[發(fā)明專利]一種海豚聲信號錄取系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810224787.4
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN101650430A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉維;戴戈;尹力
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號: G01S7/527
• 分類號: G01S7/527;G01S15/00
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊小蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲信號處理領(lǐng)域，特別涉及一種海豚聲信號錄取系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在水中，海豚通過聲音進行相互交流、捕捉食物、探測環(huán)境、自我標(biāo)志等等。海 豚聲信號的研究對于海豚聲行為、海豚聲納仿生以及海豚種群監(jiān)測均有比較重要的 意義。通過對海豚聲信號研究，有助于對海豚種群行為的理解；另外，對海豚仿生 聲納研究具有重要的意義。

海豚聲信號錄取是海豚聲納信號研究的前提，根據(jù)相關(guān)文獻，海豚發(fā)聲的頻率范 圍介于1KHz-200KHz之間，不同種類的海豚的發(fā)聲特性有一定的不同，反映在頻率 特性上有幾十kHz的差別。海豚探測環(huán)境聲信號的頻率較高，海豚的哨聲和通信信 號頻率較低，海豚聲信號涉及的頻帶較寬，對信號采樣率、存儲速度和存儲空間都 有很高的要求，從而對海豚聲信號的錄取工作造成困難。另外，海豚的生活環(huán)境為 海洋，這對海豚聲信號錄取設(shè)備的供電、可靠性和穩(wěn)定都提出了更高的要求，采用 一般的聲信號錄取設(shè)備很難完成海豚聲信號錄取的工作。綜合來看，海豚聲信號錄 取設(shè)備面臨的主要問題包括持續(xù)工作時間、數(shù)據(jù)傳輸、信號采樣率、存儲速度和存 儲空間等，其中持續(xù)工作時間主要由供電設(shè)備、系統(tǒng)功耗以及系統(tǒng)存儲空間決定。 為了解決這些問題，需要在一下幾個方面取得突破：

(1)采用電池供電，而不是采用通用的220V供電，以消除海豚聲信號錄取系 統(tǒng)對環(huán)境的依賴性；尋求新的能源供應(yīng)方式，最大限度延長系統(tǒng)的連續(xù)工作時間；

(2)通過海豚聲信號的自動檢測技術(shù)降低系統(tǒng)功耗，只有當(dāng)海豚出現(xiàn)并且發(fā)出 聲信號的時候才啟動海豚聲信號錄取系統(tǒng)，降低能源消耗，同時減少無用數(shù)據(jù)占用 存儲空間；

(3)利用無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，這樣可以利用母船或者岸邊布置的干端設(shè)備 定期將濕端存儲的數(shù)據(jù)備份后并清空，最大限度的減少對海豚聲信號錄取系統(tǒng)的收 放操作，降低使用成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種海豚聲信號錄取系統(tǒng)及方法。 該系統(tǒng)及方法根據(jù)海豚聲行為特點、海洋環(huán)境特點自動高效錄取海豚聲信號；利用 蓄電池和太陽能電池供電，降低了海豚聲信號錄取系統(tǒng)對工作環(huán)境的要求，提高系 統(tǒng)的工作時間；并利用無線數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)對海豚聲信號的自動遠程監(jiān)測和錄取。 具有低功耗、自動錄取以及數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)墓δ堋?

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的一種海豚聲信號錄取系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括干端 部分和濕端部分。

所述干端部分包括：

一數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收濕端部分發(fā)送的海豚聲信號數(shù)據(jù)。

一數(shù)據(jù)顯示模塊，用于顯示海豚聲信號數(shù)據(jù)。

所述濕端部分包括：

一供電模塊，用于向海豚聲信號錄取系統(tǒng)供電。

一聲信號接收模塊，用于接收海豚聲信號，并將該聲信號送入信號放大和濾波 模塊。

一信號放大和濾波模塊，用于將接收到的海豚聲信號放大、濾波，并送入數(shù)據(jù) 采集模塊。

一數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集海豚聲信號數(shù)據(jù)。

一數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲采集到的海豚聲信號數(shù)據(jù)。

一數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于將采集到的海豚聲信號數(shù)據(jù)發(fā)送到干端部分。

一海豚聲信號檢測模塊，用于根據(jù)海豚聲信號的特點和設(shè)定的參數(shù)，利用滴答 脈沖串檢測海豚聲信號，如果沒有檢測到海豚聲信號，則海豚聲信號錄取系統(tǒng)處于 休眠工作模式；如果檢測到海豚聲信號，則啟動海豚聲信號錄取系統(tǒng)，開始錄取、 采集并存儲海豚聲信號。

其中，所述海豚聲信號檢測模塊還包括：

一聲信號閾值檢測模塊，用于將當(dāng)前聲信號強度S與強度閾值T比較，如果 S≥T，則啟動滴答脈沖串(Click脈沖串)脈沖分解模塊；如果S＜T，則海豚聲信號 錄取系統(tǒng)繼續(xù)休眠。

一滴答脈沖串(Click脈沖串)脈沖分解模塊，用于將Click脈沖串分解為獨立的 Click脈沖，并計算Click脈沖串中包含的脈沖個數(shù)n和平均脈沖寬度w。

一滴答脈沖串判斷模塊，用于判斷當(dāng)前聲信號是否滿足下式的條件：

n＞N，且w∈[W_min?W_max]；

其中，N為脈沖串個數(shù)閾值；[W_min?W_max]為脈沖寬度范圍；