【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及自喚醒監(jiān)測領域，具體為自喚醒監(jiān)測裝置及監(jiān)測系統(tǒng)。
技術介紹
1、自喚醒裝置是一種專門設計用于在戶外環(huán)境中監(jiān)測或記錄數(shù)據(jù)的設備，具有自主喚醒功能，可以定期喚醒并記錄數(shù)據(jù)，以節(jié)省能量并延長設備的運行時間，常用于動物監(jiān)測、人員活動監(jiān)測和設備監(jiān)測等領域。
2、自喚醒裝置的工作模式以聲學檢測為主，由環(huán)境聲波進行喚醒，并在喚醒后對聲波數(shù)據(jù)進行采集和存儲。由于戶外環(huán)境雜音較多，自喚醒裝置容易受到外部環(huán)境影響，導致誤喚醒，或是被輕微的聲波擾動所干擾，使裝置被頻繁喚醒，不僅增加了裝置的能量消耗，還會導致裝置內存溢出，不利于裝置的長期運行。
3、此外，環(huán)境中存在多個聲源時，自喚醒裝置需要對單一顯著的聲源進行定位，從而判斷需要存儲的聲波數(shù)據(jù)，現(xiàn)有裝置通過設置大量麥克風和磁頭采集聲波進行分析，使得裝置體積龐大，提高了檢測成本，也會導致裝置的續(xù)航能力下降。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術的目的在于提供自喚醒監(jiān)測裝置及監(jiān)測系統(tǒng)，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：自喚醒監(jiān)測裝置，包括：裝置外殼、發(fā)電機、供電電池、拾音器、壓電磁頭、邏輯芯片、通信設備、數(shù)據(jù)存儲設備和溝通電路；
3、所述裝置外殼應具有防雨、防震、防塵、防雷擊功能，可長期處于戶外環(huán)境中；
4、所述溝通電路由第一電阻、第二電阻、第一電容、第二電容、三極管、供電體系接口、通信體系接口、第一磁頭接口和第二磁頭接口構成，所述第一電阻的
5、自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，包括：發(fā)電供電模塊、聲波檢測模塊、邏輯振蕩模塊、溝通喚醒模塊和聲源檢定模塊；
6、所述發(fā)電供電模塊用于通過能源發(fā)生設備為裝置獲取電能，并將電能存儲在蓄電池中；
7、所述聲波檢測模塊用于獨立封裝喚醒監(jiān)測裝置的供電體系和通信體系，并分別設置拾音器和壓電磁頭，所述壓電磁頭通過振蕩電路相互連接，控制供電體系和通信體系間的主供電線纜通斷；
8、所述邏輯振蕩模塊用于在拾音器檢測到環(huán)境聲波時，通過壓電磁頭生成與聲波頻率和幅度一致的感應電壓，由聲波的頻率和能量譜密度計算聲強衰減，由介質中的聲速得到兩側拾音器對聲波的檢驗時差；將先檢測到環(huán)境聲波的壓電磁頭將感應電壓的波形后延一個時差，作為第一感應電壓向振蕩電路中輸出，后檢測到環(huán)境聲波的拾音器將感應電壓的波形疊加聲強衰減后向振蕩電路中輸出；
9、所述溝通喚醒模塊用于當聲波來自同一聲源時，在振蕩電路中產生恒定的振蕩電壓，邏輯芯片檢測到振蕩電壓后導通主供電線纜，喚醒監(jiān)測裝置進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲；
10、所述聲源檢定模塊用于由兩側磁頭間的距離、時延和實際聲強衰減，對聲源與各磁頭間的距離進行測算，結合兩側磁頭的坐標和聲源距兩側磁頭間的距離測算聲源坐標。
11、進一步的，所述發(fā)電供電模塊包括：發(fā)電機單元和蓄電池單元；
12、所述發(fā)電機單元用于產生電力為裝置提供能源，供電方式包括：太陽能供電、風力供電和電池供電；
13、所述蓄電池單元用于存儲發(fā)電機產生的電能，并在邏輯電路導通后向通信體系供電。
14、進一步的，所述聲波檢測模塊包括：拾音器單元和磁頭壓電單元；
15、所述拾音器單元用于檢測環(huán)境中的聲波，并解析聲波的能量譜密度；
16、所述磁頭壓電單元用于根據(jù)聲波的能量譜密度產生感應電壓。
17、進一步的，所述邏輯振蕩模塊包括：邏輯運算單元、振蕩電路單元和導通識別單元；
18、所述邏輯運算單元用于根據(jù)拾音器之間的距離和聲波的能量譜密度，計算感應電壓，使感應電壓滿足振蕩電路的起振條件，所述起振條件由聲音的實際監(jiān)測區(qū)域確定；
19、所述振蕩電路單元用于根據(jù)感應電壓判斷輸入電路的聲波是否來自同一聲源；
20、所述導通識別單元用于在振蕩電路中的電流穩(wěn)定時，導通電路體系和通信體系間的通路，喚醒裝置。
21、進一步的，所述溝通喚醒模塊包括：數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)存儲單元；
22、所述數(shù)據(jù)采集單元用于在被喚醒后采集環(huán)境數(shù)據(jù)；
23、所述數(shù)據(jù)存儲單元用于存儲采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)。
24、進一步的，所述聲源檢定模塊包括：異步檢波單元、距離檢定單元和聲源定位單元；
25、所述異步檢波單元用于獲取兩臺拾音器中聲波的時延、頻率和譜密度；
26、所述距離檢定單元用于由兩側磁頭間的距離、時延和實際聲強衰減，對聲源與磁頭間的距離進行測算；
27、所述聲源定位單元用于根據(jù)兩側磁頭坐標以及聲源與磁頭間的距離確定聲源坐標。
28、自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)對應方法，所述系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟：
29、步驟s1.獨立封裝喚醒監(jiān)測裝置的供電體系和通信體系，并分別設置拾音器和壓電磁頭，所述壓電磁頭通過振蕩電路相互連接，控制供電體系和通信體系間的主供電線纜通斷；
30、步驟s2.拾音器檢測到環(huán)境聲波，通過壓電磁頭生成與聲波頻率和幅度一致的感應電壓，由聲波的頻率和能量譜密度計算聲強衰減，由介質中的聲速得到兩側拾音器對聲波的檢驗時差；
31、步驟s3.先檢測到環(huán)境聲波的壓電磁頭將感應電壓的波形后延一個時差，作為第一感應電壓向振蕩電路中輸出，后檢測到環(huán)境聲波的拾音器將感應電壓的波形疊加聲強衰減后向振蕩電路中輸出；
32、步驟s4.聲波來自同一聲源時，在振蕩電路中產生恒定的振蕩電壓，穩(wěn)壓芯片檢測到振蕩電壓后導通主供電線纜，喚醒監(jiān)測裝置進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲；
33、步驟s5.由兩側磁頭間的距離、時延和實際聲強衰減，對聲源與各磁頭間的距離進行測算，結合兩側磁頭的坐標和聲源距兩側磁頭間的距離測算聲源坐標。
34、進一步的，步驟s1包括：
35、步驟s11.將喚醒監(jiān)測裝置中的發(fā)電機和供電電池封裝為供電體系，邏輯芯片、通信設備、數(shù)據(jù)存儲設備封裝為通信體系，體系間通過主供電線纜相連，所述主供電線纜的開關由穩(wěn)壓芯片控制，所述穩(wěn)壓芯片在存在穩(wěn)定電壓時閉合開關，在穩(wěn)定電壓消失并維持固定時長后切斷開關；
36、步驟s12.分別在供電體系和通信體系內設置拾音器和壓電磁頭，利用振蕩電路連接兩個壓電磁頭和穩(wěn)壓芯片中的電壓檢測接口。
37、進一步的，步驟s2包括：
38、步驟s21.拾音器通過麥克風或鼓膜檢測環(huán)境聲波，將檢測到的聲波振動傳遞到壓電磁頭，壓電磁頭根據(jù)聲波振動生成感應電壓，直到聲波振動停止，將過程中產生的電壓記為u(t)，其中t代表時間；
39、步驟s22.根據(jù)壓電磁頭的能量轉換效率計算聲波的能量譜密度，按以下公式本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括以下模塊：發(fā)電供電模塊、聲波檢測模塊、邏輯振蕩模塊、溝通喚醒模塊和聲源檢定模塊；
2.根據(jù)權利要求1所述的自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)電供電模塊包括：發(fā)電機單元和蓄電池單元；
3.根據(jù)權利要求2所述的自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述聲波檢測模塊由以下步驟實現(xiàn)：
4.根據(jù)權利要求3所述的自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述邏輯振蕩模塊包括：邏輯運算單元、振蕩電路單元和導通識別單元；
5.根據(jù)權利要求4所述的自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述邏輯振蕩模塊由以下步驟實現(xiàn)：
6.根據(jù)權利要求5所述的自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述溝通喚醒模塊包括：數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)存儲單元；
7.根據(jù)權利要求6所述的自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述溝通喚醒模塊和聲源檢定模塊由以下步驟實現(xiàn)：
8.自喚醒監(jiān)測裝置，所述裝置包括：裝置外殼、發(fā)電機、供電電池、拾音器、壓電磁頭、通信設備和數(shù)據(jù)存儲設備，其特征在于：還包括邏輯芯片和溝通電路；
【技術特征摘要】
1.自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括以下模塊：發(fā)電供電模塊、聲波檢測模塊、邏輯振蕩模塊、溝通喚醒模塊和聲源檢定模塊；
2.根據(jù)權利要求1所述的自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)電供電模塊包括：發(fā)電機單元和蓄電池單元；
3.根據(jù)權利要求2所述的自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述聲波檢測模塊由以下步驟實現(xiàn)：
4.根據(jù)權利要求3所述的自喚醒監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述邏輯振蕩模塊包括：邏輯運算單元、振蕩電路單元和導通識別單元；
<...【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：徐敬忠，汪文有，謝堂輝，
申請(專利權)人：北京采聲科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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