[发明专利]一种远程鸟声信号传输系统

权利要求书

1.一种远程鸟声信号传输系统，其特征在于，包括：若干鸟声采集终端、网关设备以及云端服务器；

每一所述鸟声采集终端，用于采集监测区域的声音信号，并根据所述声音信号生成鸟声音频文件，继而在接收由所述网关设备发送的访问请求时，将所述鸟声音频文件通过内置的无线通信模块发送至所述网关设备；还用于将所述鸟声音频文件对应的鸟声文件信息以及各自鸟声采集终端的设备状态信息，发送至所述网关设备；

所述网关设备，用于向每一所述鸟声采集终端发送访问请求，继而接收每一鸟声采集终端的鸟声音频文件，并通过内置的无线网络模块与所述云端服务器建立通信连接后，将所述鸟声音频文件上传至所述云端服务器；还用于将所述鸟声文件信息、每一所述鸟声采集终端的设备状态信息以及所述网关设备的状态信息发送至所述云端服务器；所述鸟声文件信息包括鸟声音频文件的网络存储访问路径、鸟声音频文件的大小、采集该鸟声对应的日期时间以及采集该鸟声对应的采集终端设备名称；所述设备状态信息包括鸟声采集终端的设备名称、鸟声采集终端的电池电量、鸟声采集终端的录音设备状态和鸟声采集终端的存储器已用存储空间；所述网关设备的状态信息包括网关设备的名称、网关设备的电池电量、网关设备的存储器已用存储空间以及网关设备与鸟声采集终端连接的个数；

所述云端服务器，用于在接收所述鸟声音频文件后，对所述鸟声音频文件进行存储与转发；

其中，每一所述鸟声采集终端，包括：传声器、前置放大器、音频编解码器、主控芯片、存储器和无线通信模块；

每一所述鸟声采集终端，用于采集监测区域的声音信号，并根据所述声音信号生成鸟声音频文件，具体为：

所述传声器对监测区域的声音进行采集，并传输至所述前置放大器；

所述前置放大器对所述声音信号进行增益，继而将增益后的声音信号传输至所述音频编解码器；

所述音频编解码器将增益后的声音信号转化为数字信号生成音频数据，继而将所述音频数据传输至所述主控芯片；

所述主控芯片利用乒乓缓冲技术实时接收所述音频数据，并通过鸟声提取算法得到所述音频数据中的含有鸟声的片段，生成所述鸟声音频文件，并将所述鸟声音频文件存储在所述存储器中；所述鸟声提取算法具体为：

所述鸟声提取算法采用基于先验概率的自动分段算法对音频数据中的鸟声信号进行提取，将音频数据通过傅里叶变换从时域转换到频域进行分析，由噪声谱估计算法得到噪声方差，由最小均方误差估计算法得到纯净谱估计，结合引导判决法得到先验信噪比，以获得有声帧的先验概率值；根据所述有声帧的先验概率值，通过预先设定的阈值判断当前帧是否存在声音信号，集合连续多帧有声帧信号即得到含有鸟声的片段；

所述无线通信模块为LoRa模块，每一所述鸟声采集终端与所述网关设备以星型拓扑结构进行组网；所述主控芯片与所述LoRa模块之间通过串口进行通信，将串口的发送和接收分别映射到主控芯片的直接存储器访问通道，并将传输过程设置为一个有限状态机，配合定时器实现状态转移。

2.如权利要求1所述的远程鸟声信号传输系统，其特征在于，所述云端服务器包括存储服务器、消息服务器以及应用服务器；

所述存储服务器，用于在与所述网关设备建立通信连接后，接收由所述网关设备发送的鸟声音频文件，继而对所述鸟声音频文件进行存储；

所述消息服务器，用于在与所述网关设备建立通信连接后，接收由所述网关设备发送的鸟声文件信息、每一鸟声采集终端的设备状态信息以及网关设备的状态信息，继而将所述鸟声文件信息、每一鸟声采集终端的设备状态信息和网关设备的状态信息进行存储，并将所述鸟声文件信息、每一鸟声采集终端的设备状态信息和网关设备的状态信息转发至所述应用服务器；

所述应用服务器，用于根据所述鸟声文件信息从所述存储服务器中提取对应的鸟声音频文件，继而将所述鸟声音频文件和所述鸟声文件信息发送至鸟声监测平台；将每一所述鸟声采集终端的设备状态信息和所述网关设备的状态信息发送至设备管理平台。