魏元鹏 罗鹏 代晓曼 吴鸿杰
（宿州学院 机械与电子工程学院 安徽 宿州 234000）
【摘要】
在忙碌的21世纪，安静而又舒适的休息环境是辛劳工作后的一片净土，而难以避免的噪声则是这片净土中的不雅之客，噪声的监测与智能降噪便成了维护净土的一种手段，通过噪声检测模块采集数据，发送至单片机中进行分析处理，输出相应指令到降噪模块中，使噪声降低从而达到降噪效果。
【关键词】噪声检测模块；单片机；智能控噪模块
1 设计背景及意义
对于生活在城市中，习惯了快节奏生活的人们来说，难得的休息时间可以说是相当宝贵的，但是往往在室内休息时，会被室外的鸣笛声，房屋装修声以及家用电器等声音影响了整体休息氛围，心情顿时变得不美，该项目是为了满足当前人们需求孕育而生，可广泛应用于各个领域，例如私人卧室隔音、学校教室隔音、工厂机械噪音压制等等，可极大程度的减少噪声对环境的污染。
2 噪声测量仪简介
2.1 噪声检测模块的工作原理
噪声检测模块由多个部分组成，包括供电接口、AD采集模块、模拟量输出、功率放大器等等。噪声检测模块正常工作的电压范围较广，5-24V供电范围提供了良好的适应性。AD采集时，可通过无线串口输出线性模拟量，直接采集波形，可以清晰而又直观的察看采集分析后的数据，非常方便。AD采集的量可能过小而无法进行数据输出处理，故需要通过以LM358芯片作为主芯片的功率放大电路，将数据进行放大处理然后输出。接通电源后，通过不同端口进行操作，VCC作为电源的输入口，输入范围5-24V，GND则是接地线，DO是数字量的输出口，只能判断声音的有无，而不能输出数据量的数据，AO是该模块的模拟输出口，输出的范围0V到（VCC-1.7）V，例如供电5V，则最大输出电压就是5-1.7=3.3V。该模块具有灵敏度试用范围广的特点，使用方便简洁。
2.2 智能控噪模块的工作原理
日常生活工作中噪声治理的方法主要有三种：在声源处治理，从根本上使噪声源产生的噪声变小；在接收点采取保护措施，接受点指的是保护目标，通常指人体；在噪声传播途径上采取降噪措施，这种方法主要包括隔声、吸声、消声、减振等几种。而本项目的智能控噪方式属于第三种方式，在传播途径上进行降噪，通常外部的噪声大多属于空气传声，少部分属于结构传声和驻波，因此可以结合建筑材料对其进行降噪，在噪声达到警报值或者智能控噪模块接收到指令时，自动关闭隔音窗拉上窗帘，同时结合其他吸音材料，如吸音板、木质地板、室内植物等等，可以使降噪效果大大提升。
3 系统硬件设计
3.1 单片机
本项目采用STC89C52单片机，STC89C52单片机的供电电源采用5V供电，噪声检测模块采用5V供电，由噪声测量模块采集信号，输入至单片机中进行处理分析，再输出指令至降噪模块。
3.2 电源模块
整个室内噪声检测与智能控噪系统采用7.2V镉镍电池供电，镉镍电池的7.2V电流经芯片TPS7350，把7.2V直流电压转 换成5V，给STC89C52芯片和LCD1602供电。整个转压电路加入10uf钽电容和104电容进行滤波处理，过滤那些杂波，使得供电的电压更加的稳定，同时也保证外设模块的正常工作。
.png)
图二：供电模块
3.3 显示模块
室内噪声检测与智能控噪系统采用LCD1602液晶显示模块进行及时显示当前噪声的测量值，我们用的LCD1602有8个数据口，采用5V或者3V供电，通过IIC通信的方式进行数据的打印和显示。整个LCD1602模块由8个数据口 、数据/命令、读/写指令、使能指令构成，显示模块增加了HD44780主控驱动电路、HD4410扩展驱动电路、电容、电阻组成，能够更好的将信息显示出来。
.png)
图3：LCD1602原理图
4 系统框图和程序框图
4．1 系统框图
室内噪声检测与智能控噪系统，由STC89C52单片机接受并且处理由噪声检测模块发送采集的数据，及时处理噪声的当前值，显示在LCD1602模块上，判断是否在规定范围内，及时发送降噪指令。下图是整个系统的流程图。
.png)
图4：系统结构图
4.2 程序
本设计将程序分为两个部分，噪声模块数据的分析处理，分析处理后对降噪设备发出指令，通过SPI的通信方式完成就接收操作。
整个程序是在KEIL4的环境下编写，调用<reg 52.h>的头文件，将程序的整体模块化，可以更好的对程序进行改动和优化，对一些寄存器进行初始化PSW = 0x00;PCON = 0x00;IP = 0x00;IE = 0x00; 然后对所需的定时器中断进行配置，最后把SPI的通信完成，将上面的综合运用在一起，即可完成噪声检测与智能控噪系统的项目。
.png)
图5部分程序图
5． 器件安装与调试
5.1 元器件的安装
1.检测元件
根据我们项目的要求，提前购买我们所需要的电子元器件，所需的各类模块、电阻、电容，均需要一一检测其好坏，用万用表检测所购买的电阻是否合乎我们的要求。
2.电路焊接检测
将自己画好的PCB电路板提前打印出来，最后还需将电路板的线路反复检查，防止VCC和GND的导通或者某些引脚存在虚焊、漏焊的情况。
【参考文献】
[1] 谭浩强. C程序设计[M].北京：清华大学出版社，1999 .
[2] 徐淑华,程退安，姚万生.单片机微型机原理及应用.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，1999. 6.
注明：宿州学院省级大学生创新创业训练计划项目资助
项目名称：基于单片机技术的室内噪声检测与智能控噪系统
项目编号：S202010379155