一种基于无线移动通信的声纹采集测试装置及测试方法
阅读说明：本技术 一种基于无线移动通信的声纹采集测试装置及测试方法 (Voiceprint acquisition testing device and testing method based on wireless mobile communication ) 是由 李河 于 2021-06-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于无线移动通信的声纹采集测试装置及测试方法,包括：主控制器模块；与所述主控制器模块相关联的麦克风模块,用于收集待检测声场的声源信息；与所述主控制器模块相关联的无线移动通信模块,所述主控器模块通过所述无线移动通信模块与服务器关联；其中,所述主控制器模块能够将所述麦克风模块收集的声源信息进行预处理,并经由无线移动通信模块发送至所述服务器；所述预处理至少包括对声源信息进行预滤波、语音端点检测、FFT分析处理。本发明能够实时的收集交通行业、电力行业、石油化工、天然气管网等工业领域中关键部位的音频信号,进而可以通过服务器对上述的关键部分进行实时监控。(The invention discloses a voiceprint acquisition testing device and a voiceprint acquisition testing method based on wireless mobile communication, wherein the voiceprint acquisition testing device comprises the following steps: a main controller module; the microphone module is associated with the main controller module and is used for collecting sound source information of a sound field to be detected; a wireless mobile communication module associated with the master controller module, the master module being associated with a server through the wireless mobile communication module; the main controller module can preprocess sound source information collected by the microphone module and send the sound source information to the server through the wireless mobile communication module; the preprocessing at least comprises pre-filtering sound source information, voice endpoint detection and FFT analysis processing. The invention can collect audio signals of key parts in the industrial fields of traffic industry, electric power industry, petrochemical industry, natural gas pipe network and the like in real time, and further can monitor the key parts in real time through the server.)
技术领域
本发明属于轨道交通行业、电力行业、石油化工、天然气管网等工业监控领域，特别涉及某些关键部件的工作异常可以通过声音等诊断排除的基于无线移动通信的声纹采集测试方法。
背景技术
目前在电力行业的供配电是变压器或者轨道交通的铁轨是否存在异常经常需要人工去判断，在时间、效率上存在极大的缺陷及时延性；当今科技水平的高速发展，伴随着人力成本的越来越高，越来越有必要用科技来实现解决这种费时费人力的问题，本发明正是基于这种状况而进行创新应用。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种基于无线移动通信的声纹采集测试装置及测试方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于无线移动通信的声纹采集测试装置，包括：
主控制器模块；
与所述主控制器模块相关联的电源模块，用于向所述主控制器模块供电；
与所述主控制器模块相关联的麦克风模块，用于收集待检测声场的声源信息；
与所述主控制器模块相关联的无线移动通信模块，所述主控器模块通过所述无线移动通信模块与服务器关联，以实现所述主控器模块和所述服务器之间的信息交互；
与所述主控制器模块相关联的存储模块，用于储存待检测场地中待检测场地周围设备在未开启时、开启时以及正常工作时的环境声场信息
其中，所述主控制器模块能够将所述麦克风模块收集的声源信息进行预处理，并经由无线移动通信模块发送至所述服务器；
所述预处理至少包括对声源信息进行预滤波、语音端点检测、FFT分析处理。
本发明能够实时的收集交通行业、电力行业、石油化工、天然气管网等工业领域中关键部位的音频信号，进而可以通过服务器对上述的关键部分进行实时监控。
可选的，还包括与所述主控制器模块相关联的无线通讯模块，所述无线通讯模块用于设置声纹采集装置的一些基本功能，包括：读取/设置无线移动通信模块地址、读取/修改服务器地址、对所述声纹检测装置的运行状态进行诊断。
可选的，所述主控制器模块响应并接收麦克风内置音频总线的音频信号。
可选的，所述麦克风模块响应20Hz-20kHz频率的声源。
可选的，所述麦克风模块以48kHz采集速率间隙性的进行数据采集。
可选的，还包括与所述主控制器模块相关联的储存模块。
可选的，所述主处理器模块能够设置所述无线移动通信模块地址和服务器地址，并通过所述无线移动通信模块建立所述主控器模块和所述服务器之间的通讯，以实现所述主处理器模块和所述服务器之间的信息交互，所述主处理器模块可以单独执行某个操作，也可以组合执行一系列操作。
可选的，所述声纹采集测试装置被动的接收来自所述服务器的命令，以将经过所述主控制器模块处理的音频数据传输给所述服务器，所述服务器向所述声纹采集测试装置发送心跳报文，以维护通讯链路。
可选的，所述声纹采集测试装置可主动向所述服务器上传数据，待所述声纹采集测试装置向所述服务器上传数据完毕之后，可断开与服务器的连接，所述声纹检测装置进入低功耗工作状态。
本发明还公开了一种使用基于无线移动通信的声纹采集测试装置的测试方法，包括如下步骤：
步骤一：上电初始化所述声纹采集测试装置；
步骤二：设置所述声纹采集测试装置上各个模块的基本功能；
步骤三：所述麦克风模块响应现场声源信号，并送所述主控制器模块对声源信号预处理(包括：预滤波、语音端点检测、FFT分析处理等)；
步骤四：将步骤三中，由所述主控制器模块经过无线移动通信上传至服务器。
综上所述，本发明能够实时的对检测工业体系的关键部位进行声音监控，可以通过将麦克风模块布置在需要检测关键的部位，进而可以通过服务器对上述的关键部分进行实时监控。
附图说明
图1为本发明中声纹采集测试装置的结构示意图。
图2是本发明装置实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
声纹检测是工业体系中检测故障的常用方式，为了对工业体系中关键部位进行实时的声纹检测，提供一种基于无线移动通信的声纹采集测试装置
图1为本发明中，声纹采集测试装置的结构示意图。
参考图1，一种声纹采集测试装置包括主控制器模块20、麦克风模块26、无线通讯模块23、电源模块21、无线移动通信模块25以及存储模块24。其中麦克风模块26具有一个或者多个麦克风，通过将麦克风模块26的麦克风布置在需要检测声纹信号的工业体系中的关键部位，从而可以收集工业体系中关键部位的声纹信号。麦克风模块26与主控制器模块20相关联，以将麦克风模块26收集的信号，传递给主控制器模块20，其中麦克风模块26和主控制器模块20通过数据线相连接，麦克风模块接收并相应20Hz-20kHz频率的声源，在频段内麦克风模块26相应平滑其中，麦克风模块不限于一个麦克风，可以是一个麦克风或者几个买个风组成；电源模块21用于给主控制器模块20供电，主控制器模块20和服务器通过无线移动通信模块25相关联，主控制器模块20和服务器之间通过无线移动通信模块25进行数据交互。储存模块24用于收集并储存麦克风模块26传递给主控制器模块20的声源数据，防止信号传递失败出现的数据丢失，且储存模块24和主控制器模块24通过数据线相连接；无线通讯模块23用于读取/设置无线移动通信模块地址、读取/修改服务器地址、对整个声纹采集测试装置的运行状态进行诊断。
进而，本发明在对工业体系关键部位声纹信号检测中，可以通过麦克风模块26实时收集工业体系中关键部位的实时音频信息，并将收集的音频信息经预处理，该预处理包括：预滤波、语音端点检测、FFT分析处理等，上传至服务器。其中，主控制器模块20会响应接收麦克风模块26内置音频总线的音频信号，从而对上述音频信号进行预处理。
如此，在将收集的信号经过预处理之后，可以实时的检测收集工业体系中关键部位的声纹信号，进而通过服务器，可以远距离了解工业体系的关键部位是否存在故障。
在一些实施例中，采集的数据和预处理结果通过无线移动通信网络向服务器主动推送。上传数据及接受命令按照某种特定的方式，本声纹采集测试装置采取数据命名方式为：
Device ID可自定义、支持中文字符_麦克风**_FFT_YY_MM_DD_hh_mm_ss。
在一些实施例中，麦克风模块26的采样时间及主处理器模块20发送频率均支持服务器远程修改或通过无线通讯模块23进行修改；并且声纹采集测试装置通过无线模块23支持自定义设备名称或备注。
在一些实施例中，声纹采集测试装置间隔采样，采样期间声纹采集测试装置与服务器通讯时激活无线移动通信模块25，声纹采集测试装置主动连接服务器并发送数据，声纹采集测试装置与服务器之间在通讯没有建立和未达到设置的采集时间时，声纹采集测试装置可不用采集数据和计算结果数据。
同时，声纹采集测试装置可主动上传数据给服务器，也可被动接收服务器命令上传数据给服务器；
当声纹采集测试装置采取主动上传数据服务器模式时，声纹采集测试装置在上传服务器数据后，可断开与服务器的链接进入休眠模式，进入低功耗工作状态；
当声纹采集测试装置采取被动模式，声纹采集测试装置上电后，侦听本地端口，等待服务端的主动连接。在通讯未建立时，服务器应该定时主动查找声纹采集测试装置，如果建立连接成功，发送开始传输命令。声纹采集测试装置收到开始传输数据后，根据设定采集时间间隔，定时采集数据，并主动上传。中间不传送数据的过程中，服务端需定时发送心跳报文，来维护通讯链路。如果超过一定时间服务端没有收到数据或心跳报文，则断开连接，重新尝试建立连接。声纹采集测试装置如果超时未没收到服务端的报文，刚断开之前的连接，重新侦听本地端口，等待链接。
参考图2，图2为本发明中，声纹采集测试装置使用方法的流程图。
通过声纹采集测试装置可以收集工业体系中关键部位的实时声纹信号，声纹采集测试装置的具体操作如下。
步骤一，初始化声纹采集测试装置；具体方式如下，通过无线通讯模块23对声纹采集测试装置进行初始化设置，具体包括读取/设置无线移动通信模块地址、读取/修改服务器地址、运行状态诊断等，声纹采集测试装置初始化完成后重新启动测试装置。
步骤二，设置声纹采集测试装置上各个模块的基本功能；
步骤三，麦克风模块响应现场声源信号，并送主控制器模块对声源信号，进行预处理。
麦克风模块26以48kHz采集速率进行数据采集，采集数据传送给主处理器模块20并由主处理器模块20实时进行预处理分析。其中麦克风模块26数据采集是间歇性的，比如每5分钟采集0.5秒钟。这一参数可以预先配置和设定。
步骤四，主控制器模块20定时采集声源信息，通过4G模块，将主控制器模块20收集的信息，传递给上一级服务器。具体的，在本实施例中，主控制器模块20通过无线移动通信模块25将经过预处理的数据发送给服务器；具体执行时，无线移动通信模块25定时发送数据给服务器。
具体的，声纹采集测试装置通过无线移动通信模块25跟服务器相关联，即是，主处理模块20能够通过设置无线移动通信模块25地址和服务器地址，并通过无线移动通信模块25建立主控器模块20和服务器之间的通讯，以实现主处理器模块20和服务器之间的信息交互，并且主处理器模块20可以单独执行某个独立的操作，也可以组合执行一系列的操作。
进一步的，声纹采集测试装置通过设置好的无线移动通信模块地址及服务器地址和服务器之间拨号连接并完成网络授时，并待声纹采集测试装置与服务器连接好之后，声纹采集测试装置通过麦克风模块26间隔采样环境声源22，并将所收集的声源数据经过主控制器模块20，以进行预处理。
在本发明中，所有发送的数据选择采用小端模式(低字节在前)。
显然，所描述的实施例仅仅本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。