[發明專利]一種遠程鳥聲信號傳輸系統

有效

• 申請號: 202010429163.7
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111629041B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 張承云;鄭澤鴻;陳慶春;凌嘉樂;肖波
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: H04L67/06
• 分類號: H04L67/06;H04L67/141;H04L67/10;H04L12/66
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;麥小嬋

1.一種遠程鳥聲信號傳輸系統，其特征在于，包括：若干鳥聲采集終端、網關設備以及云端服務器；

每一所述鳥聲采集終端，用于采集監測區域的聲音信號，并根據所述聲音信號生成鳥聲音頻文件，繼而在接收由所述網關設備發送的訪問請求時，將所述鳥聲音頻文件通過內置的無線通信模塊發送至所述網關設備；還用于將所述鳥聲音頻文件對應的鳥聲文件信息以及各自鳥聲采集終端的設備狀態信息，發送至所述網關設備；

所述網關設備，用于向每一所述鳥聲采集終端發送訪問請求，繼而接收每一鳥聲采集終端的鳥聲音頻文件，并通過內置的無線網絡模塊與所述云端服務器建立通信連接后，將所述鳥聲音頻文件上傳至所述云端服務器；還用于將所述鳥聲文件信息、每一所述鳥聲采集終端的設備狀態信息以及所述網關設備的狀態信息發送至所述云端服務器；所述鳥聲文件信息包括鳥聲音頻文件的網絡存儲訪問路徑、鳥聲音頻文件的大小、采集該鳥聲對應的日期時間以及采集該鳥聲對應的采集終端設備名稱；所述設備狀態信息包括鳥聲采集終端的設備名稱、鳥聲采集終端的電池電量、鳥聲采集終端的錄音設備狀態和鳥聲采集終端的存儲器已用存儲空間；所述網關設備的狀態信息包括網關設備的名稱、網關設備的電池電量、網關設備的存儲器已用存儲空間以及網關設備與鳥聲采集終端連接的個數；

所述云端服務器，用于在接收所述鳥聲音頻文件后，對所述鳥聲音頻文件進行存儲與轉發；

其中，每一所述鳥聲采集終端，包括：傳聲器、前置放大器、音頻編解碼器、主控芯片、存儲器和無線通信模塊；

每一所述鳥聲采集終端，用于采集監測區域的聲音信號，并根據所述聲音信號生成鳥聲音頻文件，具體為：

所述傳聲器對監測區域的聲音進行采集，并傳輸至所述前置放大器；

所述前置放大器對所述聲音信號進行增益，繼而將增益后的聲音信號傳輸至所述音頻編解碼器；

所述音頻編解碼器將增益后的聲音信號轉化為數字信號生成音頻數據，繼而將所述音頻數據傳輸至所述主控芯片；

所述主控芯片利用乒乓緩沖技術實時接收所述音頻數據，并通過鳥聲提取算法得到所述音頻數據中的含有鳥聲的片段，生成所述鳥聲音頻文件，并將所述鳥聲音頻文件存儲在所述存儲器中；所述鳥聲提取算法具體為：

所述鳥聲提取算法采用基于先驗概率的自動分段算法對音頻數據中的鳥聲信號進行提取，將音頻數據通過傅里葉變換從時域轉換到頻域進行分析，由噪聲譜估計算法得到噪聲方差，由最小均方誤差估計算法得到純凈譜估計，結合引導判決法得到先驗信噪比，以獲得有聲幀的先驗概率值；根據所述有聲幀的先驗概率值，通過預先設定的閾值判斷當前幀是否存在聲音信號，集合連續多幀有聲幀信號即得到含有鳥聲的片段；

所述無線通信模塊為LoRa模塊，每一所述鳥聲采集終端與所述網關設備以星型拓撲結構進行組網；所述主控芯片與所述LoRa模塊之間通過串口進行通信，將串口的發送和接收分別映射到主控芯片的直接存儲器訪問通道，并將傳輸過程設置為一個有限狀態機，配合定時器實現狀態轉移。

2.如權利要求1所述的遠程鳥聲信號傳輸系統，其特征在于，所述云端服務器包括存儲服務器、消息服務器以及應用服務器；

所述存儲服務器，用于在與所述網關設備建立通信連接后，接收由所述網關設備發送的鳥聲音頻文件，繼而對所述鳥聲音頻文件進行存儲；

所述消息服務器，用于在與所述網關設備建立通信連接后，接收由所述網關設備發送的鳥聲文件信息、每一鳥聲采集終端的設備狀態信息以及網關設備的狀態信息，繼而將所述鳥聲文件信息、每一鳥聲采集終端的設備狀態信息和網關設備的狀態信息進行存儲，并將所述鳥聲文件信息、每一鳥聲采集終端的設備狀態信息和網關設備的狀態信息轉發至所述應用服務器；

所述應用服務器，用于根據所述鳥聲文件信息從所述存儲服務器中提取對應的鳥聲音頻文件，繼而將所述鳥聲音頻文件和所述鳥聲文件信息發送至鳥聲監測平臺；將每一所述鳥聲采集終端的設備狀態信息和所述網關設備的狀態信息發送至設備管理平臺。