[发明专利]基于半球型麦克风阵列的点声源定位系统智能检测前端

权利要求书

1.一种基于半球型麦克风阵列的点声源定位系统智能检测前端，其特征在于：这种基于半球型麦克风阵列的点声源定位系统智能检测前端包括STM32处理器、声源检测单元、信号调理电路、数据传输模块，声源检测单元中的麦克风均连接相对应的信号调理电路，各个信号调理电路由单节锂电源集中供电，每个信号调理电路均连接至STM32处理器， STM32处理器连接数据传输模块，声源检测单元采用半球型非均匀布点麦克风阵列，半球型非均匀布点麦克风阵列由19个麦克风分四层布设在直径为10公分的半球面上，第一层布点在半球面中心点o，其余三层分别以间隔60°排布6个麦克风，第二层的6个麦克风对应标号a1、a2、…、a6，第三层的6个麦克风对应标号b1、b2、…、b6，第四层的6个麦克风对应标号c1、c2、…、c6，第二层麦克风a1与第三层对应点麦克风b1相对平面投影夹角30°，半球面上各层麦克风的方向沿着球心到该点的法线方向排布，麦克风为电容式麦克风；当某一麦克风投影点投到对向平面上，该麦克风投影点与邻近的两个麦克风所对应的点位呈等边三角形分布；所述的信号调理电路包括声压信号阻抗变换电路、反向放大电路、二极管全波检波电路，麦克风串联第一电阻RM1构成声压信号阻抗变换电路，声压信号阻抗变换电路输出信号通过第一隔直电容CM1连接反向放大电路，再通过第二隔直电容CM4连接二极管全波检波电路。

2.根据权利要求1所述的基于半球型麦克风阵列的点声源定位系统智能检测前端，其特征在于：所述的数据传输模块与上位机运行通信的方法：

通过DMA开始数据采集，数据传输模块则等待采集完成后的DMA中断请求，一旦发生中断请求则说明数据采集已经完成，接下来进行数据处理，然后将处理完的数据打包写入到串行FLASH进行存储；若数据发生异常，则上传异常数据到点声源定位系统上位机，同时若点声源定位系统上位机发起查询命令，则上传点声源定位系统上位机需要的数据。

3.根据权利要求2所述的基于半球型麦克风阵列的点声源定位系统智能检测前端，其特征在于：所述的数据传输模块与点声源定位系统上位机之间数据通信协议为：

数据的帧头和帧尾分别作为数据传输起始与结束标志；点声源定位系统上位机数据查询格式，通过B0告知数据传输模块回传数据的通道；数据传输模块通过单通道发送数据格式，帧头和帧尾作为统一的标识，每一通道采用两字节回传，R0低5位为当前数据的通道地址，6、7位为当前数据的量程，最高位为地址标识位；R1低7位为当前数据有效数值，最高位为数据标识位，数据实际值为N*10^K。

4.根据权利要求3所述的基于半球型麦克风阵列的点声源定位系统智能检测前端，其特征在于：所述的反向放大电路采用精密放大器OPA340，二极管全波检波电路采用两只肖特基快速二极管SS34。

5.根据权利要求4所述的基于半球型麦克风阵列的点声源定位系统智能检测前端，其特征在于：所述的麦克风为中心型指向式麦克，采用心型指向式麦克对声源信号进行实时采集，其声压灵敏度为50mV/dB。