毕业设计基于ARM的路口噪音检测系统

合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）本科生毕业论文（设计）题目：基于Arm的路口噪音检测系统设计学院计算机学院学科门类工科专业计算机科学与技术学号1110441003姓名黑玉楠指导教师何冀军2015年5月30日合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）I摘要当今社会随这人类活动越来越广泛，科技越来越发达，这无形中形成了一种污染。那就是噪声污染，噪声污染对我们的生活影响很大，轻则影响我们的心情，重则还会危害到我们的健康，所以重视噪声污染刻不容缓。本文仔细的阐述了路口噪音监测系统的采集处理原理和整个系统的构造，涵盖：噪声信号的采集、处理和以数值形式显示出来，在噪声超标后进行实时的记录。外界噪声信号通过传声器转换成音频信号，电信号经过S/D变换输入到ARM进行处理，并转换成相应的噪声分贝值通过TFT彩屏显示，从而实现噪声的实时监测。通过此方法来做到对人们制造噪声的监督与控制。关键词：噪声；麦克风；A/D转换；显示屏合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）IIAbstractWiththishumanactivitymoreandmoreextensive,scienceandtechnologymoreandmoredeveloped,thisinvisibleformedapollution.Thatisnoisepollution,noisepollutionontheimpactofourlivesisto,lightwillinfluencetheourmood,weightisalsoharmfultoourhealth,sotheimportanceofnoisepollutionwithoutdelay.Thispapercarefullydescribestheroadnoisemonitoringsystemofacquisitionandprocessingprincipleandthewholesystemstructure,covering:noisesignalacquisition,processingandintheformofnumericaldisplay,aftertheexcessivenoisewererealtimerecording.Externalnoisesignalthroughamicrophoneintoaudiosignal,signalthroughtheinputA/DtransformtothearmandconvertedintocorrespondingnoiseDBvaluethroughtheTFTcolorscreendisplay,real-timemonitoringtoachievenoise.Bythismethod,thesupervisionandcontrolofpeople'smanufacturingnoiseisachieved.KeyWords：Noise;microphone;A/Dconversion;display合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）目录摘要......................................................IAbstract...................................................II1.引言......................................................31.1毕业设计的思路起源........................................11.2噪声的定义................................................11.3对于检测控制噪声方法的研究................................12.需求分析、技术相关和论文安排..............................22.1需求分析..................................................22.1.1数据采集和处理的功能.................................22.1.2存储功能.............................................22.1.3显示功能.............................................22.2技术相关..................................................22.3论文安排..................................................33.路口噪声检测系统设计硬件设计..............................43.1麦克风....................................................43.2摄像头OV7670..............................................53.3TM32F103CBT6...............................................73.4显示电路的设计............................................94.路口噪声检测系统设计软件设计.............................114.1声音信号采集处理显示模块.................................114.2图像采集模块.............................................124.3SD卡存储模块.............................................134.4主界面显示模块...........................................155.系统调试与整合...........................................175.1硬件测试.................................................175.2软件测试.................................................185.3测试结果.................................................216.结论.....................................................22参考文献...................................................23致谢.....................................................24合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）11.引言1.1毕业设计的思路起源随着社会的进步与发展，越来越多的人拥有了汽车，而且随着人们的生活节奏越来越快，现在的人养成了一种急躁的习惯。特别是在开车的时候，总是喜欢在等待或者拥堵时，不停地去按自己的喇叭，有着一种催促也有着一种对生活或者是对现状的不满。但是人们在自己鸣笛的时候没有想到自己已经在无形中对他的的健康造成了伤害。我们的生活中总是无时无刻，随时随地的充斥着噪音，慢慢的也有人对我们生活中的噪音进行了反抗。但是要从根本上杜绝噪音污染需要我们自己的自觉和监督才能减少噪声的污染对我们的生活带来的危害[1]。本系统就是为了通过ARM实现一个能够实时把当时的噪声值显示出来的系统，能让大家直观的看到自己现在所处环境的噪声情况和自己制造的噪声是什么样子的。能让大家觉得确实是自己制造的噪声太过于影响别人的生活。通过这种方式来对大众进行一种监督和约束，从而达到减少噪声的目的。1.2噪声的定义噪声的定义：（1）音高和音强变化无规律、听上去不协调的声音。是由发声物体无规律的振动产生的，从物理学的方面来看：噪声是发声物体做无规律振动时发出的声音。（2）同【噪声】：在某种环境中不应该存在的声音。基本上指的是聒噪、对耳膜有刺激的声音。从环境保护的方面看：凡是妨对人们正常工作、学习和休息产生影响的声音，和干扰到人们对其他声音正常判断的的声音，都属于噪声。噪声是一种引起人不安、心烦，或音量过高而危害人体健康的声音。噪声污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。1.3对于检测控制噪声方法的研究确定下来毕业设计的课题之后，就对如何检测和控制噪声的产生做了调研和研究，发现人们生活中意识不到自己在产生噪声，所涉及的系统就需要直观的让大众感觉得，自己所处环境的噪声情况，意识到自己的行为给噪声又增添了一重。在某些地方会有试试的温度计会提示着大众现在的温度，从中得到灵感，可以在噪声聚集处设置一个显示屏，来实时显示当时的一个噪声情况，大众直观的看见会有一些约束，从而来降低噪声的产生。合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）22.需求分析、技术相关和论文安排2.1需求分析如果要将噪声降低下去，需要是大家自觉地去减少自己产生的噪声，就需要采集大众所处环境的噪声，显示给大众看，直观的让大众感觉得噪声过高，自觉地降低自己产生的噪声。路口噪声监测系统需要实现的功能：2.1.1数据采集和处理的功能使用麦克风进行声音的采集，然后将采集到的声音信号传输开发板，进行对声音的处理，将量化之后的信号转为二进制代码输出，最后将数值传输出来，直观的显示。摄像头将画面一帧一帧的传输到开发板的缓存当中，由开发板读取数据也可以实时显示在液晶屏上，需要拍照时将缓存中的一帧图片保存到开发板上的SD卡当中。2.1.2存储功能将音量超标当时摄像头捕捉到的那一帧在缓存中的图片保存起来。音量超标时，系统会设定一个标准值，当检测到的噪声达到此标准值时，就会触动指令，该指令将当时摄像头捕捉到的RGB信号转换成bmp文件格式的图片保存到SD卡当中。2.1.3显示功能在显示屏上可以查看实时的噪声数据，也可看到实时的图像数据，然后通过显示屏还可以查看到噪声值超标当时所记录起来在SD中保存的图像数据。当噪声数据采集之后会经过ARM的处理，转换为数值后显示到屏幕上。当摄像头捕捉到图像后会通过fifo芯片读取，在由ARM处理后在显示屏上显示出来。2.2技术相关本系统使用KeiluVision4开发，需要掌握熟练地c语言编程技巧[2]，而且使用起来也比较简单，最主要的是因为开发板上很多的元器件焊接需要使用到贴片技术，比较复杂，但是在查阅过相关资料之后，得出一个比较可行的方法，先使用松香把元器件固定在开发板上，再将焊锡截成一小段，分别得焊到引脚上去[3]。合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）32.3论文安排本文按噪声监测系统构造的不同部分分别进行了介绍。首先在第1章引言中介绍了课题的思路由来、噪声的定义和具体的调研分析。第2章是需求分析和讲述了实现系统的一些相关技术难题。第3章是路口噪声检测系统硬件设计，本章阐述的是麦克风、摄像头、SD卡以及重要处理元器件的硬件设计以及数据的采集，处理和显示部分的设计。第4章是路口噪声检测系统软件设计。第5章是系统调试与整合。合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）43.路口噪声检测系统设计硬件设计本系统是基于ARM的一个路口噪声检测系统，是以ARM为核心采用数模转换技术[4]，来实现对于噪声的测量和显示在显示屏上面。该系统是由软件和硬件两个部分组成的，先构建好路口噪声检测装置的硬件系统：麦克风、摄像机、AL422B、STM32、SD卡之间数据传输的电路。然后再加以编写各个软件自己工作和与其他模块数据交流的代码，下载到开发板中