[发明专利]一种基于云平台及5G网络的噪声分析平台

说明书

本发明提出了一种基于云平台及5G网络的噪声分析平台，包括：数据采集模块：包括用于采集声音信号的传声器阵列，用于采集画面信号的摄像头；数据传输模块：包括A/D转换器、FPGA和5G模块，所述FPGA将传声器阵列经过A/D转换器模数转换后的数据排序、打包后，传输给5G模块，所述5G模块配合声源定位算法、摄像头采集的画面形成实时声像图，并上传到数据存储模块和云平台；云平台：根据5G模块3上传的信息，将实时声像图上主要噪声源位置和噪声大小对应转换到已经绘制好的监测区域的3D三维模型上，得到一个完整的3D三维噪声环境地图。该噪声分析平台抛开了使用声学软件模拟分析产生的误差，让绘制的3D三维噪声地图更加精确，可靠。

【技术领域】

本发明涉及噪声分析的技术领域，特别是一种基于云平台及5G网络的噪声分析平台。

【背景技术】

噪声地图一般利用计算机仿真软件模拟，根据噪声数据，实际地理空间信息，包括地理数据、建筑的分布状况、道路状况、公路和铁路交通等，生成的在地理或者建筑空间上噪声分布图，类似于海拔等高线图，一般以不同颜色的噪声等高线、网格和色带来表示。

目前噪声数据主要采用定点监测的方法，在多个地点部署噪声监测站点，实时监测当前位置的噪声大小。但是虽然大量噪声监测点具有实时性高的特点，但是，大量监测站点的部署不仅建设成本和维护成本高，而且不可移动，灵活性差，同时不具备噪声污染源准确定位的功能。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于云平台及5G网络的噪声分析平台，通过一套基于5G模块的可移动麦克风阵列，采集噪声数据以及实时声图像，通过5G模块将上述数据上传到云平台上，对数据进行存储与分析，最终得到可靠的声学分析结果和三维噪声分布地图。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于云平台及5G网络的噪声分析平台，包括：

数据采集模块：包括可移动麦克风阵列系统，所述可移动麦克风阵列系统包括传声器阵列和摄像头，所述传声器阵列用于采集声音信号，所述摄像头用于采集画面信号；

数据传输模块：包括A/D转换器、FPGA和5G模块，所述FPGA将传声器阵列经过A/D转换器模数转换后的数据排序、打包后，通过PCIE接口，传输给5G模块，所述5G模块内置ARM芯片，配合基于波束形成的声源定位算法，配合摄像头采集的画面，形成实时声像图，通过5G模块将数据实时传输到数据存储模块和云平台；

数据存储模块：采用数据库管理系统存储上传数据；

云平台：根据实时声像图的上主要噪声源在声像图上二维坐标、可移动麦克风阵列系统在三维空间中的位置、摄像头视角，将声像图上该点的噪声水平对应到整个监测空间的三维模型上，通过对大量的声像图的分析，得到整个监测空间的3D噪声地图；

展示交互平台：包括云平台的显示界面，用以供用户浏览监测区域的三维噪声地图和声学分析结果。

作为优选，所述传声器阵列包括64个电容传声器。

作为优选，所述数据传输模块包括基于5G模块的可移动声源定位系统，所述可移动声源定位系统内置基于波束形成的声源定位算法，通过声源定位阵列生成的实时声像图。

作为优选，通过5G模块传输到数据存储模块和云平台的数据包括：可移动麦克风阵列系统生成的声像图、传声器阵列采集到的原始声音信号数据、可移动麦克风阵列系统实时GPS定位、可移动麦克风阵列系统摄像头视角。

作为优选，所述云平台通过声像图，基于波叠加的算法，运用最佳优先算法进行搜索求解主要噪声源的三维坐标，得到实际声源的位置。

作为优选，所述云平台基于传声器阵列实际采集的声音信号，计算传声器阵列移动路径上的噪声水平，同时可以进一步进行倍频程、FFT分析。

本发明的有益效果：