[發(fā)明專利]一種應用于工業(yè)監(jiān)控設備的音頻監(jiān)控終端及音頻處理方法

有效

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• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102748011A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 顧岱鴻;劉政;羅輝;牛長軍;張宏祥;楊建周;單吉全;樊玉民;蔣昌星
• 申請（專利權）人: 北京眾博達石油科技有限公司
• 主分類號: E21B47/107
• 分類號: E21B47/107;G10L15/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發(fā)明屬于監(jiān)控設備技術領域，涉及一種油氣井應用工業(yè)監(jiān)控設備的遠程通信音頻監(jiān)控終端，尤其是一種應用于工業(yè)監(jiān)控設備的RS232/RS485遠程通信音頻監(jiān)控終端。

背景技術

油氣井屬于特殊行業(yè)，應用到的各種監(jiān)控設備，要求防爆。另外工業(yè)環(huán)境惡劣，抗腐蝕性。油氣井往往處于北方野外，冬季氣溫在-30度左右。且氣井比較分散，人員不可能對井場漏氣做到全天候?qū)崟r監(jiān)控。為滿足油氣田用戶的實際需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種應用于工業(yè)監(jiān)控設備的音頻監(jiān)控終端，該監(jiān)控終端能夠克服井場現(xiàn)有的RS232/RS485電臺低波特率通信不穩(wěn)定的特點，不僅可以將井場上的聲音特征值進行識別，還可以將井場上的聲音無失真的傳輸?shù)奖O(jiān)控室，并且提示監(jiān)控室人員有井場發(fā)生泄漏。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來解決的：

這種應用于工業(yè)監(jiān)控設備的音頻監(jiān)控終端，包括音頻處理單元，所述音頻處理單元通過音頻線連接有聲音采集單元，音頻處理單元通過數(shù)據(jù)總線和I2C總線連接有存儲單元，音頻處理單元還通過數(shù)據(jù)總線連接有音頻變送單元；所述音頻變送單元通過RS232總線連接有井口通信平臺；所述井口通信平臺通過無線通信方式連接至控制中心。

上述音頻處理單元包括DSP芯片以及與該DSP芯片連接的復位電路、振蕩電路和電源供電電路。

上述聲音采集單元為拾音器。

上述存儲單元采用AT29LV1024存儲芯片。

一種上述的音頻監(jiān)控終端的音頻處理方法，包括以下步驟：

1）通過拾音器將音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬的電信號；

2）將采集的模擬電信號的高頻雜波濾除，并且對濾波后的信號進行放大處理得到預處理音頻信號；

3）對預處理音頻信號進行每秒8000次的幅值取樣；

4）對取樣得到的時域離散的模擬信號進行均勻量化，得到16位的數(shù)字音頻信號；

5）對量化后的數(shù)字音頻信號進行小波分析，再對信號進行小波變換通過平移母小波獲得信號的時間信息，而通過縮放小波的寬度獲得信號的頻率特性；對母小波的縮放和平移操作是為了計算小波的系數(shù)，這些系數(shù)代表小波和局部信號之間的相互關系；系數(shù)的值越高表示信號與小波越相似；通過對比計算所得的小波相關性系數(shù)與處理器中預存數(shù)字的大小便可判斷出采集上來的音頻信號的類型；如果處理器判斷出音頻信號為井口管道漏氣聲，處理器便會產(chǎn)生報警信號；

6）處理器將量化后處理后得到的16為數(shù)字音頻信號，壓縮為8位的數(shù)字音頻信號；第1位為信號的正負標志位，信號幅值大于0此位為1，信號幅值小于0此位為0。第2、3、4為段位碼，它們將信號的整個幅值非均勻的分成8段，每段值的大小為1/2^8-段位碼，最后4位為段內(nèi)碼，就是將段位均勻分成16段。例如采集上的16為數(shù)字音頻信號為1536，此時信號為正，壓縮后第一位為1，將1536除以2¹⁶幅值大小落在1/64到1/32，因此其段位碼為010，再將1/64到1/32均勻等分16，其幅值落在1/128上，因此得到段內(nèi)碼值為1000；此次音頻壓縮結果為10101000。

本發(fā)明的音頻監(jiān)控終端是通過遠程通信、聲音采集傳輸監(jiān)控終端上加入音頻識別功能。當音頻處理器識別出采集上來的聲音為井場天然氣漏氣聲時，就會產(chǎn)生報警信號。當該音頻變送器被訪問時，音頻變送器會將報警信號上傳到控制室。而且可通過上位機發(fā)送命令決定是否將井場漏氣聲回傳到控制室。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的音頻監(jiān)控終端連接框圖；

圖2為DSP芯片的復位電路圖；

圖3為DSP芯片的振蕩電路圖；

圖4為DSP芯片的電源供電電路；

圖5為DSP芯片的外擴的存儲電路；

圖6為DSP芯片的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；

圖7為DSP芯片的RS232通信電路；

圖8為本發(fā)明PCM處理流程圖；

圖9為本發(fā)明量化器示意圖；

圖10為壓擴特性圖；

圖11為本發(fā)明音頻處理方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述：