聲音定位系統(tǒng)

1、 音頻定位系統(tǒng)的設(shè)計與制作音頻定位系統(tǒng)的設(shè)計與制作 畢業(yè)答辯畢業(yè)答辯 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 班級：班級：2010級通信級通信 學(xué)生：學(xué)生： 學(xué)號：學(xué)號： 內(nèi)容內(nèi)容n 系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹n 設(shè)計思路設(shè)計思路n 設(shè)計成果設(shè)計成果n 結(jié)果及分析結(jié)果及分析系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹n500mm350mm的坐標(biāo)紙，在其四角外側(cè)分別固定安裝一個的坐標(biāo)紙，在其四角外側(cè)分別固定安裝一個聲音接收模塊，聲音接收模塊通過導(dǎo)線將聲音信號傳輸?shù)叫怕曇艚邮漳K，聲音接收模塊通過導(dǎo)線將聲音信號傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K，聲音定位系統(tǒng)根據(jù)聲響模塊通過空氣傳播到各息處理模塊，聲音定位系統(tǒng)根據(jù)聲響模塊通過空氣傳播到各聲音接收模塊的聲音信號，判定聲響

2、模塊所在的位置坐標(biāo)。聲音接收模塊的聲音信號，判定聲響模塊所在的位置坐標(biāo)。信號頻率：信號頻率：500HZ。具體如圖：。具體如圖：硬件電路設(shè)計硬件電路設(shè)計n發(fā)聲電路。單片機(jī)定時中斷，帶通濾波器，音發(fā)聲電路。單片機(jī)定時中斷，帶通濾波器，音頻功放。頻功放。n接收模塊。信號的增益很小，先進(jìn)行前級音頻接收模塊。信號的增益很小，先進(jìn)行前級音頻功放，電容隔直。為了防止其他信號的干擾，功放，電容隔直。為了防止其他信號的干擾，輸出信號被送帶通濾波器。但濾波后信號有衰輸出信號被送帶通濾波器。但濾波后信號有衰減，再進(jìn)行后級音頻功放。為了能讓單片機(jī)容減，再進(jìn)行后級音頻功放。為了能讓單片機(jī)容易識別的方波信號，最后再加整形

3、電路。易識別的方波信號，最后再加整形電路。硬件系統(tǒng)框圖硬件系統(tǒng)框圖發(fā)聲模塊發(fā)聲模塊接收模塊接收模塊硬件實物硬件實物發(fā)聲模塊發(fā)聲模塊接收模塊接收模塊整體系統(tǒng)整體系統(tǒng)設(shè)聲源位置為P,其中A,B,C,D為坐標(biāo)軸的四個頂點,(AB)=500mm,(AD)=350mm, ?為(AB)與(AP)的夾角.所用矩形性質(zhì)：矩形所在平面內(nèi)任一點到其兩對角線端點的距所用矩形性質(zhì)：矩形所在平面內(nèi)任一點到其兩對角線端點的距離的平方和相等離的平方和相等 y D d 350mm P b a A 500mm B x)(22)(sin2222ADasasAD)(22)(cos1212ABasasAB基于時間差的定位算法基于時間

4、差的定位算法故可得結(jié)果為： )(22)(sin2222ADasasAD)(22)(cos1212ABasasAB則坐標(biāo)為：x=acos? ； y=asin?輸出波形輸出波形接收模塊輸出接收模塊輸出兩路輸出相位差兩路輸出相位差軟件流程軟件流程測試結(jié)果測試結(jié)果n聲響模塊功率測試聲響模塊功率測試 P=U*I=2.857V*55.6mA=159mW，符合結(jié)果。，符合結(jié)果。n聲源定位測試聲源定位測試 測試方案：測試過程中把聲源固定放在坐標(biāo)紙上某一具體的測試方案：測試過程中把聲源固定放在坐標(biāo)紙上某一具體的坐標(biāo)上的坐標(biāo)上的任意一點，通過此聲音定位系統(tǒng)顯示聲源的坐標(biāo)。任意一點，通過此聲音定位系統(tǒng)顯示聲源的坐標(biāo)

5、。 誤差大概在誤差大概在020mm內(nèi)，符合內(nèi)，符合30mm內(nèi)誤差的要求。內(nèi)誤差的要求。選中坐標(biāo)（選中坐標(biāo)（mm） （30，50）（155，200）（300，90） （400，300）測量坐標(biāo)（mm）（25，43） （170，180） （305，100） （410，321）誤差（mm）（5，7）（15，20）（5，10）（10，21）聲源在中心時的測量坐標(biāo)聲源在中心時的測量坐標(biāo)誤差分析誤差分析n由于測試環(huán)境不同，造成聲音的傳播速度有所不同；由于測試環(huán)境不同，造成聲音的傳播速度有所不同；n500HZ的信號與人的發(fā)聲頻率很相近，所以外部的的信號與人的發(fā)聲頻率很相近，所以外部的噪聲也很容易對本系統(tǒng)造成干擾；噪聲也很容易對本系統(tǒng)造成干擾；n當(dāng)進(jìn)入捕獲中斷的時候，計數(shù)是在計數(shù)器的一個周期當(dāng)進(jìn)入捕獲中斷的時候，計數(shù)是在計數(shù)器的一個周期（65535us）內(nèi)，但是可能在第三路脈沖還沒到達(dá)）內(nèi)，但是可能在第三路脈沖還沒到達(dá)計數(shù)時計數(shù)器已經(jīng)溢出，造成誤差。計數(shù)時計數(shù)