[實(shí)用新型]一種次聲信號采集裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420198748.2
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN203965641U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷小鵬;劉敦龍;韋方強(qiáng);洪勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院;水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所
• 主分類號: G01V9/00
• 分類號: G01V9/00
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51212
• 代理人: 張帆

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種信號采集裝置及系統(tǒng)，特別是涉及一種次聲信號采集裝置及系統(tǒng)，屬于嵌入式信號裝置及信號系統(tǒng)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

次聲波是指頻率低于20Hz，不能引起人耳聽覺的聲波，簡稱次聲。次聲具有衰減小、傳播遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng)的特性，能在較遠(yuǎn)的距離上檢測到信號變化的特點(diǎn)。火山、地震、海嘯、泥石流，還有臺風(fēng)等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，常常伴隨次聲波的產(chǎn)生，因此測量并研究各種自然災(zāi)害下次聲的產(chǎn)生與傳播特征及變化，可以有效預(yù)測自然災(zāi)害的發(fā)生。?

次聲信號的采集過程，通常先利用次聲傳感器將接收到的次聲聲波轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號通過次聲信號采集裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要對轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行發(fā)送或保存操作。目前次聲信號的采集裝置通常由單片機(jī)或者嵌入式系統(tǒng)完成。現(xiàn)有的次聲信號采集系統(tǒng)通常是由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、次聲傳感器構(gòu)建次聲報(bào)警器，預(yù)設(shè)次聲閥值，當(dāng)接收的信號超過閥值時(shí)，儀器進(jìn)行報(bào)警。由于傳統(tǒng)單片機(jī)處理性能較差，因此AD轉(zhuǎn)換位數(shù)通常不高，處理器完成的任務(wù)也較為單一。?

授權(quán)公告號為CN201732456U的中國實(shí)用新型專利公開了一種網(wǎng)絡(luò)型泥石流次聲報(bào)警器，產(chǎn)品由次聲信號輸入件、CPU、聲光報(bào)警件、GPRS?傳輸件等組件構(gòu)成，其中次聲傳感器通過信號跟隨器與低通濾波器相連，經(jīng)過濾波后的信號進(jìn)入信號器放大器，電平提升電路后到達(dá)位于CPU的A/D轉(zhuǎn)換器。該產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)的是泥石流次聲的遠(yuǎn)程監(jiān)測與分析，無法實(shí)現(xiàn)次聲信號的發(fā)生定位，因而對災(zāi)害發(fā)生預(yù)警的應(yīng)用功能有限。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型就是針對目前次聲信號采集系統(tǒng)的不足，提供一種次聲信號采集裝置及系統(tǒng)。產(chǎn)品采用GPS模塊嵌入式設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)次聲信號的發(fā)生定位。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：?

一種次聲信號采集裝置，包括信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊，以及必要的電源電路模塊，其特征在于：所述信號采集模塊包括分別與數(shù)據(jù)處理模塊聯(lián)接的次聲信號采集模塊與GPS信號采集模塊；所述數(shù)據(jù)存儲模塊與數(shù)據(jù)處理模塊聯(lián)接。?

上述次聲信號采集裝置工作原理是：通過信號采集模塊采集環(huán)境次聲信號與GPS信號并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊將獲得的次聲信號與GPS信號一起封裝并保存至數(shù)據(jù)存儲模塊。?

上述次聲信號采集裝置，次聲信號采集模塊包括依次聯(lián)接的次聲傳感器、AD轉(zhuǎn)換器；AD轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)處理模塊聯(lián)接；AD轉(zhuǎn)換器所含芯片是16bit及以上的雙極性ADC芯片。次聲傳感器將感應(yīng)環(huán)境中低于20Hz的次聲信號并根據(jù)其聲壓大小轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊。為保證數(shù)據(jù)精度，AD轉(zhuǎn)換器所含芯片是16bit及以上的雙極性ADC芯片。?

上述次聲信號采集裝置，數(shù)據(jù)處理模塊是32位嵌入式處理器。數(shù)據(jù)處理模塊對AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的次聲數(shù)據(jù)進(jìn)行高頻采樣、并將次聲數(shù)據(jù)按應(yīng)用需要進(jìn)行存儲。?

上述次聲信號采集裝置具體可以是一種泥石流次聲信號采集裝置。?

以上述次聲信號采集裝置為基礎(chǔ)，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種次聲信號采集系統(tǒng)，具體技術(shù)方案如下：?

一種利用上述次聲信號采集裝置實(shí)現(xiàn)的次聲信號采集系統(tǒng)，其特征在于：包括依次聯(lián)接的次聲信號采集裝置、信號傳輸模塊、上位GIS處理平臺；所述信號傳輸模塊通過采集端接口模塊與數(shù)據(jù)處理模塊聯(lián)接，所述信號傳輸模塊與上位GIS處理平臺聯(lián)接通訊。?

上述次聲信號采集系統(tǒng)的工作原理是：由次聲信號采集裝置采集并封裝次聲信號與GPS信號，封裝后信號根據(jù)需要存儲至數(shù)據(jù)存儲模塊和/或經(jīng)由信號傳輸模塊傳輸給上位GIS處理平臺，由上位GIS處理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)的后期分析與處理。?

上述次聲信號采集系統(tǒng)，上位GIS處理平臺包括GIS客戶端平臺，GIS客戶端平臺分別與數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、地圖信息數(shù)據(jù)庫聯(lián)接；信號傳輸模塊通過平臺端接口模塊與數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器聯(lián)接。工作狀態(tài)下，GIS客戶端平臺在獲得封裝后的次聲信號與GPS信號后，調(diào)用數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器與地圖信息數(shù)據(jù)庫信息實(shí)現(xiàn)次聲發(fā)生定位與地圖展示，并對回傳的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖上的標(biāo)定，然后實(shí)時(shí)重繪出該點(diǎn)的次聲波形。GIS客戶端平臺處理的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器進(jìn)行存儲。?

上述次聲信號采集系統(tǒng)包括至少1個(gè)次聲信號采集裝置以及與次聲信號采集裝置數(shù)量對應(yīng)的信號傳輸模塊。每個(gè)次聲信號采集裝置都通過?其GPS信號采集模塊把數(shù)據(jù)都回傳到同一上位GIS處理平臺。上位GIS處理平臺通過GPS信息區(qū)分各次聲信號采集裝置的位置，并標(biāo)注到GIS處理平臺上。?