一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及城市軌道交通的振動和噪聲環(huán)境監(jiān)測領域，是一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的無線裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，地鐵交通系統(tǒng)迅猛發(fā)展，在帶來便利的同時，其運行引起的環(huán)境振動和噪聲等問題也日益突出，對周邊人群的日常生活和工作帶來一定困擾，甚至影響到人體健康。對城市地鐵運行引起的環(huán)境振動和噪聲進行現(xiàn)場測試是研究分析該問題的關鍵。
[0003]傳統(tǒng)的測試方式主要是通過有線傳輸進行振動和噪聲數(shù)據(jù)的采集，這就需要鋪設冗雜的數(shù)據(jù)線路，而在類似地鐵隧道的復雜場地，如何布設臨時數(shù)據(jù)線路受到測試距離以及各種因素的制約。另外，傳統(tǒng)的測試裝置大都只能采集振動或噪聲其中一個評價量的數(shù)據(jù)，且獲取的數(shù)據(jù)一般還需要后期處理，無法快速準確的同時獲得振動與噪聲水平。
【實用新型內容】
[0004]針對傳統(tǒng)設備采集數(shù)據(jù)單一性的不足以及提高數(shù)據(jù)處理分析效率，本實用新型的目的在于，提供一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的無線裝置。可同時采集并實時處理振動及噪聲數(shù)據(jù)，避免了鋪設冗雜的數(shù)據(jù)線以及繁瑣的數(shù)據(jù)后期處理，快速獲取環(huán)境振動和噪聲水平，大大提高了測試的效率。本實用新型可為環(huán)境振動與噪聲污染情況調查以及防震減噪工作提供極大便利。
[0005]為達成上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下:一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)，包括便攜式PC(1)、基站節(jié)點(2)、一組終端節(jié)點(3);其中終端節(jié)點包括LED顯示器(4)、外接振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6);振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)通過BNC接口與終端節(jié)點(3)連接，基站節(jié)點⑵和一組終端節(jié)點(3)為基于Zigbee通信的無線傳感網(wǎng)絡連接，基站節(jié)點通過數(shù)據(jù)線接便攜式PC(I)。
[0006]其中振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)通過BNC接口與終端節(jié)點(3)連接，采集的加速度及聲壓數(shù)據(jù)在終端節(jié)點(3)內轉換為環(huán)境評價中常用的計權振級和A聲級，其處理結果實時顯示于LED顯示器(4)。
[0007]各節(jié)點均由內部時鐘完成時間同步；每一個節(jié)點均可由BNC接口連接振動加速度傳感器及聲壓傳感器，同時采集振動加速度及聲壓級數(shù)據(jù)。
[0008]振動加速度傳感器需緊密固定在選定測區(qū)的地板上，噪聲傳感器則需懸掛于測區(qū)地板之上1.2m處；將振動與噪聲傳感器通過BNC接口與節(jié)點連接；各節(jié)點通過BNC接口現(xiàn)場配備振動加速度及噪聲或聲級傳感器，采集的加速度及聲壓數(shù)據(jù)通過節(jié)點內嵌DSP芯片換算為環(huán)境評價中計權振級和聲級；所有的測試數(shù)據(jù)及處理結果均無線傳輸至與一組無線節(jié)點連接的基站并最終存儲在PC端。
[0009]終端節(jié)點設有LED顯示器(4)為通用8段LED數(shù)碼管顯示器，由通用接口連接在終端節(jié)點⑶。
[0010]終端節(jié)點內置信號放大器即運算放大器，運算放大器輸出再進入低通濾波器；然后低通濾波器輸出的模擬信號接ADC電路轉為數(shù)字信號，再連接內嵌DSP芯片。采集的振動及噪聲模擬信號先通過節(jié)點內置的信號放大器0P2177運算放大器進行信號放大；再進入低通濾波器進行濾波；然后模擬信號通過ADC電路轉為數(shù)字信號，再由內嵌DSP芯片完成數(shù)據(jù)的轉換處理。
[0011]采集的加速度及聲壓數(shù)據(jù)在終端節(jié)點(3)內轉換為環(huán)境評價中常用的計權振級和A聲級，其處理結果實時顯示于LED顯示器(4)。完成測試后，所有的原始測試數(shù)據(jù)及換算處理結果通過無線傳輸協(xié)議由終端節(jié)點(3)傳輸?shù)竭_基站節(jié)點(2)，再通過USB數(shù)據(jù)線轉便攜式PC (I)。
[0012]用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的無線裝置中，終端節(jié)點(3)內置DSP編程芯片及可充電鋰電池，可持續(xù)長時間的數(shù)據(jù)采集及處理；LED顯示器(4)為通用8段LED數(shù)碼管顯示器，用來動態(tài)顯示數(shù)據(jù)處理結果；振動加速度傳感器(5)為壓電式傳感器，噪聲傳感器(6)為電容式傳感器。
[0013]本實用新型的有益效果是，與常規(guī)測試相比:該裝置采用無線傳輸方式且節(jié)點自配供電單元，避免了現(xiàn)場拉線、布線工作；可實時獲取地鐵周邊環(huán)境的振動加速度(m/s2)和聲壓(Pa)兩個評價量的變化情況，并可在節(jié)點內部直接轉換為環(huán)境評價中常用的計權振級(dB)和A聲級(dB)，避免了繁雜的后期數(shù)據(jù)處理過程。該裝置能夠為地鐵周邊區(qū)域的振動與噪聲污染情況調查以及防震減噪工作提供便利。本實用新型安裝方便、移動靈活，可同時對地鐵環(huán)境振動和噪聲數(shù)據(jù)進行實時采集與處理。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的裝置結構示意圖。
[0015]圖2為本實用新型的裝置工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實例對本實用新型做詳細闡述。
[0017]結合圖1 一 2，一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的無線裝置。主要由便攜式PC(I)、基站節(jié)點(2)、終端節(jié)點(3)、LED顯示器(4)、終端節(jié)點接振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)，其中振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)通過BNC接口與終端節(jié)點(3)連接，采集的加速度及聲壓數(shù)據(jù)在終端節(jié)點(3)內轉換為環(huán)境評價中常用的計權振級和A聲級，其處理結果實時顯示于LED顯示器(4)。完成測試后，所有的原始測試數(shù)據(jù)及換算處理結果通過無線傳輸協(xié)議由終端節(jié)點(3)傳輸?shù)竭_基站節(jié)點(2)，再通過USB數(shù)據(jù)線轉存在便攜式PC(I);上述終端節(jié)點(3)內置DSP編程芯片及可充電鋰電池；上述LED顯示器(4)為通用8段LED數(shù)碼管顯示器，由通用接口連接在終端節(jié)點(3);上述振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)均為壓電式傳感器。
[0018]振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)采集的振動加速度及聲壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端節(jié)點(3)，在其內部轉換為環(huán)境評價中常用的計權振級和A聲級，其處理結果實時顯示于LED顯示器(4)。
[0019]完成測試后，所有的原始測試數(shù)據(jù)及換算處理結果通過無線傳輸協(xié)議由終端節(jié)點
(3)傳輸?shù)竭_基站節(jié)點(2)，再通過USB數(shù)據(jù)線轉存在便攜式PC (I)。
[0020]本實例中，終端節(jié)點(3)與基站節(jié)點(2)最長通信距離可達500m，滿足一般地鐵環(huán)境下的實測工作；終端節(jié)點(3)配置TMS320F28335型DSP芯片，并寫入數(shù)據(jù)處理程序；LED顯示器(4)為通用8位8段LED數(shù)碼管顯示器，前四位顯示計權振級結果，后四位顯示A聲級結果，分辨率均為0.1dB ;振動加速度傳感器(5)的輸出精度為5X10 4m/s2，噪聲傳感器
(6)的輸出精度為13Pa,滿足地鐵環(huán)境測評的需求。
[0021]結合圖1，可見本實用新型可以快捷的實現(xiàn)環(huán)境評價指標的換算，避免了繁雜的后期數(shù)據(jù)處理過程。利用測試數(shù)據(jù)和處理結果，并參照相關的振動及噪聲規(guī)范標準，可以對該地鐵環(huán)境進行快速評價，并可為后期防震減噪工作提供指導。
【主權項】
1.一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)，其特征是包括便攜式PC (1)、基站節(jié)點（2 )、一組終端節(jié)點（3 );其中終端節(jié)點包括LED顯示器（4 )、外接振動加速度傳感器（5 )及噪聲傳感器（6);振動加速度傳感器（5)及噪聲傳感器（6)通過BNC接口與終端節(jié)點（3)連接，基站節(jié)點（2)和一組終端節(jié)點（3)為基于Zigbee通信的無線傳感網(wǎng)絡連接，基站節(jié)點通過數(shù)據(jù)線接便攜式PC (I)。2.根據(jù)權利要求I所述的振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)，其特征是振動加速度傳感器需緊密固定在地鐵周邊選定測區(qū)的地板上，噪聲傳感器則需懸掛于測區(qū)地板之上I. 2m處。3.根據(jù)權利要求I所述的振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)，其特征是終端節(jié)點內置信號放大器即運算放大器，運算放大器輸出再進入低通濾波器；然后低通濾波器輸出的模擬信號接ADC電路轉為數(shù)字信號，再連接內嵌DSP芯片。4.根據(jù)權利要求I所述的振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)，其特征是終端節(jié)點設有LED顯示器（4)為通用8段LED數(shù)碼管顯示器，由通用接口連接在終端節(jié)點（3)。5.根據(jù)權利要求I所述的振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)，其特征振動加速度傳感器（5)為壓電式傳感器，噪聲傳感器（6)為電容式傳感器。
【專利摘要】一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)，包括便攜式PC(1)、基站節(jié)點(2)、一組終端節(jié)點(3)；其中終端節(jié)點包括LED顯示器(4)、外接振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)；振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)通過BNC接口與終端節(jié)點(3)連接，基站節(jié)點(2)和一組終端節(jié)點(3)為基于Zigbee通信的無線傳感網(wǎng)絡連接，基站節(jié)點通過數(shù)據(jù)線接便攜式PC(1)；其中振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)通過BNC接口與終端節(jié)點(3)連接，采集的加速度及聲壓數(shù)據(jù)在終端節(jié)點(3)內轉換為環(huán)境評價中常用的計權振級和A聲級，其處理結果實時顯示于LED顯示器(4)。
【IPC分類】H04W84/18, G01P15/03, G08C17/02, G01H9/00
【公開號】CN204884132
【申請?zhí)枴緾N201520609310
【發(fā)明人】張巍, 孫可, 陸俊達, 孫遜, 唐心煜, 周遠航, 王曉敏, 周發(fā)
【申請人】南京大學（蘇州）高新技術研究院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月13日