[发明专利]基于物联网的变电站声纹检测识别装置、方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于物联网的变电站声纹检测识别装置、方法及系统，所述装置包括中央处理器(1)、存储器(2)、MEMS传声器(3)、ADC模块(4)、FPGA模块(5)以及通讯模块(6)，MEMS传声器(3)、ADC模块(4)、FPGA模块、中央处理器(1)和存储器(2)依次连接，所述通讯模块(6)与中央处理器(1)连接，所述通讯模块(6)包括以太网(9)和NB‑IoT无线模块(10)。与现有技术相比，本发明具有低功耗、高集成度、稳定性强、适用于复杂工作环境、支持物联网数据传输以及在线声纹分析等优点。

技术领域

本发明涉及一种变电站特性检测装置，尤其是涉及一种基于物联网的变电站声纹检测识别装置、方法及系统。

背景技术

声纹检测技术在特高压、配电等领域被证明其特征量对故障的早期预警有明显检测价值，声纹来自于结构机械状态的反应，如高抗设备的异响、结构松动、摩擦等早期故障具备较高的灵敏度。

声纹监测单元作为泛在电力物联网的终端信息收集器，是完成泛在电力物联网系统数据采集最直接的系统单元，由声纹监测单元采集处理的数据，由无线通讯系统传递到云端，实现与整个网络的连接。泛在电力物联网对声纹监测单元的应用提出了较高的要求，传统的声纹监测单元存在着速率慢、稳定性差、功耗高等一系列的问题，无法满足泛在电力物联网对于感知层建设的需求。

因此，急需一种低功耗，高集成度，快捷传输以及有效兼容泛在电力物联网的声纹检测装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低功耗、高集成度、稳定性强、适用于复杂工作环境的基于物联网的变电站声纹检测识别装置、方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于物联网的变电站声纹检测识别装置，包括中央处理器、存储器、MEMS传声器、ADC模块、FPGA模块以及通讯模块，MEMS传声器、ADC模块、FPGA模块、中央处理器和存储器依次连接，所述通讯模块与中央处理器连接，

所述通讯模块包括以太网和NB-IoT无线模块。

进一步地，还包括外壳，所述中央处理器、存储器、MEMS传声器、ADC模块、FPGA模块和通讯模块集成于该外壳内，并通过硅胶装配板密封，所述外壳上设有与MEMS传声器连接的传声孔。

进一步地，所述传声孔表面附着有防水膜。

进一步地，所述外壳上还设有SD卡插槽、电源接口、连接NB-IoT无线模块的天线接口和连接以太网的以太网接口。

进一步地，所述外壳上设置有散热格栅。

进一步地，所述外壳侧壁上设有支架安装口。

进一步地，所述存储器包括Flash芯片和SDRAM芯片。

本发明还包括一种采用所述的基于物联网的变电站声纹检测识别装置的变电站声纹检测识别方法，所述变电站声纹检测识别装置按照规定时间间隔或声音大小阈值触发声纹信号采集指令，由MEMS传声器产生的声压信号经ADC模块进行信号采集，FPGA模块对于采集信号进行调理预处理和FFT计算，中央处理器处理获得声纹特征，并通过NB-IoT无线模块上传至物联网，或经以太网传输给外部设备。

进一步地，所述声纹特征包括A计权声压级、FFT频谱、1/3倍频程和瀑布图。

进一步地，在按照声音大小阈值触发声纹信号采集指令前，设置触发阈值和预触发时间。

本发明还提供一种基于物联网的变电站声纹检测识别系统，包括多个如所述的变电站声纹检测识别装置和物联网监控平台，所述物联网监控平台远程向各变电站声纹检测识别装置发送声纹信号采集指令，并对反馈的声纹特征进行处理，生成并显示变电站声纹特征变化走势图。