泥石流次声信号前端职守电路

摘要

本发明提供一种泥石流次声信号前端职守电路，包括：降噪及选频模块，用于获取声音信号，并对所述声音信号进行降噪及选频处理，获得次声信号；比较模块，用于将所述次声信号与预设阈值进行比较；微处理器，用于采集比较模块的输出信号，并根据所述输出信号生成控制信号，所述控制信号用于控制泥石流次声监测设备的工作状态；该电路能够降低泥石流次声信号的噪声，增加泥石流次声信号处理的实时性，减少监控中心处理的数据量，有效降低系统功耗。

权利要求

1.一种泥石流次声信号前端职守电路，其特征在于，包括：

降噪及选频模块，用于获取声音信号，并对所述声音信号进行降噪及选频处理，获得次声信号；

比较模块，用于将所述次声信号与预设阈值进行比较；

微处理器，用于采集比较模块的输出信号，并根据所述输出信号生成控制信号，所述控制信号用于控制泥石流次声监测设备的工作状态；

其中，所述比较模块包括电压比较器、第一电源、第二电源、基准电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及二极管，所述电压比较器与所述第一电源和第二电源连接，所述电压比较器的第一输入端与所述第一电阻连接，用于获取泥石流的次声信号，电压比较器的第二输入端与所述第二电阻连接，所述第三电阻的一端与所述基准电源连接，另一端与所述第二电阻连接，所述第四电阻的一端与所述第二输入端连接，另一端与所述电压比较器的输出端连接，所述电压比较器的输出端连接有二极管，并与所述微处理器连接。

2.根据权利要求1所述的泥石流次声信号前端职守电路，其特征在于，当所述微处理器接收到高电平时，生成用于控制所述泥石流次声监测设备休眠的第一控制信号，当所述微处理器接收到PWM波时，生成用于控制所述泥石流次声监测设备工作的第二控制信号。

3.根据权利要求1所述的泥石流次声信号前端职守电路，其特征在于，所述前端职守电路还包括与所述微处理器连接的电位器模块，用于调整所述预设阈值。

4.根据权利要求1所述的泥石流次声信号前端职守电路，其特征在于，所述电位器模块包括电位器、第三电源、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第二电容，所述电位器的第一管脚与所述第三电源连接，所述电位器的第二管脚接地，所述电位器的第三管脚和第四管脚分别与所述第五电阻和第六电阻连接后与所述第三电源连接，所述电位器的第五管脚与所述第三电阻连接，所述电位器的第六管脚接地，所述第二电容的一端与所述第三电源连接，另一端接地；所述第七电阻与所述电位器连接。

说明书

泥石流次声信号前端职守电路

技术领域

[0001] 本发明涉及一种前端职守电路，尤其涉及一种泥石流次声信号前端职守电路。

背景技术

[0002] 泥石流在形成和运动过程中，岩石层在碰撞和挤压的过程中会产生在空气中稳定传播且频率成分较集中的次声波，该次声波具有传播距离远、穿透力强、不容易衰减的特点，广泛应用于泥石流灾害监测中。为此，国内专家进行了深入研究，师哲等人的发明专利“泥石流监测预报预警系统”中将次声监测技术应用到泥石流灾害预报预警中。韦方强的发明专利“泥石流次声信号筛选方法、发生定位方法、路径监控方法”提出了一种泥石流次声信号筛选方法，即次声传感器基元将采集的次声数据实时发送至监控中心，监控中心对接收的数据进行分析、处理及预警。成都格致的泥石流次声报警器通过将现场实时采集获取次声波信息发送至监控中心进行分析处理来实现预警。

[0003] 综观以上次声在泥石流监测中的应用，通常采用实时采集次声信号并分析处理的方法，该方法花费大量的时间采集处理背景噪音，不仅实时性得不到保证，而且大大增加了系统的功耗，同时，也会增加监控中心的数据处理量以及通信增值费。

发明内容

[0004] 在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

[0005] 为解决上述问题，本发明提出一种泥石流次声信号前端职守电路，包括：

[0006] 降噪及选频模块，用于获取声音信号，并对所述声音信号进行降噪及选频处理，获得次声信号；

[0007] 比较模块，用于将所述次声信号与预设阈值进行比较；

[0008] 微处理器，用于采集比较模块的输出信号，并根据所述输出信号生成控制信号，所述控制信号用于控制泥石流次声监测设备的工作状态。

[0009] 本发明提供的泥石流次声信号前端职守电路，能够降低泥石流次声信号的噪声，增加泥石流次声信号处理的实时性，减少监控中心处理的数据量，有效降低系统功耗。

附图说明

[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0011] 图1为本发明提供的泥石流次声信号前端职守电路一种实施例的结构示意图。

[0012] 图2为本发明提供的泥石流次声信号前端职守电路第二种实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0013] 下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

[0014] 参考图1，本实施例提供一种泥石流次声信号前端职守电路，包括：

[0015] 降噪及选频模块101，用于获取声音信号，并对所述声音信号进行降噪及选频处理，获得次声信号；

[0016] 比较模块102，用于将所述次声信号与预设阈值进行比较；

[0017] 微处理器103，用于采集比较模块的输出信号，并根据所述输出信号生成控制信号，所述控制信号用于控制泥石流次声监测设备的工作状态。

[0018] 具体地，降噪及选频模块用于将采集到的声音信号进行降噪，并提取特定频段的次声信号。次声信号为低于20Hz的声音信号。

[0019] 具体地，参考图2，本实施例提供的泥石流次声信号前端职守电路还包括与微处理器103连接的电位器模块，用于调整该预设阈值。

[0020] 进一步地，比较模块包括电压比较器U1、第一电源VDD1、第二电源VDD2、基准电源VREF、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及二极管V1，电压比较器U1与第一电源VDD1和第二电源VDD2连接，电压比较器U1的第一输入端2与第一电阻R1连接，用于获取泥石流的次声信号，电压比较器U1的第二输入端3与第二电阻R2连接，第三电阻R3的一端与基准电源VREF连接，另一端与第二电阻R2连接，第四电阻R4的一端与第二输入端连接，另一端与电压比较器的输出端连接，电压比较器U2的输出端3连接有二极管V1，并与微处理器103连接。

[0021] 电压比较器U1的输出端1还连接有第一电容C1，用于对电压比较器的输出信号进行滤波。所述前端职守电路还包括第八电阻R8，所述电压比较器U1的输出端1还与第八电阻R8的一端连接，所述第八电阻R8的另一端与第一电源VDD1连接

[0022] 进一步地，电位器模块包括电位器U2、第三电源VDD3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第二电容C2，电位器U2的第一管脚与第三电源VDD3连接，电位器U2的第二管脚接地，电位器U2的第三管脚和第四管脚分别与第五电阻R5和第六电阻R6连接后与第三电源VDD3连接，电位器U2的第五管脚与第三电阻R3连接，电位器的第六管脚接地，第二电容C2的一端与第三电源VDD3连接，另一端接地；所述第七电阻R7与所述电位器U2连接。

[0023] 其中，第五电阻、第六电阻为上拉电阻，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第七电阻均为温漂小，精度不小于0.1％的电阻。

[0024] 进一步地，本实施例提供的泥石流次声信号前端职守电路的工作原理如下：

[0025] 先通过微控制器的端口设定电位器的电阻值，调整电压比较器的第二输入端的电压为预设阈值，当电压比较器的第一输入端输入的电压均低于预设阈值时，电压比较器的输出端输出的电压应全为高电平，通过二极管产生管压降，此时通过微处理器引脚监测到的信号一直为高电平，表示采集的信号幅值均小于预设阈值，泥石流次声监测设备处于休眠状态。

[0026] 当电压比较器的第一输入端输入的信号的电压大于预设阈值时，电压比较器的输出端输出信号应为PWM波，正电压为VDD1，负电压为VDD2，再通过二极管会产生管压降V0，此时，大于V0的电压通过，小于V0的电压截止，至微处理器的信号电压一直为PWM波，表示采集的次声信号大于或等于预设阈值，泥石流次声监测设备处于工作状态。

[0027] 本发明提供的泥石流次声信号前端职守电路，可以增加泥石流次声信号处理的实时性，有效降低系统的功耗，避免不必要的器件损耗，延长了设备的寿命，减少了监控中心处理的数据量，降低了通信服务费。

[0028] 虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。