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:学位论文
摘要
对环境噪声及时而准确的测量分析有助于环保部I'-J$O定合理的环境保护措施,是衡量
地区环保水平的重要指标之一。传统噪声测量设备声级计只能获得声压级等单一数据,无
法对噪声成分进行分析,本文提出的嵌入式噪声分析系统把对噪声的分析从时域扩展到频
域中,并具备了数字化程度高、实时性强和功耗低等特点。
本文研究的主要成果有:
,根据实时性、功耗等要求设
计完成了硬件电路并调试通过,其中对于单片机MSP430F149的软件编程及PDIUSBDl2
的固件编程进行了深入研究,实现了满足噪声分析要求的USB噪声采集卡;在VC++环
境下利用MFC技术设计完成了噪声分析仪系统的上位机软件和USB驱动。并将噪声分
析算法成功应用于噪声分析中,得到了比较好的效果。测试中系统各项指标符合国家制定
的噪声检测规程。
,提高噪声分析能力为出发点,对噪声分析的相关算法进
行了深入研究。首先利用数字信号处理技术将之前用模拟电路实现的频率计权、时间计权、
倍频程和1/3倍频程计算等功能成功转化为数字化实现;其次将多抽样率算法应用到1/3
倍频程计算中,有效减少了计算量,提高了系统的实时性;再次为了提高噪声分析中的频
谱分辨能力,还仔细研究了时间重叠算法的过程及时频域特性,并与系统要求相结合成功
引进到噪声频谱分析中,取得了较好的分析效果。
,文中将嵌入式噪
声分析仪应用到环境噪声的多点监测,成功实现了噪声分析仪的分布式应用。
本文的创新点在于系统采用双核结构,将USB技术应用到嵌入式噪声分析仪系统的
噪声信号传输中,并在吸取业界成熟的噪声分析算法的基础上,引进了多抽样率、时间重
叠等较新的分析方法,成功集成在系统中。目前该系统已经得到了XX公司的认同,并将
很快应用到实际的产品中。
通过采用新式的嵌入式噪声分析仪系统,可以便捷直观的得到噪声分析结果,为噪声
分析提供了先进的分析手段,这对于有效地提高环境噪声监测能力、控制环境噪声污染都
是非常有意义的。
关键字:声学;声级计;USB;数字滤波器;时间重叠;分布式;
浙江理|T人学硕上学位论文
Abstract
Environmental protection departments call develop reasonable measures to protect the
environment according to timely and accurate measurement ’S all important indicator
of the area’s environmental protection sound level meter Can only obtain a
single data sound pressure level;it can not be analyzed about this
paper,the noise analysis of embedded system is proposed for the analysis of noise from the
time domain extended to frequency domain,which also has a hi曲degree of digital,real-time
and low power this paper,the main results have:
the embedded system of the noise analyzer and debug hardware ckcuits,and
have in—depth research for MSP430F149 MCU software programming and PDIUSBDl2
firmware programming,A USB—based noise acquisition card pleted which meet the
plete the design of noise analyzer system of PC s