专利名称：一种基于无线传感网络的声信号采集终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到无线传感网络以及嵌入式系统设计领域，涉及一种基于无线传感网络的声信号采集终端。
背景技术：
在现代战争中，履带式车辆以及轮式车辆仍然扮演着重要的角色。如何在战场上辨别履带式和轮式车辆成为各个国家研究的一个重点。在现代战场上常用的识别方法包括雷达、红外、视频图像或者间谍卫星等。这些方法各有优缺点，比如红外探测的精度与距离都是有限的，总体探测的局限性也比较大。比如雷达探测，它的精度和准确性比较高但是成本比较高，而且在战场的应用也受到环境的影响，在野外和比较暴露的地方由于雷达其自身的特点也容易受到攻击。利用声信号辨别车辆在交通监测领域以及军事领域得到了一些应用，但实际的应用在探测范围以及精度上也受到各种条件的约束。传统的声信号采集都是通过麦克风或者麦克风阵列完成。这种方法在狙击手探测定位系统运用的比较成熟。狙击手声探测定位系统通过麦克风阵列接收并测量狙击步枪的枪口激波和弹丸飞行产生的冲击波来确定狙击手的位置。基于声信号的车辆识别系统与狙击手探测定位系统的原理相似，车辆识别系统是利用不同车辆在行驶中产生的不同声波信号来实现对车辆的分辨。系统的设计可以分为三个部分一是声传感阵列；二是信号处理单元；三数据远端传输单元。现在一些实际的声采集阵列的采集范围十分有限，在一片比较大的区域布置多个声传感阵列没有办法实现协调工作，各个声传感阵列的成本也比较高， 在实际的声信号处理单元中，信号调理电路对声信号进行一定的处理送入A/D转换器进行 A/D转换再进行处理。在算法方面，已经有一些科研人员把信息融合理论运用到基于声信号的目标分辨中，实际效果也不是很突出，但前景非常的看好。对于实际中尤其是在军事领域应用的声信号辨别车辆目标的方法，从实际系统设计到理论研究都需要解决设计成本，大范围探测等重点问题。
发明内容本实用新型针对现有技术的局限性，提供了基于无线传感网络的声信号采集终端。本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为本实用新型包括声传感阵列模块、声信号调理模块、微处理器模块、无线发送与接收模块和电源模块。声传感阵列模块采集的六路声信号接到包含六通道的声信号调理电路模块的输入端。声信号调理模块的输出端与微处理器模块输入端相连。微处理器模块的输出端连接到无线发送与接收模块的输入端。所述的电源模块分别为声传感阵列模块、声信号调理电路的模块、微处理器模块和无线发送与接收模块提供电源。[0009]所述的声传感阵模块包括微拾音器Ml、微拾音器M2、微拾音器M3、微拾音器M4、微拾音器M5和微拾音器M6 ；微拾音器Ml的正极端口与+12V电源相连，微拾音器Ml的负极端口与地相连。微拾音器M2的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M2的负极端口与地相连。微拾音器M3的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M3的负极端口与地相连。微拾音器M4的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M4的负极端口与地相连。微拾音器M5的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M5的负极端口与地相连。微拾音器M6的正极端口与+12V 电源相连，微拾音器M6的负极端口与地相连。所述的声信号调理模块包括第一电容Cl、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、 第四电阻R4、第二电容C2、第五电阻R5、第一运算放大器U1A、第三电容C3和第一稳压二极管D1。第一电容Cl的一端与第三电阻R3—端相连，第一电阻Rl和电源相连，第二电阻R2 一端和地相连，第一电阻R1，第二电阻R2，第一电容Cl的一端以及第三电阻R3的一端有个公共的交点。第三电阻R3 —端与第四电阻R4 —端相连，第三电阻R3和第四电阻R4与放大器UlA的负极相连，第二电容C2 —端与地相连，第五电阻R5 —端与地相连，第二电容C2 和第五电阻R5 —端与第一放大器UlA的正极端相连。放大器的输出一端与第三电容C3和第一稳压二极管Dl的正极端相连，第三电容C3另一端与地相连，第一稳压二极管Dl的负极端与地相连，放大器的输出端连接到第一处理器Ul的A/D端口进行A/D转换。所述的微处理器模块包括第二二极管D2、第一开关SW1、第六电阻R6、第四电容 C4、第七电阻R7、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8以及第一微处理器 Ul。第二二极管D2的正极端接+5V电源，负极端与第一开关SWl相连，第六电阻R6 —端与 +5V电源相连，另一端与第四电容C4相连，第四电容C4另一端与地相连，第一开关SWl的另一端也与地相连。第七电阻R7的一端与第一处理器Ul的RESET端口相连。第一处理器 Ul的ADC. 0 ADC. 5分别与信号调理电路的输出ADl AD5相连。第一处理器Ul的VDD 端与3. 3V电源相连，第五电容C5，第六电容C6的一端都与3. 3V电源相连，另外一端都与地相连。第一处理器Ul的Vref端与3. 3V电源相连，第七电容C7，第八电容C8的一端都与 3. 3V电源相连，另外一端都与地相连，所述的第一微处理器Ul的型号为NUC100LD3AN。所述的无线发送和接收模块包括第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第八电阻R8、第二处理器U2、第十四电容C14、第十五电容 C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第一电感Li、第二电感L2、第一天线 ATl和第一电平转换芯片Tl。第九电容C9的一端与第一天线Tl的Cl+端口相连，另一端与第一天线Tl的Cl-端口相连。第十电容ClO的一端与第一天线Tl的C2+端口相连，另一端与第一天线Tl的C2-端口相连。第—^一电容Cll的一端与第一天线Tl的V+端口相连，另一端与地相连。第十二电容C12的一端与第一天线Tl的V-端口相连，另一端与地相连。第一天线Tl的VCC端口与3. 3V电源相连。第一天线Tl的RlIN端口与第一微处理器 Ul的PB. 1/TX0相连。第一天线Tl的RlOUT端口与第二处理器U2的Pl_2相连。第一天线 Tl的R2IN端口与第二处理器U2的Pl_l端口相连。第一天线Tl的R20UT端口与第一微处理器Ul的PB. 0/RX0相连。第二处理器U2的VCC端与3. 3V电源相连。第八电阻R8的一端与U2的RBIAS端相连，另一端与地相连。第十三电容一端与U2的DC0UPLE端相连， 另一端与地相连。第二处理器U2的GND端与地相连。第二处理器U2的AVDDl AVDD6都与3. 3V电源相连。第二处理器U2的DVDDl与DVDD2都与3. 3V电源相连。第十四电容的
5一端与第二处理器U2的RF_N的端相连，另一端与第一电感Ll相连。第十五电容C15 — 端与第二电感L2相连。第一电感Ll的另外一端与地相连。第十七电容C17的一端与第二电感L2相连，另外一端与地相连。第十六电容C16，第二电感L2的一端与第十八电容C18 相连，第十八电容C18的另外一端与第一天线ATl相连。所述的电源模块包括提供+12V电压的第一电源模块、提供5V和3. 3V电压的第二电源模块。第一电源模块包括第十九电容C19、第一稳压器VR1、第三二极管D3、第二十电容 C20、第九电阻R9、第十电阻R10、第四二极管D4和第二i^一电容C21。输入电源VIN端与第一稳压器VRl的Vin端相连，第十九电容的一端与第一稳压器VRl的Vin相连，另一端与地相连。第三二极管D3的正极端与第一稳压器VRl的Vin相连，负极端与第一稳压器VRl的 Vout端相连。第二十电容C20—端与第一稳压器VRl的GND相连，另一端与地相连。第九电阻R9—端与第一稳压器VRl的Vout端相连，另一端与第十电阻RlO的一端相连，第十电阻RlO的一端与地相连。第四二极管D4正极端与第一稳压器VRl的Vout端相连，负极端与第二十电容C20相连。第二十一电容C21的一端与第一稳压器VRl的Vout相连，另一端与地相连。第二电源模块包括第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二稳压器VR2、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十七电容C27和第三稳压器 VR3。第二十二电容C22，第二十三电容C23的一端同时与第二稳压器VR2的Vin端相连， 另一端都与地相连。第二稳压器VR2的GND端与地相连。第二稳压器VR2的Vout端与第二十四电容C24，第二十五电容C25的一端同时连接，第二十四电容C24，第二十五电容C25 的另外一端都与地相连。第三稳压器VR3的GND与地相连，第三稳压器VR3的OUT端与 Vout端相连。第二十七电容C27，第二十八电容以8同时与第三稳压器VR3的Vout端相连， 它们的另一端都与地相连。本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果在声传感设计这个环节上，相比于传统的麦克风阵列，本实用新型设计的由声微拾音器构建的声传感阵列的灵敏度高、功耗低，在性能表现优良的同时最主要体现的是设计成本上的优势。在信号处理这个环节，本实用新型把声信号耦合叠加到直流网络上进行信号极性的转换，两个电容即可完成工作， 简单可靠而且成本非常低。终端设备选用的NUC100LD3AN处理器功能强大，内部自带的12 位A/D转换器不仅精度高而且速度快，同时也节省了外部扩展独立的A/D转换器。通过无线传感网络布置一定数量的终端设备采集声信号大大增加了声信号的采集范围，使得整个车辆识别区域也增大。综合来看，终端设备的设计在性能表现优异的同时降低了成本。相对于现有的技术，利用本实用新型设计的终端设备构建无线探测网络，车辆识别的准确率高， 应用成本降低通过无线传感网络提高了车辆识别的覆盖面积。

图1为终端设备电路结构图；图2为声传感阵列模块；图3为声传感阵列平面结构图；图4为声信号调理模块；[0021]图5为微处理器模块；图6为无线发送与接收模块；图7为第一电源模块；图8为第二电源模块；图9为车辆识别系统结构图；图10为战场上的车辆识别系统的示意图；图11为车辆识别系统的融合结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。如图1所示，一种基于无线传感网络的声信号采集终端包括声传感阵列模块、声信号调理模块、微处理器模块、无线发送与接收模块和电源模块。通过声传感阵列采集的六路信号CHl、CH2、CH3、CH4、CH5、CH6通过声信号调理电路进行信号处理后再输入到声信号微处理器模块进行A/D转换。在微处理器上完成A/D转换后，数据将通过串口传送到无线发射与接收模块上进行无线发送。如图2所示，声传感阵模块主要包括微拾音器M1，微拾音器M2，微拾音器M3，微拾音器M4，微拾音器M5和微拾音器M6。Ml的正极端口与+12V电源相连，Ml的负极端口与地相连。M2的正极端口与+12V电源相连，M2的负极端口与地相连。M3的正极端口与+12V 电源相连，M3的负极端口与地相连。M4的正极端口与+12V电源相连，M4的负极端口与地相连。M5的正极端口与+12V电源相连，M5的负极端口与地相连。M6的正极端口与+12V电源相连，M6的负极端口与地相连。微音拾音器是+12V供电，它有三个引脚，两个电源引脚和一个信号输出引脚。如图3所示，声传感阵列由六个微音监听器在二维平面圆内按照60°角等均勻分布，圆的半径为lm。微音监听器内部是由先进的运放电路和高保真微音拾音器组成，不仅灵敏度高，而且监听场合100平方米内不失真。由微音监听器声传感阵列可以根据需要布置在地面上，也可以安装在车辆一类的运动平台上。微音监听器内部已经包含前端信号的放大处理电路，所以终端设备并不需要再进行信号放大处理。如图4所示，声信号调理电路模块主要包括第一电容Cl，第一电阻R1，第二电阻 R2,第三电阻R3，第四电阻R4，第二电容C2，第五电阻R5，第一运算放大器U1A，第三电容 C3,第一稳压二极管Dl。第一电容Cl的一端与信号CHl相连，第一电容Cl的另一端与第一电阻Rl —端相连，第一电容Cl的另一端与第二电阻R2 —端相连，第一电容Cl的另一端与第三电阻R3 —端相连，第一电阻Rl的另一端和电源相连，第二电阻R2另一端和地相连，第一电阻R1，第二电阻R2，第一电容Cl的一端以及第三电阻R3的一端有个公共的交点。第三电阻R3另一端与第四电阻R4 —端相连，第三电阻R3与放大器UlA的负极相连，第四电阻R4与放大器UlA的负极相连，第二电容C2 —端与地相连，第五电阻R5 —端与地相连，第二电容C2另一端与第一放大器UlA的正极端相连。第五电阻R5另一端与第一放大器UlA 的正极端相连，放大器的输出一端第四电阻R4另一端相连，放大器的输出一端与第三电容 C3 一端相连，放大器的输出一端与第一稳压二极管Dl的正极端相连，第三电容C3另一端与地相连，第一稳压二极管Dl的负极端与地相连，放大器的输出端连接到Ul的A/D端口进行A/D转换。声传感阵列总共有六路声信号输出，每一路输出的声信号特性完全一样，所以它们的信号调理电路也完全一样，这里只列出其中一路的信号调理电路图。微音监听器输出的声信号是交流信号，所以在进行A/D转换之前要进行一定的处理。由于微音监听器内部已经包含高质量的放大电路，所以外部主要是把交流信号转换为直流信号。本实用新型的方法是，交流信号通过耦合电容叠加到分压网络上，双极性的信号就变成单极性的。交流信号通过以集总参数的电阻器和电容器组成的RC耦合电路，实为一
组一阶高通滤波器，输出频率特性符合关系式/=▲。RC值设定以后，在频率fL处
2 TiRC
有-3DB的衰减，因此称fL为此高通滤波器的低频转折频率。为了计算方便，如R以千欧，C 以UF为单位，fL则为HZ，公式可写为fL(hz)=159/R(千欧)XC(微法)。拾音器的输出电压范围为_2.2V +2.2V。第一电阻Rl和第二电阻R2组成的分压电路接上+5V电源， 其中R1=R2，M点的电压为2. 5V，这样声信号耦合叠加到M点后的电压输出为0. 3V 4. 7V, 4. 7V电压超过了 A/D转换器最大承受值3. 3V，所以耦合叠加后的声信号还要经过比例电路进行一定的比例转换来满足A/D转换允许的量程。Dl为3. 3V的稳压二极管，主要是用来保护A/D转换器。如图5所示，微处理器模块主要包括第二二极管D2，第一开关SW1，第六电阻R6， 第四电容C4，第七电阻R7，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8以及第一处理器Ul。第二二极管D2的正极端接+5V电源，第二二极管D2的负极端与第一开关SWl 一端相连，第六电阻R6 —端与+5V电源相连，第六电阻R6另一端与第四电容C4 一端相连， 第四电容C4另一端与地相连，第一开关SWl的另一端与地相连。第七电阻R7的一端与第二二极管D2的负极端连接，第七电阻R7的一端与第一开关SWl —端相连，第七电阻R7的一端与第六电阻R6另一端连接，第七电阻R7的另一端与第四电容C4 一端相连，第七电阻 R7的另一端与Ul的RESET端口相连。Ul的PA. 0/ADC. 0 PA. 5/ADC. 5分别与信号调理电路的输出ADl AD5相连。Ul的VDD端与3. 3V电源相连，第五电容C5的一端都与3. 3V电源相连，第六电容C6的一端都与3. 3V电源相连，第五电容C5的另一端与地相连，第六电容 C6的另一端与地相连。Ul的Vref端与3. 3V电源相连，第七电容C7的一端都与3. 3V电源相连，第八电容C8的一端都与3. 3V电源相连，第七电容C7的另一端与地相连，第八电容C8 的另一端与地相连。本实用新型选用的第一处理器Ul是基于Cortex-MO内核的新唐NUC100LD3AN处理器。微处理器在本实用新型系统中的主要作用有两个一是对声信号进行A/D转换，二是对A/D转换的声信号数据进行初步的处理。NUC100LD3AN处理器的运行速度可以达到50MHz 而且功耗比较低，它内部内部包含了高精度的12位A/D转换电路模块。在对声信号进行A/ D转换时就省去了外部扩展独立的A/D转换器。NUC100LD3AN处理器的Vref端口是A/D转换的参考电源输入端，本系统连接的是3. 3V的电源。如图6所示，无线发送与接收模块主要包括第九电容C9，第十电容C10，第十一电容C11，第十二电容C12，第十三电容C13，第八电阻R8，第二处理器U2，第十四电容C14，第十五电容C15，第十六电容C16，第十七电容C17，第十八电容C18，第一电感Li，第二电感 L2,第一天线AT1，第一电平转换芯片Tl。第九电容C9的一端与Tl的Cl+端口相连，第九电容C9的另一端与Tl的Cl-端口相连。第十电容ClO的一端与Tl的C2+端口相连，第十电容ClO另一端与C2-端口相连。第十一电容Cll的一端与Tl的V+端口相连，，第十一电容Cll的另一端与地相连。第十二电容C12的一端与Tl的V-端口相连，第十二电容C12 的另一端与地相连。Tl的VCC端口与3. 3V电源正极相连。Tl的RlIN端口与Ul的PB. 1/ TXO相连。Tl的RlOUT端口与U2的Pl_2相连。Tl的R2IN端口与U2的Pl_l端口相连。 Tl的R20UT端口与Ul的PB. 0/RX0相连。U2的VCC端与3. 3V电源正极相连。第八电阻 R8的一端与U2的RBIAS端相连，第八电阻R8的另一端与地相连。第十三电容一端与U2 的DC0UPLE端相连，第十三电容的另一端与地相连。U2的GND端与地相连。U2的AVDDl AVDD6都与3. 3V电源正极相连。U2的DVDDl与DVDD2都与3. 3V电源正极相连。第十四电容的一端与U2的RF_N的端相连，第十四电容的另一端与第一电感Ll相连。第十五电容 C15 —端与第二电感L2—端相连。第一电感Ll的另外一端与地相连。第十七电容C17的一端与第二电感L2 —端相连，第十七电容C17的另外一端与地相连。第十六电容C16的一端与第十八电容C18相连，第二电感L2的一端与第十八电容C18相连，第十八电容C18的另外一端与第一天线ATl相连。本实用新型中的无线发射与接收模块主要由第二处理器CC2530以及第一电平转换芯片Tl构成。CC2530是专门针对IEEE 802. 15. 4和Zigbee应用的单芯片解决方案，经济且低功耗。它整合了全集成的高效射频收发机及业界标准的增强型8051微控制器，8KB 的RAM和其他强大的支持功能和外设。CC2530主要是通过串口与第一处理器NUC100LD3AN 实现通信。NUC100LD3AN处理好的数据通过串口传输到CC2530，而CC2530接收到得命令也通过串口传输到NUC100LD3AN上。实用新型中选用的电平转换芯片Tl是MAX3232，它的工作电压为3. 3V。所述的电源模块主要包括两个电路模块提供+12V电压的第一电源模块以及提供5V和3. 3V电压的第二电源模块。如图7所示，第一电源模块包括第十九电容C19，第一稳压器VR1，第三二极管 D3,第二十电容C20，第九电阻R9，第十电阻R10，第四二极管D4，第二i^一电容C21。输入电源VIN端与VRl的Vin端相连，第十九电容的一端与Vin相连，第十九电容的另一端与地相连。第三二极管D3的正极端与VIN相连，第三二极管D3的负极端与VR3的Vout端相连。第二十电容C20—端与VRl的GND相连，第二十电容C20另一端与地相连。第九电阻 R9 一端与VRl的Vout端相连，第九电阻R9的另一端与第十电阻RlO的一端相连，第十电阻RlO的另外两端与地相连。第四二极管D4正极端与VRl的Vout端相连，第四二极管D4 的负极端与第二十电容C20相连。第二十一电容C21的一端与VRl的Vout相连，第二十一电容C21的另一端与地相连。所述的第一稳压器VRl为LM317芯片。如图8所示，第二电源模块包括第二十二电容C22，第二十三电容C23，第二稳压器VR2，第二十四电容C24，第二十五电容C25，第二十六电容C26，第二十七电容C27，第三稳压器VR3。第二十二电容C22与VR2的Vin端相连，第二十三电容C23的一端与VR2的Vin 端相连，第二十二电容C22另一端与地相连，第二十三电容C23的另一端与地相连。VR2的 GND端与地相连。VR2的Vout端与第二十四电容CM —端连接，VR2的Vout端与第二十五电容C25的一端连接，第二十四电容CM的另外一端与地相连，第二十五电容C25的另外一端与地相连。VR3的GND与地相连，VR3的OUT端与Vout端相连。第二十六电容以6与VR3的Vout端相连，第二十七电容C27与VR3的Vout端相连，第二十六电容C26的另一端与地相连，第二十七电容C27的另一端与地相连。所述的第二稳压器VR2为LM7805芯片，第三稳压器VR3为LMl 117-3. 3芯片。利用本实用新型的终端设备可以构建履带式与轮式车辆识别系统。如图9所示， 该系统包括三个模块网络协调器、路由器以及终端设备。终端设备主要是负责声信号的采集。路由器是整个系统的局部融合节点，它不仅要完成声信号和视频图像信号的采集，而且还要对终端设备以及路由器上采集的声信号以及视频图像进行异类信号的融合，得到的局部融合结果通过无线传感网络传送到网络协调器中。网络协调器是整个系统的融合中心， 它主要完成三个任务第一，负责整个无线传感网络的构建；第二，对各个局部融合结果进行全局融合；第三，与无线网络外部网络通信。网络协调器把命令传送到各个路由器上，路由器再传送到各终端设备上。结合终端设备、路由器和网络协调器，在实际的战场上利用无线传感网络在相关的战场区域布置如图10所示的无线探测网络。这个系统中，总共有三部分组成战区的无线探测网络，北斗导航系统以及指挥作战中心。战区的无线探测网络是基于ZigBee的无线传感网络，无线传感网络中的终端设备安置着声传感阵列采集声信号，路由器安置声传感阵列和视频图像采集装置，网络协调器是整个探测系统的核心，它负责网络的构建以及通信连接，而且各个战区的卫星通信也是由网络协调器中的北斗终端设备实现。无线传感网络在各个战区实现了传感器信息的传递与共享。北斗导航系统主要是负责战区与战区间， 战区与指挥作战中心间的信息传递，指挥作战中心利用北斗卫星导航系统可以实现对各个战区的远程指挥与部署。根据图10的探测网络示意图，在构建好硬件平台的基础上，运用异类信息融合理论对声信号和视频图像信号进行异类信号融合来分辨目标。多源信息融合的通用处理结构总共有三种集中式融合结构，分布式融合结构以及混合式融合结构。在实际运用中，分布式融合结构的效果最好。分布式融合结构首先在局部传感器上对观测的信息进行局部的处理，后将局部处理结果传送到数据融合中心，在融合中心形成最终的全局估计。在分布式融合结构中，由于在融合中心融合的数据时矢量数据，因此大大降低融合中心的计算负荷。分布式融合结构不仅具有局部跟踪的能力，而且系统的开销不昂贵且稳定性好，综合的实际效果比较好。如图11所示，无线探测网络的终端设备和路由器采集的声信号和视频图像信号在局部处理器(路由器)上进行局部估计，然后再经过融合中心(网络协调器)的全局估计就可以得到最终的融合结果。
权利要求1. 一种基于无线传感网络的声信号采集终端，包括声传感阵列模块、声信号调理模块、 微处理器模块、无线发送与接收模块和电源模块，其特征在于声传感阵列模块采集的六路声信号接到包含六通道的声信号调理电路模块的输入端； 声信号调理模块的输出端与微处理器模块输入端相连；微处理器模块的输出端连接到无线发送与接收模块的输入端；所述的电源模块分别为声传感阵列模块、声信号调理电路的模块、微处理器模块和无线发送与接收模块提供电源；所述的声传感阵模块包括微拾音器Ml、微拾音器M2、微拾音器M3、微拾音器M4、微拾音器M5和微拾音器M6 ；微拾音器Ml的正极端口与+12V电源相连，微拾音器Ml的负极端口与地相连；微拾音器M2的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M2的负极端口与地相连；微拾音器M3的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M3的负极端口与地相连；微拾音器M4的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M4的负极端口与地相连；微拾音器M5的正极端口与 +12V电源相连，微拾音器M5的负极端口与地相连；微拾音器M6的正极端口与+12V电源相连，微拾音器M6的负极端口与地相连；所述的声信号调理模块包括第一电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第五电阻R5、第一运算放大器U1A、第三电容C3和第一稳压二极管 Dl ；第一电容Cl的一端与第三电阻R3 —端相连，第一电阻Rl和电源相连，第二电阻R2 — 端和地相连，第一电阻R1，第二电阻R2，第一电容Cl的一端以及第三电阻R3的一端有个公共的交点；第三电阻R3 —端与第四电阻R4 —端相连，第三电阻R3和第四电阻R4与放大器 UlA的负极相连，第二电容C2 —端与地相连，第五电阻R5 —端与地相连，第二电容C2和第五电阻R5 —端与第一放大器UlA的正极端相连；放大器的输出一端与第三电容C3和第一稳压二极管Dl的正极端相连，第三电容C3另一端与地相连，第一稳压二极管Dl的负极端与地相连，放大器的输出端连接到第一处理器Ul的A/D端口进行A/D转换；所述的微处理器模块包括第二二极管D2、第一开关SW1、第六电阻R6、第四电容C4、第七电阻R7、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8以及第一微处理器Ul ；第二二极管D2的正极端接+5V电源，负极端与第一开关SWl相连，第六电阻R6 —端与+5V 电源相连，另一端与第四电容C4相连，第四电容C4另一端与地相连，第一开关SWl的另一端也与地相连；第七电阻R7的一端与第一处理器Ul的RESET端口相连；第一处理器Ul的 ADC. 0 ADC. 5分别与信号调理电路的输出ADl AD5相连；第一处理器Ul的VDD端与 3. 3V电源相连，第五电容C5，第六电容C6的一端都与3. 3V电源相连，另外一端都与地相连；第一处理器Ul的Vref端与3. 3V电源相连，第七电容C7，第八电容C8的一端都与3. 3V 电源相连，另外一端都与地相连，所述的第一微处理器Ul的型号为NUC100LD3AN ；所述的无线发送和接收模块包括第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第八电阻R8、第二处理器U2、第十四电容C14、第十五电容C15、 第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第一电感Li、第二电感L2、第一天线ATl 和第一电平转换芯片Tl ；第九电容C9的一端与第一天线Tl的Cl+端口相连，另一端与第一天线Tl的Cl-端口相连；第十电容ClO的一端与第一天线Tl的C2+端口相连，另一端与第一天线Tl的C2-端口相连；第十一电容Cll的一端与第一天线Tl的V+端口相连，另一端与地相连；第十二电容C12的一端与第一天线Tl的V-端口相连，另一端与地相连；第一天线Tl的VCC端口与3. 3V电源相连；第一天线Tl的RlIN端口与第一微处理器Ul的 PB. 1/TX0相连；第一天线Tl的RlOUT端口与第二处理器U2的Pl_2相连；第一天线Tl的 R2IN端口与第二处理器U2的Pl_l端口相连；第一天线Tl的R20UT端口与第一微处理器 Ul的PB. 0/RX0相连；第二处理器U2的VCC端与3. 3V电源相连；第八电阻R8的一端与U2 的RBIAS端相连，另一端与地相连；第十三电容一端与U2的DC0UPLE端相连，另一端与地相连；第二处理器U2的GND端与地相连；第二处理器U2的AVDDl AVDD6都与3. 3V电源相连；第二处理器U2的DVDDl与DVDD2都与3. 3V电源相连；第十四电容的一端与第二处理器 U2的RF_N的端相连，另一端与第一电感Ll相连；第十五电容C15 —端与第二电感L2相连；第一电感Ll的另外一端与地相连；第十七电容C17的一端与第二电感L2相连，另外一端与地相连；第十六电容C16，第二电感L2的一端与第十八电容C18相连，第十八电容C18 的另外一端与第一天线ATl相连；所述的第一电平转换芯片Tl型号为MAX3232，第二处理器U2型号为CC2530 ；所述的电源模块包括提供+12V电压的第一电源模块、提供5V和3. 3V电压的第二电源模块；第一电源模块包括第十九电容C19、第一稳压器VR1、第三二极管D3、第二十电容C20、 第九电阻R9、第十电阻R10、第四二极管D4和第二十一电容C21 ；输入电源VIN端与第一稳压器VRl的Vin端相连，第十九电容的一端与第一稳压器VRl的Vin相连，另一端与地相连； 第三二极管D3的正极端与第一稳压器VRl的Vin相连，负极端与第一稳压器VRl的Vout 端相连；第二十电容C20 —端与第一稳压器VRl的GND相连，另一端与地相连；第九电阻R9 一端与第一稳压器VRl的Vout端相连，另一端与第十电阻RlO的一端相连，第十电阻RlO 的一端与地相连；第四二极管D4正极端与第一稳压器VRl的Vout端相连，负极端与第二十电容C20相连；第二十一电容C21的一端与第一稳压器VRl的Vout相连，另一端与地相连； 所述的第一稳压器VRl型号为LM317 ；第二电源模块包括第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二稳压器VR2、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十七电容C27和第三稳压器VR3 ；第二十二电容C22，第二十三电容C23的一端同时与第二稳压器VR2的Vin端相连，另一端都与地相连；第二稳压器VR2的GND端与地相连；第二稳压器VR2的Vout端与第二十四电容 C24，第二十五电容C25的一端同时连接，第二十四电容C24，第二十五电容C25的另外一端都与地相连；第三稳压器VR3的GND与地相连，第三稳压器VR3的OUT端与Vout端相连； 第二十七电容C27，第二十八电容以8同时与第三稳压器VR3的Vout端相连，它们的另一端都与地相连；所述的第二稳压器VR2型号为LM7805，第三稳压器VR3型号为LM1117-3. 3。
专利摘要本实用新型涉及一种基于无线传感网络的声信号采集终端。本实用新型包括声传感阵列模块、声信号调理模块、微处理器模块、无线发送与接收模块和电源模块。声传感阵列模块采集的六路声信号接到包含六通道的声信号调理电路模块的输入端。声信号调理模块的输出端与微处理器模块输入端相连。微处理器模块的输出端连接到无线发送与接收模块的输入端。电源模块分别为声传感阵列模块、声信号调理电路的模块、微处理器模块和无线发送与接收模块提供电源。利用本实用新型终端设备构建无线探测网络，车辆识别的准确率高，应用成本降低，并可通过无线传感网络提高了车辆识别的覆盖面积。
文档编号G01S5/18GK202057786SQ20112015544
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者刘俊, 彭冬亮, 薛安克, 郭宝峰, 黄亮 申请人:杭州电子科技大学