基于光纤声传感器的远场声源定位硬件平台设计.pdf

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1、基于光纤声传感器的远场声源定位硬件平台设计魏小庆，等基于光纤声传感器的远场声源定位硬件平台设计魏小庆，于洋，班琦(沈阳理工大学自动化与电气工程学院辽宁沈阳，11叭59)摘要：设计了一种基于光纤声传感器进行远场声源目标声音信号采集的硬件平台方案。该平台采用NI公司生产的usB一6210数据采集卡实现光纤麦克风阵列的数据采集，通过数据采集卡将声音信号采集后输入计算机，利用计算机算法可以实现远场声源目标的识别和定位。该平台解决了其他麦克风收音效果较差，噪声较大的缺点，实现了较高质量的声音信号采集。实验数据表

2、明，设计的平台是有效和可行的，可以满足声源定位系统的要求。关键词：光纤声传感器；声音信号；数据采集；硬件平台；usB一6210采集卡中图分类号：TP391文献标识码：ADOI编码：10．14016／j．cnki．100l一9227．2016．02．136Abstract：Thisp印erdesignedonaplanoftllehardwarepladb硼whichbasedonthefiber—op“cacousticsensorsfbrthesignalac·quisitioninthefarfi

3、eldofthesoundsouI℃e．Theplatfo珊usingtheNIcompany’sUSB一6210dataacquisitioncardtoI℃alizethedataac-quisitionofthefiber—opticmicrophonea玎?ay，aftercoUectthesoundsi#mal，putitintothecomputerthroughthedataacquisitioncardandthenusingthecomputeralgori山mstoensureth

4、epositionofthesoundsourceinthef玉field．TheplaⅡb册solvesthedisadvantagethatothermicrophones’eⅡ-ectispoorandthenoiseisbig．Itrealizesthehighqualityofsoundsignalacquisition．Theexperimentaldatashowsthatthepladb瑚whichwedesignedisfeasibleande￡f-ective，itcansatis

5、fiedtherequirementsofthesoundsourcepositionsystem．1【eywords：the6ber—opticacousticsensors；thesoundsignal；dataacquisition；hardwarepladbrnl；USB一6210acquisitioncardO引言光纤声传感器是在光纤通讯获得成功后，迅速发展起来的一种新型传感器，与其它传统的传感器相比，具有抗电磁干扰能力强、体积小、灵敏度高、设计简单等优点，光纤本身低损耗、耐高温、耐腐蚀、抗

6、高压，使得光纤被广泛使用，而且在压力、温度、位移、速度等物理量的测量中也具有独特的性能⋯。基于麦克风阵列的声源定位。2。是指用多个麦克风来拾取声音信号，通过对各个麦克风的输出信号进行分析和处理，得到声源的位置信息。再对麦克风阵列接收到的信号进行实时的处理和分析，就可以对声源目标进行定位。为了更加准确地定位远场声源目标，声音信号采集硬件平台的设计就显得尤为重要。1器件介绍1．1光纤声传感器由光纤组成的声传感器，由于光纤材料是绝缘的，所以其抗电磁场干扰的能力强。光纤具有独特的优点，由于其柔软性，可以把光路

7、绕到“设备”内部进行测量。与传统的声传感器不同，光纤声传感器是通过声光换能的方式，利用声音振动来调制光信号，进而开辟了声学测量的新方法，这可以方便地处理传统声学测量中某些不易解决的技术问题，拓展了声学研究的视野，因此受到了有关方面的青睐。本文介绍的光纤声传感器是型号为MKM一1160S的超宽频率抗震性光纤声传感器，相比较于普通的麦克风，本款光纤声传感器具有更高的灵敏度和更好的抗震性，光纤麦克风的扩展频率10Hz一14kHz，延长了声波频率范围的信号监测，光缆长度为10米，可以更好地解决普通麦克风所不能

8、解决的问题。光纤声传感器的实物如图1所示。收稿日期：2015一lO一20作者简介：魏小庆(199l一)，女，辽宁铁岭人，硕士研究生，主要研究方向为检测技术与自动化装置。通讯作者：于洋(1963一)，男，吉林白山市人，教授，研究生导师，主要从事智能与网络化测控技术研究工作。·136·图1光纤声传感器1．2USB一6210采集卡NIusB一6210是一款由usB总线供电的多功能DAQ模块，在高采样率下情况下也能保持较高的精度。该模块可以提供16路模拟输入、4