基于ARM的声信号采集无线传输实时系统的制作方法

本实用新型涉及信号采集领域，具体是基于ARM的声信号采集无线传输实时系统。

背景技术：

声信号作为自然界常见信号之一，是工业设备、消费产品中经常被使用的信号，特别是近年来，以语音交互为代表的人工智能行业的兴起，声信号处理再次引起了多方的关注和研究，而声信号采集是声信号处理系统中非常重要的一个环节。

现有专利CN106840355A提供了一种水声信号数据采集系统，包括矢量水听器、信号调理部分、采集存储部分和上位机；信号调理部分包括差分放大电路、高通滤波器、低通滤波器、二级放大电路、差分驱动电路和A/D转换器；采集存储部分包括主控单元、存储单元和姿态传感器；由矢量水听器采集水声信号，信号调理部分对检测到的水声信号进行放大、滤波、和数模转换处理；由采集存储部分进行数据的采集和储存，并在上位机中显示出相应的数据采集、处理过程的信息，存储数据可用来进行后续的数据再分析和处理。该技术优点在于采用信号处理模块、采集模块、存储模块等功能模块组成水声信号处理系统，实现了数据采集过程中的低噪声、高增益、低功耗。但是，该技术采用的单通道信号采集，数据传输带宽受限，无法保证传输过程中数据的完整性。

又有现有专利CN206481306U提供了一种基于光电混合通信的水声信号预处理系统，其中，包括相互串联的多个水下节点，和与多个水下节点中的一个连接的工控机；水下节点之间、水下节点和工控机之间的连接使用光电混合光缆，光电混合光缆包括光缆和电缆。该技术优点在于采用光电混合电路实现多点数据传输与通信。但是该技术采用光电混合通信电路进行声信号的一种有线传输方式，传输方式较为单一。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供基于ARM的声信号采集无线传输实时系统，以解决上述背景技术中提出的声信号采集系统中声信号传输带宽受限、传输方式单一的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

包括电源模块、采集模块、信号放大器、存储模块、通信模块、ARM和用户终端，存储模块用于数据的存取，其电性连接ARM，电源模块用于系统供电，其电性连接ARM；

所述采集模块包括传感单元和模数转换单元，其中，传感单元电性连接所述信号放大器，用于将采集到的声信号转换成电信号后进行放大处理，模数转换单元电性连接所述信号放大器和所述ARM，用于对放大后的电信号进行模数转换，并传输转换后的模拟信号至ARM；

所述通信模块包括命令通信单元和数据通信单元，其中，命令通信单元包括uart接口单元和zigbee无线单元，所述用户终端通讯连接uart接口单元和zigbee无线单元，用于通过有线或无线的方式向系统发布命令，数据通信单元包括USB接口单元和WiFi无线单元，所述存储模块通讯连接USB接口单元和WiFi无线单元，用于选择有线或无线的方式上传数据。

优选的，电源模块包括充电电路、升压电路和LDO电路，其中，充电电路电性连接电源设备，升压电路电性连接LDO电路和通信模块，LDO电路电性连接ARM、存储模块和采集模块。

优选的，模数转换单元为2通的codec芯片。

优选的，存储模块为最高支持32GB存储的microSD卡。

优选的，传感单元为楼氏MEMS传声器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过采用2通codec芯片进行信号采集，实现了声信号2路采集，通过命令通信单元和数据通信单元，实现可根据客户需求，将采集量化后的数据通过无线或者有线实时上传，也可以将数据本地保存，完成数据的备份。

附图说明

图1为本实用新型基于ARM的声信号采集无线传输实时系统的结构示意图；

图2为本实用新型基于ARM的声信号采集无线传输实时系统的功能流程图；

图3为本实用新型基于ARM的声信号采集无线传输实时系统的软件流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种基于ARM的声信号采集无线传输实时系统，包括电源模块、采集模块、信号放大器、存储模块、通信模块、ARM和用户终端。

存储模块用于数据的存取，存储模块包括microSD卡，最高支持32GB存储，其电性连接ARM，ARM通过SDIO口实现对SD卡的操作及数据存取。

电源模块用于系统供电，其电性连接ARM。电源模块包括充电电路、升压电路、LDO电路组成，支持3.7V锂电池供电，输入电压经过升压电路转换成 5V电源，给WiFi模块、usb接口供电；5V电源通过LDO电路转换成3.3V电源，给ARM处理器及其它外设及功能模块供电；独立的充电电路支持对锂电池充电，并具备充电保护功能。

采集模块包括传感单元和模数转换单元，其中，传感单元电性连接信号放大器，用于将采集到的声信号转换成电信号后进行放大处理，模数转换单元为2通的codec芯片，其电性连接信号放大器和ARM，用于对放大后的电信号进行模数转换，并传输转换后的模拟信号至ARM。传感单元(即传声器)采用楼氏MEMS传声器，将声信号转换成电信号，并经过外接运放进行放大，放大后的信号进入codec芯片，codec芯片完成模数转换，实现16位量化；ARM 通过I2C接口配置codec芯片寄存器实现控制，通过I2S接口进行数据接收。

通信模块包括命令通信单元和数据通信单元，其中，命令通信单元包括 uart接口单元和zigbee无线单元，用户终端通讯连接uart接口单元和zigbee 无线单元，用于通过有线或无线的方式向系统发布命令，数据通信单元包括 USB接口单元和WiFi无线单元，存储模块通讯连接USB接口单元和WiFi无线单元，用于选择有线或无线的方式上传数据。数据通信模块中各接口及功能模块均由ARM通过内部接口控制。

如图3所示的软件流程图，系统软件包括初始化、数据采集及存储、数据传输、控制命令接收等部分：

1)初始化，系统上电后，ARM先进行自身初始化，包括时钟、外设接口的初始化，然后对功能模块(codec、SD卡、WiFi等)进行初始化。

2)数据采集及存储，ARM作为I2S接口的主设备，产生时钟，从codec 接收数据，通过DMA发送到SDIO数据缓存中，然后通过操作SDIO口，将数据写入SD卡，实现数据的采集和存储。

3)数据传输，ARM将采集到的数据进行备份，根据用户设置，将数据通过usb或者WiFi实时上传。

4)控制命令接收，用户可通过uart接口或者zigbee，向系统发送控制命令，包括开始录音命令、停止录音命令、格式化SD卡命令，停止数据传输命令等。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。