專(zhuān)利名稱(chēng)：多通道智能化環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種噪聲測(cè)量?jī)x器，特別是涉及一種由單片機(jī)控制的多通道智能型環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)儀。
傳統(tǒng)的環(huán)境噪聲測(cè)量?jī)x器一般由噪聲采集、放大、A/D轉(zhuǎn)換、顯示等部分組成。它為單一通道，只能測(cè)出等效聲級(jí)值，功能很單一。如HS5670型聲級(jí)計(jì)，能測(cè)出等效聲級(jí)、聲暴露級(jí)兩個(gè)參數(shù)。由此可以看出，傳統(tǒng)的裝置，只限于對(duì)基本的噪聲進(jìn)行測(cè)量，適用面比較窄。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種同時(shí)可測(cè)量等效聲級(jí)、統(tǒng)計(jì)聲級(jí)、噪聲劑量、噪聲極大和極小值的多通道智能化環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)儀。另一目的在于便于攜帶和數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理。
本實(shí)用新型由以16位單片機(jī)為中心的中央處理單元；以可編程鍵盤(pán)/顯示器接口電路為主體的鍵盤(pán)管理和七段四位液晶數(shù)字顯示裝置；以硬件日歷時(shí)鐘電路為主體的系統(tǒng)日歷時(shí)鐘系統(tǒng)；CMOS靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路構(gòu)成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；EPROM存儲(chǔ)電路構(gòu)成的程序存儲(chǔ)器；LCM矩陣式液晶數(shù)字顯示裝置；內(nèi)置式微型點(diǎn)陣式打印機(jī)及其接口電路；測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)度變換電路；RS232串行接口電路和電源及掉電保護(hù)電路組成。
測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)度變換電路由遠(yuǎn)放集成電路組成，所述遠(yuǎn)放集成電路的負(fù)輸入端接參考電壓端，正輸入端接聲組計(jì)的信號(hào)端，輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)數(shù)據(jù)輸入端相連接。
由四路聲級(jí)計(jì)、測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)度變換電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成單片機(jī)的噪聲信號(hào)收集輸入電路。由兩套互相獨(dú)立的液晶顯示裝置做為數(shù)據(jù)顯示和功能顯示。
電源及掉電保護(hù)電路包括6V蓄電池主電源電路，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及硬件日歷時(shí)鐘電路掉電保護(hù)電路，備用電源的充電電路；所述蓄電池和備用電源分別與兩個(gè)電壓比較器的一個(gè)輸入端相連接，兩個(gè)電壓比較器同相端的標(biāo)準(zhǔn)電壓由可調(diào)式電壓基準(zhǔn)電路經(jīng)分壓后得到；兩個(gè)電壓比較器輸出端分別接有備用欠壓指示和欠壓指示電路；系統(tǒng)備用可充電電源與一塊時(shí)基電路構(gòu)成的脈沖發(fā)生器相連，并由其充電。
本裝置由聲級(jí)計(jì)輸出的直流信號(hào)輸入16位單片機(jī)控制的A/D變換器，變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后，由固化在內(nèi)存中的軟件根據(jù)用戶要求的模式進(jìn)行相應(yīng)的正理和計(jì)算，結(jié)果由軟件控制分別送往顯示單元顯示和存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)，并根據(jù)用戶的要求打印或與微機(jī)交換數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型所提供的多通道智能型環(huán)境噪聲測(cè)量?jī)x與傳統(tǒng)的測(cè)量裝置相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.測(cè)量的參數(shù)廣泛?？蓽y(cè)量并計(jì)算出等效聲級(jí)、統(tǒng)計(jì)聲級(jí)、聲暴露級(jí)、聲級(jí)最大、最小值及相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中需要測(cè)量或計(jì)算的其它數(shù)據(jù)，如測(cè)量及計(jì)算機(jī)場(chǎng)航空噪聲的計(jì)權(quán)有效連續(xù)感覺(jué)噪聲級(jí)等。該儀器可同時(shí)監(jiān)測(cè)多至四個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲數(shù)據(jù)，可進(jìn)行連續(xù)一周的不間斷環(huán)境噪聲測(cè)量，可根據(jù)用戶的要求輸出或打印每小時(shí)報(bào)告，每天報(bào)告，一周報(bào)告等。
2.可廣泛用于諸多領(lǐng)域的環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)。根據(jù)相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，并可處理各種特定環(huán)境條件下的環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)，如城市區(qū)域環(huán)境噪聲，鐵路噪聲，城市交通噪聲，機(jī)場(chǎng)航空噪聲及內(nèi)河航運(yùn)噪聲等。
3.可計(jì)算出列車(chē)流量，列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)間，運(yùn)行及嗚笛最大最小聲級(jí)等；可對(duì)交通噪聲作出統(tǒng)計(jì)；可統(tǒng)計(jì)飛機(jī)起降第次，起降時(shí)間等；可計(jì)算內(nèi)河航船的經(jīng)過(guò)數(shù)量，統(tǒng)計(jì)出嗚笛次數(shù)及時(shí)間等。
4.該儀器便于攜帶，內(nèi)置可充電電池，特別適用于野外及流動(dòng)性較強(qiáng)的環(huán)境噪聲測(cè)量。
圖面說(shuō)明

圖1是實(shí)用新型的構(gòu)成框圖。
圖2是本實(shí)用新型單片機(jī)及標(biāo)度變換電路圖。
圖3是本實(shí)用新型單片機(jī)及外圍電路的數(shù)據(jù)及總線流程圖。
圖4是本實(shí)用新型鍵盤(pán)及顯示電路圖。
圖5是本實(shí)用新型的電源電路圖。
圖6是本實(shí)用新型的時(shí)鐘電路圖。
圖7是本實(shí)用新型的串行通訊口的電路圖。
圖8是本實(shí)用新型工作程序流程圖。
測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)度變換、A/D變換及中央處理單元的結(jié)構(gòu)方框圖見(jiàn)圖2。本實(shí)用新型所研制的標(biāo)度變換器的目的是由于聲級(jí)計(jì)輸出的直流信號(hào)并非為完全線性的輸出信號(hào)，受聲級(jí)計(jì)精度的影響，其中有相當(dāng)一部分信號(hào)為無(wú)用信號(hào)，輸出的直流電壓輻度也不能滿足A/D變換幅度的需要，為了使輸入的直流信號(hào)適合于A/D變換的幅度，并將聲級(jí)計(jì)輸出的無(wú)用信號(hào)濾除，將有用信號(hào)適當(dāng)放大以使A/D變換得到最高的效率，本實(shí)用新型研制了專(zhuān)門(mén)的標(biāo)度變換電路。該電路的關(guān)鍵在于其反相輸入端就有一個(gè)準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠的直流參考電壓，運(yùn)算放大器要有適當(dāng)?shù)姆糯笮艛?shù)，參考電壓經(jīng)分壓后獲得，經(jīng)分別調(diào)整W1和R1后得到適當(dāng)?shù)妮斎腚妷悍?，?jīng)運(yùn)算放大器放大后送入A/D變換器進(jìn)行變換，A/D變換后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)直接經(jīng)由中央處理單元根據(jù)指令的命令進(jìn)行運(yùn)算處理后送入相應(yīng)的地址輸出或存儲(chǔ)。
圖3中16KB的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器電路構(gòu)成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，8KB的只讀存儲(chǔ)器中固化了本儀器全部的控制及計(jì)算程序。
矩陣式LCM液晶顯示器可進(jìn)行全部的系統(tǒng)功能顯示及數(shù)據(jù)顯示，與內(nèi)置的微型打印機(jī)一齊掛在系統(tǒng)總線上，在中央微處理器的控制下完成數(shù)據(jù)顯示、打印，控制功能顯示等任務(wù)。
可編程鍵盤(pán)/顯示器控制單元用于時(shí)間數(shù)據(jù)的顯示輸出，通過(guò)鍵盤(pán)接受用戶命令等。其電路組成包括可編程鍵盤(pán)/顯示器控制電路，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，八反相三態(tài)緩沖/線驅(qū)動(dòng)器，四位液晶顯示驅(qū)動(dòng)器、方波發(fā)生器及六反相器等。電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。
電源電路包括6V蓄電池主電源電路，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及硬件日歷時(shí)鐘電路掉電保護(hù)電路，備用電源的充電電路等。電源部分分別備有蓄電池及系統(tǒng)備用可充電電池欠壓指示，利用了兩個(gè)電壓比較器，同相端的標(biāo)準(zhǔn)電壓由可調(diào)式電壓基準(zhǔn)電路經(jīng)分壓后得到；系統(tǒng)備用可充電電源的充電是由一塊時(shí)基電路構(gòu)成的脈沖發(fā)生器進(jìn)行，充電的時(shí)間可人為控制。電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。
由硬件日歷時(shí)鐘電路構(gòu)成的系統(tǒng)時(shí)間是為了用戶使用上的方便，由于其備有單獨(dú)的時(shí)鐘振蕩器，可不受中央處理器的控制單獨(dú)為系統(tǒng)提供精確的時(shí)鐘值，且由于為其配有斷電保護(hù)電路，使得系統(tǒng)一經(jīng)開(kāi)始使用調(diào)整一次后，正確的時(shí)間值即可得到長(zhǎng)期的保存，不必每次開(kāi)機(jī)后重新調(diào)整，每次一開(kāi)機(jī)即可為儀器提供正確的日期及時(shí)間，極大地方便了用戶的使用。電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。
為使該儀器與其它儀器特別是微型計(jì)算機(jī)連接，以便交換數(shù)據(jù)或?qū)y(cè)量后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理，該儀器配備了標(biāo)準(zhǔn)的RS232串行通計(jì)口，使儀器可與其它具備RS232串行通訊口的儀器及微型計(jì)算機(jī)連接。該口適合于近距離數(shù)據(jù)傳輸，電路簡(jiǎn)單但使用方便，如圖7所示。
控制該儀器的核心是固化在只讀存儲(chǔ)器中的控制及運(yùn)算軟件。全部軟件約占8KB存儲(chǔ)量，由匯編語(yǔ)言編成，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)算效率高。該軟件分為控制和運(yùn)算兩大部分，控制部分包括對(duì)于校正聲級(jí)計(jì)、測(cè)量數(shù)據(jù)接收、A/D轉(zhuǎn)換、調(diào)整系統(tǒng)時(shí)鐘和預(yù)置系統(tǒng)開(kāi)始測(cè)量時(shí)間、時(shí)間值顯示、功能顯示及用戶命令接收、數(shù)據(jù)顯示及打印、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及與外界通訊等功能；運(yùn)算包括常規(guī)聲級(jí)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)聲級(jí)計(jì)算、等效連續(xù)聲級(jí)計(jì)算、最大最小聲級(jí)計(jì)算，一般城市環(huán)境噪聲、鐵路噪聲、交通噪聲、機(jī)場(chǎng)飛機(jī)起降噪聲、內(nèi)河航運(yùn)噪聲等五種計(jì)算模式計(jì)算，交通、鐵路、飛機(jī)、輪船的量/架次統(tǒng)計(jì)計(jì)算，經(jīng)過(guò)時(shí)間和延續(xù)時(shí)間統(tǒng)計(jì)計(jì)算等功能。該軟件的方框流程圖見(jiàn)圖8。
權(quán)利要求1.一種多通道智能化環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)儀，其特征在于它由以16位單片微機(jī)為中心的中央處理單元；以可編程鍵盤(pán)/顯示器接口電路為主體的鍵盤(pán)管理和七段四位液晶數(shù)字顯示裝置；以硬件日歷時(shí)鐘電路為主體的系統(tǒng)日歷時(shí)鐘系統(tǒng)；CMOS靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路構(gòu)成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；EPROM存儲(chǔ)電路構(gòu)成的程序存儲(chǔ)器；LCM矩陣式液晶數(shù)字顯示裝置；內(nèi)置式微型點(diǎn)陣式打印機(jī)及其接口電路；測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)度變換電路；RS232串行接口電路和電源及掉電保護(hù)電路組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多通道智能化環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)儀，其特征在于測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)度變換電路由運(yùn)放集成電路組成，所述運(yùn)放集成電路的負(fù)輸入端接參考電壓端，正輸入端接聲級(jí)計(jì)的信號(hào)端，輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)數(shù)據(jù)輸入端相連接。
3.如權(quán)利要求1、2所述的一種多通道智能化環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)儀，其特征在于由四路聲級(jí)計(jì)、測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)度變換電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成單片機(jī)的噪聲信號(hào)收集輸入電路。
4.如權(quán)利要求1所述的多通道智能化環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)儀，其特征在于由兩套互相獨(dú)立的液晶顯示裝置做為數(shù)據(jù)顯示和功能顯示。
5.如權(quán)利要求1所述的多通道智能化環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)儀，其特征在于電源及掉電保護(hù)電路包括6V蓄電池主電源電路，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及硬件日歷時(shí)鐘電路掉電保護(hù)電路，備用電源的充電電路；所述蓄電池和備用電源分別與兩個(gè)電壓比較器的一個(gè)輸入端相連接，兩個(gè)電壓比較器同相端的標(biāo)準(zhǔn)電壓由可調(diào)式電壓基準(zhǔn)電路經(jīng)分壓后得到；兩個(gè)電壓比較器輸出端分別接有備用欠壓指示和欠壓指示電路；系統(tǒng)備用可充電電源與一塊時(shí)基電路構(gòu)成的脈沖發(fā)生器相連，并由其充電。
專(zhuān)利摘要一種多通道智能化環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)儀,它包括:16位單片機(jī)、鍵盤(pán)管理和七段四位液晶數(shù)字顯示裝置、數(shù)據(jù)及程序存儲(chǔ)器、顯示裝置、打印接口電路和RS232串行口電路組成。本裝置與傳統(tǒng)的測(cè)量裝置相比具有如下優(yōu)點(diǎn):1.測(cè)量的參數(shù)廣泛,并可同時(shí)監(jiān)測(cè)四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),能裝數(shù)據(jù)輸出打印;2.應(yīng)用于諸多領(lǐng)域;3.可計(jì)算出列車(chē)、飛機(jī)及內(nèi)河航船的經(jīng)過(guò)和起降次數(shù);4.便于攜帶。
文檔編號(hào)G01H1/00GK2298507SQ9621618
公開(kāi)日1998年11月25日 申請(qǐng)日期1996年8月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月2日
發(fā)明者柳至和, 孫濟(jì)民, 張紫旦, 司硯玲 申請(qǐng)人:北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所