2022《基于单片机的噪声监测系统》学习报告.docx

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1、1 .前言随着现代工业、交通运输业和城市建设的发展，环境噪声己成为国内外影响最大的环境污染公害之一，城市环境噪声的投诉量已占环境污染投诉量的60%以上。现代物质生活水平的不断提高，使得人们愈加追求安静、和谐的生活和工作环境。但由于噪声污染不同于物质污染，它具有局地性、分散性和暂时性等特点，给噪声的监测和治理带来很大不便。如何更有效地完成环境噪声的监测控制和分析研究，成为国内外学者及一线监测人员思考和研究的重点。传统的环境噪声监测方法采用人工监测，耗费人力物力，且监测数据不连续，不能全面反映噪声状况。电子技术和计算机技术的快速发展，推动着一个自动化时代的到来，也为噪声监测工作开辟了新思路。目前，

2、我国水和大气的自动监测己经具有相对完善的技术,国产噪声监测仪器也取得了较大的进步，能满足工程技术领域的基本测量需求，但在噪声实时自动监测系统和噪声地图绘制方面与发达国家还有较大的差距，环境噪声监测系统的(3)为制定城市噪声功能区未来规划，以及在噪声控制与预测的基础上实现城市建设合理布局，提供有效、可靠的监测数据。(4)噪声连续监测的数据可和城市的大气、水质自动监测数据共享，向市民公布城市的环境质量状况。2 .主体2.1 国外噪声监测系统概况国外在20世纪40年代己开始声级计的研制和生产，80年代出现了数字显示声级计和积分声级计。在环境噪声监测方面，西方发达国家在城市环境噪声战略研究和噪声控制预

3、测等方面也有20多年的历史，无论在仪器还是布点技术方面都比较成熟1。国外的环境噪声监测仪已实现自动采集、处理数据，自动传输数据，监测信息共享等较为全面的监控体系，其对噪声信息的处理、评价以及预测，均达到较高的水平。噪声自动监测系统最初被建立在比较大型的国际机场，各类飞机的起降噪声由自动监测系统自动监测，并直接与机场塔台联网，以确定其是否超标。随着技术的发展和研究的深入，噪声自动监测系统在系统化地监测城市噪声和绘制城市噪声地图方面有了很大的发展。在美国、英国、挪威、德国、荷兰、韩国、日本、瑞典、瑞士的一些知名城市，全天候户外噪声自动监测系统已被广泛使用1。噪声自动监测系统采集的数据被用来制作噪声

4、在噪声监测技术方面，我国的研究工作起步较晚，加世纪80年代才通过技术引进引入国外的数字显示声级计和积分声级计。2008年，我国发布了GB3096-2008声环境质量标准，标准中规定：“全国重点环保城市以及其他有条件的城市和地区宜设置环境噪声自动监测系统，进行不同声环境功能区监测点的连续自动监测”。在标准发布之前，广州市己在2006年进行了主干道交通噪声自动监测系统初步布设，苏州市的环境噪声自动监测系统也于2006年通过了验收。标准发布后，北京市在2008年安装了 116个监测点。这些在国内应用的噪声监测系统均采用国外设备，耗费了大量的资金，甚至进行了世行贷款lo随着科学技术的进步，进行全天候噪

5、声自动监测己成为我国噪声监测的必然趋势。在文献网设计一个基于STC12c5A60s2的微控制器为微控制器，使用干电池供电，使用麦克风作为信号接收模块，使用LM386作为信号放大模块，并通过LCD 12864上显示的16位ADS8321 A/D转换器进行转换，配备LED背光，具有最大锁定功能的警报和便携式噪音检测系统。测量范围为30-130dB,分辨率为O.ldB,由9V电池供电，DS1302时钟芯片用于根据相关噪声标准区分白天和黑夜并进行报警。在文献中9为了解决噪声污染问题，设计采用价格低廉，性能优良的MCS-C51单片机芯片，对采集的噪声信号处理，对噪声进行评级，将得到的结果显示在液晶屏中。

6、对噪声信号的采集打算使用压强式传声器，另外使用AD转换芯片将采集到的电压信号转换为数字信号，输入给单片机。本系统还采用蓝牙技术，将噪声分贝值上传到Android手机设备中，可以更加方便的监测噪声情况。在文献10中，由于现有噪声检测系统检测误差大，功耗高，因此提出并设计了一种用于卷烟生产中大功率电气设备的单片机电磁噪声检测系统。系统硬件组件：音频采集模块，数字监控模块和显示模块，访问控制模块，智能控制模块，电源模块和数据库管理模块等。确定是否采集了有效值，如果采集失败，请返回采集模块继续收集价值；如果采集成功，需要确定字符是否为1,而不是在1小时内重新采集电压和噪声数据；在1小时后，噪声值会传输

7、到用户终端，并发出警报以完成对电磁噪声污染的电气设备的检测。实验结果表明，该系统具有较高的检测精度和较低的功耗。在文献11中，开发了 STM32F103c8T6微控制器，可监控室内照明，噪声，PM2.5,温度和湿度，同时在OLED屏幕上显示，并通过WIFI ESP8266模块将监控数据传输到阿里云平台数据库;监视网站和Android移动应用程序客户端可以实时监视光线,噪音,PM2.5,温度和湿度，从而减少了现场监视的时间和空间。该系统不仅适合家庭。环境，也可用于蔬菜大棚环境，实用又经济。在文献12里，利用V / F转换技术开发了基于MSP430单片机的环境噪声监测系统,引入了低功耗的概念，模拟

8、了人耳对不同声频的敏感度，并控制了噪声的声压级，整个系统具备良好的灵活性和可靠性。3 .总结随着经济的发展，人们对环境的需求不断增长，环境噪声的监测已成为城市管理和规划的重要组成部分。面对实时监视需求，传统的手动监视方法显示出主要缺点。自动环境噪声监测可以克服传统监测方法的单点和滞后特性，并为环境和城市规划部门提供全面可靠的数据，以评估环境质量，噪声控制，城市规划和其他业务。研究环境噪声自动监测系统具有重要的现实意义，该领域的研究成果对环境噪声的控制和城市环境的改善具有十分积极的作用。但是目前来看，国内环境噪声自动监测系统的研究还是不够全面：（1）目前环境噪声自动监测系统仅进行了基本的分贝识别和计算，功能不够完善，后续可进行频率计权和时间计权模块的设计与开发，使系统功能更加完备。另一方面，为实现环境噪声自动监测系统的工程应用和推广，可研发环境噪声自动监测系统的自检功能和故障诊断功能。（2）对环境噪声自动监测系统与监控中心之间的网络通信进行深入研究，将网络中断、多终端对监控中心的并发请求等可能出现的现实问题考虑在内，使系统更加完善。（3）可增加监测终端对风速、温度、湿度等环境信息的采集，使噪声数据更具参考价值；也可增加录音功能和视频抓拍功能，使其满足智慧城市的综合应用需求。