包括声电传感模块、信号调理模块、微控制器、通信模块和电源模块。各模块之间的连接关系是所述声电传感模块的输出端与信号调理模块的输入端连接，所述信号调理模块的输出端与微控制器的模数转换输入端连接，所述微控制器的输出端与通信模块相连，所述通信模块接收微控制器输出的信号并将其传送至远程终端，所述电源模块为整个装置提供电能。所述声电传感器模块为各种麦克风，也可采用驻极体传声器。所述信号调理模块为各种音频滤波器，也可采用音频放大器。所述微控制器为内置模数转换输入通道的低功耗单片机，也可使用数字信号处理器。所述通信模块为RS232、RS485、CAN总线、以太网、GSM、CDMA或无线射频通信模块。所述电源模块为电池，也可采用直流稳压电源。微控制器内置有能够对信号调理模块输出信号进行高斯随机采样的控制软件，该软件可改变微控制器模数转换输入通道的采样间隔。参照图2所示，基于高斯采样的音频信号采集装置的工作流程如下步骤(I):当装置供电且程序初始化之后，微控制器设置各种高斯随机采样参数，包括随机数发生器类型、初始随机数种子、采样时间窗、采样次数等.步骤(2):微控制器计算高斯随机数，根据高斯随机数计算结果，微控制器计算下一个采样时刻值，且按照下一个采样时刻之设置定时器且启动定时器中断。步骤(3):微控制器等待定时器中断产生，当定时器中断产生，意味着采样时刻来临，此时，微控制器从与信号调理模块输出端连接的模数转换通道读取数据，并将数据写入待发送数据缓冲区以便通信模块进行数据发送。步骤(4):返回步骤(2)，进行下一次音频信号采集。以上附图1、附图2所示的一种基于高斯采样的音频信号采集装置是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，对其进行形状、大小、规格、材质和色彩等方面的修改，还可根据实际需要选择其他等同的模块，在此不一一赘述。
权利要求1.一种基于高斯采样的音频信号采集装置，其特征在于包括声电传感模块、信号调理模块、微控制器、通信模块和电源模块；所述声电传感模块的输出端与信号调理模块的输入端连接，所述信号调理模块的输出端与微控制器的模数转换输入端连接，所述微控制器的输出端与通信模块相连，所述通信模块接收微控制器输出的信号并将其传送至远程终端，所述电源模块为整个装置提供电能。
2.如权利要求1所述的一种基于高斯采样的音频信号采集装置，其特征在于所述微控制器为内置模数转换输入通道的低功耗单片机或数字信号处理器。
3.如权利要求1所述的一种基于高斯采样的音频信号采集装置，其特征在于所述声电传感器为麦克风或驻极体传声器。
4.如权利要求1所述的一种基于高斯采样的音频信号采集装置，其特征在于所述信号调理模块为音频滤波器或音频放大器模块。
5.如权利要求1所述的一种基于高斯采样的音频信号采集装置，其特征在于所述通信模块为RS232、RS485、CAN总线、以太网、GSM、CDMA或无线射频通信模块。
6.如权利要求1所述的一种基于高斯采样的音频信号采集装置，其特征在于所述电源模块为电池或直流稳压电源。
专利摘要本实用新型涉及一种基于高斯采样的音频信号采集装置，包括声电传感模块、信号调理模块、微控制器、通信模块和电源模块；声电传感模块的输出端与信号调理模块的输入端连接，信号调理模块的输出端与微控制器的模数转换输入端连接，微控制器的输出端与通信模块相连，通信模块接收微控制器输出的信号并将其传送至远程终端，电源模块为整个装置提供电能。有益效果是通过声电传感模块采集音频信号，经过信号调理后，微控制器对信号调理模块输出信号进行高斯随机采样，在保留声音信号原始特征的同时，可极大减少声音信号采样过程获取的数据量，降低采样频率，减少采集过程和数据处理过程的计算、存储、电能资源消耗量，采集结果便于通过带宽有限的通信网络进行实时传输和远程信号处理装置的进一步后续处理。
文档编号G10L19/00GK202905158SQ20122055645
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者郭小华, 韩安太 申请人:杭州职业技术学院, 韩安太