[实用新型]一种应用在智能家居中的声音定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及涉及一种应用在智能家居中的声音定位装置，其特征是利用多路声音采集阵列估计声源物体的位置和属性，同时控制云台摄像头的转动，记录音视频数据并提供给后台进行智能分析。

背景技术

声音的定位、跟踪和声源分析已经成为多媒体人机交互和低空目标探测的重要研究领域，一般采用基于多采集器的时延差(TDOA)的方法来实现，可以广泛应用于视频会议系统、视频监控系统、智能机器人、雷达辅助系统和智能家居系统。

智能家居是崭新的物联网技术在人类家庭生活中的典型应用。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、安防系统、数字影院系统、影音服务器、网络家电等)连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、智能看护、环境监测、暖通控制等多种功能和手段。

现代家庭中监控设备已经很常见，但具有声音定位功能的智能监控装置很少。传统监控设备只有视频而没有声音，或者只是单纯录音而没有进行声源定位和分析，并不能完整记录家庭环境中发生的带有异常响动的突发事件，因此带有声音定位功能，同时可以智能分析的新型监管设备显得尤其重要。

鉴于传统的监控设备中没有智能化的声音定位装置，因此目前急需要一种带有声音定位功能，同时可以智能分析的新型监管设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种带有声音定位功能，同时可以智能分析的新型监管设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种应用在智能家居中的声音定位装置，它包括云台摄像机、多路声音采集阵列、声音定位装置、家庭智能主机和电源；所述的云台摄像机和多路声音采集阵列均与声音定位装置电连接；所述的声音定位装置和云台摄像机均与家庭智能主机电连接；所述的电源分别为上述各用电部件供电；所述的声音定位装置是一块硬件电路板，所述的硬件电路板包括模拟信号调理电路、模数转换电路、FPGA预处理模块和DSP核心算法模块。

作为优选，所述的模拟信号调理电路为两片OP747AR芯片，六路声音采集阵列输出的模拟信号为ADC_CH0、ADC_CH1、ADC_CH2、ADC_CH3、ADC_CH4、ADC_CH5，所述的模拟信号和OP747的放大器输入相连，放大器输出为SIG1_OUT、SIG2_OUT、SIG3_OUT、SIG4_OUT、SIG5_OUT、SIG6_OUT，完成对输入小信号的放大和调理。

作为优选，所述的模数转换电路为一片ADS8365芯片，所述的模数转换芯片为独立六路16位ADCs，具有较低的功耗和较高的动态范围。ADS8365的输入为六路放大器输出信号SIG1_OUT、SIG2_OUT、SIG3_OUT、SIG4_OUT、SIG5_OUT、SIG6_OUT，。ADS8365的输出为16比特数据总线ADS_D[0～15]，通过地址总线ADS_A0、ADS_A1、ADS_A2和片选信号ADS_CS来识别当前是哪一路模拟信号，并送入FPGA中进行预处理。

作为优选，所述的FPGA预处理模块采用xilinx公司的Sparton3XC3S200，具有丰富的IO资源和并行处理能力，可以同时进行六路声音信号的采样和同步化处理，另外，对声音信号的小波变换计算复杂度较高，在DSP中处理负荷较大，可以先在FPGA中进行预处理。所述FPGA的输入为ADS8365的输出，所述FPGA的输出为16位EMIF并行总线和SPI串行总线，分别与核心处理单位C6747相连。

作为优选，所述的DSP核心处理单元为德州仪器的TMS320C6747，是一款低功耗高性能的浮点数字信号处理器，主要进行多路声音阵列信号的DOA估计、降噪处理、目标识别，并将处理结果发送给家庭智能终端，同时输出角度信息控制云台摄像机的转动；所述的DSP单元的输入为16位EMIF并行总线和SPI串行总线，所述DSP单元的输出为以太网接口和RS485总线。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：通过声音定位装置，云台摄像机、多路声音采集阵列、声音定位装置、家庭智能主机和电源的组合，在家中出现异常响动的时候，声音定位装置可迅速采集声音信号，通过定位算法控制云台摄像机，记录音视频数据。

综上所述本实用新型提供了一种带有声音定位功能，同时可以智能分析的新型监管设备。

附图说明

图1是本实用新型中应用在智能家居中的声音定位装置的主结构框图。

图2是本实用新型应用在智能家居中的声音定位装置的部分信号调理电路图。