[發明專利]一種基于ARM的多通道聲音信號采集系統

有效

• 申請號: 201611206451.6
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106802781B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 曹九穩;陳智勇;王建中
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F3/16
• 分類號: G06F3/16;G01H17/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

本發明公開了一種基于ARM的多通道聲音信號采集系統。本發明中聲音信號傳感器模塊將聲音信號轉化為模擬信號然后輸出至前端調理電路；前端調理電路將調理后的模擬信號輸入到AD模塊；AD模塊將模擬信號進行AD轉換得到對應的數字信號，并將數字信號按照特定的順序通過SPI總線傳輸至ARM平臺。在ARM平臺上，利用其自帶的EDMA模塊實現ping?pong緩存，并將AD模塊傳來的數據存儲至ping?pong緩存。ARM平臺將緩存中的數據存儲至SD卡模塊或直接進行處理；ARM平臺同時與SDRAM模塊、NandFlash模塊、SD卡模塊、串口接口和以太網接口相接。本發明減少了系統成本，且降低了軟硬件復雜度。

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，具體涉及一種基于ARM的多通道聲音信號采集系統。

背景技術

信號處理是對各種類型的電信號，按各種預期目的和要求進行加工過程的統稱。信號有模擬信號和和數字信號之分，對模擬信號的處理稱為模擬信號處理，對數字信號的處理稱為數字信號處理。信號采集屬于信號處理的第一環節，信號只有先經過采集才能進行下一步的處理。換而言之，信號處理的對象只能通過信號采集得到。因此，信號采集對于后期信號的處理有著至關重要的影響。當代計算機由于其強大的計算能力，是目前信號處理的主要工具，由于計算機只能接受數字信號，因此模擬信號需通過AD(模數轉換)轉化為數字信號才能被計算機處理。

聲音信號是自然界常見的模擬信號，聲音信號處理是信號處理領域的一個分支。同理，在聲音信號處理之前，需進行聲音信號的采集，此處的“采集”指的是將屬于模擬信號的聲音信號轉化為數字信號，以供計算機系統處理。目前市場上常見的聲音信號采集系統，主要由AD模塊和DSP或FPGA組成。此類聲音信號采集系統往往具備采樣速率高、多通道采樣、AD精度高、實時性好等優點，甚至有些采集系統還集成了簡單信號處理的功能，可直接輸出處理之后的數據。但此類系統往往價格昂貴，尤其是高精度高速度的采集系統。且此類系統內部含有DSP或FPGA等模塊，往往需要對其進行編程，系統硬件復雜度和軟件復雜度均較高。這些因素導致了此類聲音信號采集系統不利于大范圍推廣。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種基于ARM的多通道聲音信號采集系統。本發明能有效解決上述缺陷，不僅能對聲音信號進行多通道高速采集、實時采集，還能將采集的數據進行存儲或實時處理。且本發明降低了硬件、軟件的復雜度，降低了系統成本。本發明可以應用在多種涉及到聲音信號采集的場合，例如環境噪聲源的識別定位系統、地下管線防破壞監測系統等場合。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于ARM的多通道聲音信號采集系統，核心部分包括ARM平臺、AD模塊、聲音信號傳感器模塊，另外包括前端調理電路、SDRAM模塊、NandFlash模塊、SD卡模塊、以太網接口、串口接口。

聲音信號傳感器模塊包含4個聲音傳感器探頭，將4路聲音信號轉化為模擬信號，然后輸出至前端調理電路，在前端調理電路中將傳感器輸出的模擬信號進行調理；前端調理電路位于聲音信號傳感器模塊和AD模塊之間，前端調理電路將調理后的模擬信號輸入到AD模塊的4個輸入通道；AD模塊分別將4路模擬信號進行AD轉換得到對應的數字信號，并將4路數字信號按照特定的順序通過SPI總線傳輸至ARM平臺，ARM平臺將接收的數據存儲至SD卡模塊或直接進行處理；ARM平臺同時與SDRAM模塊、NandFlash模塊、SD卡模塊相連接，其中SD卡模塊用于存儲ARM平臺接收到的聲音信號數據，NandFlash模塊和SDRAM模塊分別用于程序數據的存儲和程序的運行；同時ARM平臺通過串口接口和以太網接口與外界進行通信，進行信息交互。

本發明的核心技術在于AD模塊和ARM平臺以及兩者的協同工作。下面詳細介紹AD模塊和ARM平臺以及兩者之間如何協同工作。