一种阵列式隐形声屏障及降噪方法与流程

1.本发明涉及降噪设备技术领域，特别指一种阵列式隐形声屏障及降噪方法。

背景技术：

2.随着经济快速发展，环境噪音污染的问题日益突出，存在工业噪音、建筑施工噪音、交通运输噪音、社会生活噪音等。随着大众对环境保护以及生活水平要求的日益提升，城市中对环境噪音进行控制的需求越来越大。然而，对于工业、建筑施工和社会生活等噪音，目前并没有成熟的防治手段，只能对排放时间进行适当控制，对于交通运输噪音，目前常用各种有形的声屏障来被动式的降低环境噪音，以期达到噪音排放标准，但降噪效果有限。
3.因此，如何提供一种阵列式隐形声屏障及降噪方法对环境噪音进行控制，成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题，在于提供一种阵列式隐形声屏障及降噪方法，实现对环境噪音进行主动降噪，提升降噪效果。
5.第一方面，本发明提供了一种阵列式隐形声屏障，包括一个控制主机以及若干个降噪单元；
6.所述控制主机包括一工控主板、一cpu、一内存、一硬盘以及一第一通信模块；所述降噪单元包括一壳体、一mcu、一噪音采集模块、一喇叭发声模块、一电源模块以及一第二通信模块；
7.所述工控主板分别与cpu、内存、硬盘以及第一通信模块连接；所述mcu分别与噪音采集模块、喇叭发声模块、电源模块以及第二通信模块连接；所述第一通信模块与第二通信模块连接；
8.所述mcu以及第二通信模块均设于壳体内部；所述噪音采集模块以及喇叭发声模块均设于壳体表面；
9.所述电源模块包括一锂电池、一太阳能充电板、一充电接口以及一充电插头；所述锂电池分别与太阳能充电板、充电接口、充电插头以及mcu连接。
10.进一步地，所述第一通信模块以及第二通信模块均为2g通信模块、3g通信模块、4g通信模块、5g通信模块、nb-iot通信模块、lora通信模块、wifi通信模块、蓝牙通信模块、zigbee通信模块或者有线通信模块。
11.进一步地，所述噪音采集模块包括若干个麦克风，各所述麦克风均与mcu连接，并均设于所述壳体表面。
12.进一步地，所述喇叭发声模块包括若干个喇叭，各所述喇叭均与mcu连接，并均设于所述壳体表面。
13.进一步地，所述充电接口为usbtypec接口。
14.进一步地，所述降噪单元还包括一指示灯，设于所述壳体表面，并与所述mcu连接。
15.进一步地，还包括一服务器，与所述第一通信模块连接。
16.第二方面，本发明提供了一种阵列式隐形声屏障的降噪方法，包括如下步骤：
17.步骤s10、将各降噪单元布设在需要降噪的区域，通过电源模块给降噪单元上电进行初始化；
18.步骤s20、降噪单元通过噪音采集模块采集环境的噪音，并依次通过第二通信模块以及第一通信模块发送给控制主机；
19.步骤s30、控制主机预先设置各频率段对应的干涉声波，控制主机的工控主板通过预先安装的声波分析器分析接收的噪音的频率，基于所述频率对应的频率段匹配对应的干涉声波，并将所述干涉声波发送给降噪模块；
20.步骤s40、降噪模块控制喇叭发声模块播放接收的所述干涉声波，通过所述干涉声波对噪音进行干涉进而进行降噪。
21.进一步地，还包括：
22.步骤s50、降噪单元通过指示灯指示当前的工作状态，控制主机将接收的所述噪音上传服务器进行大数据分析。
23.本发明的优点在于：
24.通过设置若干个降噪单元与控制主机连接，各降噪单元设有噪音采集模块和喇叭发声模块，各降噪单元通过噪音采集模块采集噪音并发送给控制主机，控制主机利用现有的声波分析器分析噪音的频率，控制各降噪单元的喇叭发声模块播放对应的干涉声波对噪音进行干涉，进而对各降噪单元覆盖的区域的环境噪音进行主动降噪，相对于传统上的被动式降噪，极大的提升了降噪效果。
附图说明
25.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
26.图1是本发明一种阵列式隐形声屏障的电路原理框图。
27.图2是本发明一种阵列式隐形声屏障的结构示意图。
28.图3是本发明降噪单元的结构示意图。
29.图4是本发明降噪单元的剖视图。
30.图5是本发明电源模块的电路原理框图。
31.图6是本发明一种阵列式隐形声屏障的降噪方法的流程图。
32.标记说明：
33.100-一种阵列式隐形声屏障，1-控制主机，2-降噪单元，3-服务器，11-工控主板，12-cpu，13-内存，14-硬盘，15-第一通信模块，21-壳体，22-mcu，23-噪音采集模块，24-喇叭发声模块，25-电源模块，26-第二通信模块，27-指示灯，231-麦克风，241-喇叭，251-锂电池，252-太阳能充电板，253-充电接口，254-充电插头。
具体实施方式
34.本发明实施例通过提供一种阵列式隐形声屏障100，解决了现有技术中对环境噪音只能采取控制排放时间的方式，或者使用有形的声屏障来被动式降噪，但降噪效果有限
的技术问题，实现了对环境噪音进行主动降噪，极大的提升了降噪效果的技术效果。
35.本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：通过噪音采集模块23采集环境噪音给控制主机1，控制主机1基于采集的环境噪音控制喇叭发声模块24播放对应的干涉声波，在局部环境抵消噪音。
36.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
37.请参照图1至图6所示，本发明一种阵列式隐形声屏障的较佳实施例，包括一个控制主机1以及若干个降噪单元2；所述控制主机1用于接收降噪单元2采集的环境噪音，并控制所述降噪单元2播放对应的干涉声波；需要申明的是，本技术的所述控制主机1是利用现有的声波分析器对环境噪音进行分析，本技术的改进并不涉及任何的计算机程序，本技术所请求保护的是所述阵列式隐形声屏障100的硬件结构/线路结构；
38.所述控制主机1包括一工控主板11、一cpu12、一内存13、一硬盘14以及一第一通信模块15；所述降噪单元2包括一壳体21、一mcu22、一噪音采集模块23、一喇叭发声模块24、一电源模块25以及一第二通信模块26；所述cpu12用于对控制主机1的工作进行控制，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的cpu即可，并不限于何种型号，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述mcu22用于控制降噪单元2的工作，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的mcu即可，并不限于何种型号，例如st公司的stm32f103系列的mcu，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述壳体21可采用钢材、轻质混凝土复合材料、塑料等制造，用于为所述降噪单元2提供防护，同时作为所述喇叭241的箱体，对声波的扩散起辅助作用；具体实施时，当应用到市政道路降噪时，所述壳体21的材质可与路灯杆一致，甚至结合到路灯杆中，为路灯杆增加降噪功能；
39.所述工控主板11分别与cpu12、内存13、硬盘14以及第一通信模块15连接；所述mcu22分别与噪音采集模块23、喇叭发声模块24、电源模块25以及第二通信模块26连接；所述第一通信模块15与第二通信模块26连接；
40.所述mcu22以及第二通信模块26均设于壳体21内部；所述噪音采集模块23以及喇叭发声模块24均设于壳体21表面；
41.所述电源模块25包括一锂电池251、一太阳能充电板252、一充电接口253以及一充电插头254；所述锂电池251分别与太阳能充电板252、充电接口253、充电插头254以及mcu22连接；所述太阳能充电板252设于壳体21顶端。
42.所述第一通信模块15以及第二通信模块26均为2g通信模块、3g通信模块、4g通信模块、5g通信模块、nb-iot通信模块、lora通信模块、wifi通信模块、蓝牙通信模块、zigbee通信模块或者有线通信模块。
43.所述噪音采集模块23包括若干个麦克风231，各所述麦克风231均与mcu22连接，并均设于所述壳体21表面，具体实施时，可基于实际应用场景匹配所述麦克风231的灵敏度。
44.所述喇叭发声模块24包括若干个喇叭241，各所述喇叭241均与mcu22连接，并均设于所述壳体21表面，具体实施时，可基于实际应用场景匹配所述喇叭241的功率和尺寸。
45.所述充电接口253为usbtypec接口。
46.所述降噪单元2还包括一指示灯27，设于所述壳体21表面，并与所述mcu22连接。
47.还包括一服务器3，与所述第一通信模块15连接。
48.本发明一种阵列式隐形声屏障的工作原理：
49.应用于工业厂房内部降噪：在厂房内部四周立柱的合适位置，安装多个所述降噪单元2形成降噪阵列，当厂房内的机器设备发出轰鸣声时，所述控制主机1控制各降噪单元2发出干涉声波，降低厂房内部噪音，为厂房内部生产人员提供一个相对安静的工作环境。
50.应用于建筑施工降噪：在建筑工地围挡上，安装所述阵列式隐形声屏障100，所述控制主机1通过噪音采集模块23采集噪音数据后，利用现有的声波分析器对噪音数据进行计算得到对应的干涉声波，并控制所述喇叭发声模块24播放干涉声波，最终让施工噪音达标排放。
51.应用于社会生活降噪：在广场舞场地四周设置所述阵列式隐形声屏障100，在不影响广场环境美观的条件下，通过所述喇叭发声模块24播放干涉声波，将广场舞噪音限制在局部范围内，减少噪音外泄，解决年轻人和大妈之间的需求矛盾。
52.应用于交通运输降噪：在市政道路两侧，在路灯杆上安装所述降噪单元2，每当汽车驶过产生噪音时，所述控制主机1控制喇叭发声模块24播放干涉声波即时降低汽车噪音对环境的影响。
53.本发明一种阵列式隐形声屏障的降噪方法的较佳实施例，包括如下步骤：
54.步骤s10、将各降噪单元布设在需要降噪的区域，通过电源模块给降噪单元上电进行初始化；
55.步骤s20、降噪单元通过噪音采集模块采集环境的噪音，并依次通过第二通信模块以及第一通信模块发送给控制主机；
56.步骤s30、控制主机预先设置各频率段对应的干涉声波，控制主机的工控主板通过预先安装的声波分析器分析接收的噪音的频率，基于所述频率对应的频率段匹配对应的干涉声波，并将所述干涉声波发送给降噪模块；
57.步骤s40、降噪模块控制喇叭发声模块播放接收的所述干涉声波，通过所述干涉声波对噪音进行干涉进而进行降噪。
58.还包括：
59.步骤s50、降噪单元通过指示灯指示当前的工作状态，控制主机将接收的所述噪音上传服务器进行大数据分析。
60.综上所述，本发明的优点在于：
61.通过设置若干个降噪单元与控制主机连接，各降噪单元设有噪音采集模块和喇叭发声模块，各降噪单元通过噪音采集模块采集噪音并发送给控制主机，控制主机利用现有的声波分析器分析噪音的频率，控制各降噪单元的喇叭发声模块播放对应的干涉声波对噪音进行干涉，进而对各降噪单元覆盖的区域的环境噪音进行主动降噪，相对于传统上的被动式降噪，极大的提升了降噪效果。
62.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

技术特征：

1.一种阵列式隐形声屏障，其特征在于：包括一个控制主机以及若干个降噪单元；所述控制主机包括一工控主板、一cpu、一内存、一硬盘以及一第一通信模块；所述降噪单元包括一壳体、一mcu、一噪音采集模块、一喇叭发声模块、一电源模块以及一第二通信模块；所述工控主板分别与cpu、内存、硬盘以及第一通信模块连接；所述mcu分别与噪音采集模块、喇叭发声模块、电源模块以及第二通信模块连接；所述第一通信模块与第二通信模块连接；所述mcu以及第二通信模块均设于壳体内部；所述噪音采集模块以及喇叭发声模块均设于壳体表面；所述电源模块包括一锂电池、一太阳能充电板、一充电接口以及一充电插头；所述锂电池分别与太阳能充电板、充电接口、充电插头以及mcu连接。2.如权利要求1所述的一种阵列式隐形声屏障，其特征在于：所述第一通信模块以及第二通信模块均为2g通信模块、3g通信模块、4g通信模块、5g通信模块、nb-iot通信模块、lora通信模块、wifi通信模块、蓝牙通信模块、zigbee通信模块或者有线通信模块。3.如权利要求1所述的一种阵列式隐形声屏障，其特征在于：所述噪音采集模块包括若干个麦克风，各所述麦克风均与mcu连接，并均设于所述壳体表面。4.如权利要求1所述的一种阵列式隐形声屏障，其特征在于：所述喇叭发声模块包括若干个喇叭，各所述喇叭均与mcu连接，并均设于所述壳体表面。5.如权利要求1所述的一种阵列式隐形声屏障，其特征在于：所述充电接口为usbtypec接口。6.如权利要求1所述的一种阵列式隐形声屏障，其特征在于：所述降噪单元还包括一指示灯，设于所述壳体表面，并与所述mcu连接。7.如权利要求1所述的一种阵列式隐形声屏障，其特征在于：还包括一服务器，与所述第一通信模块连接。8.一种阵列式隐形声屏障的降噪方法，其特征在于：所述方法需使用如权利要求1至7任一项所述的声屏障，包括如下步骤：步骤s10、将各降噪单元布设在需要降噪的区域，通过电源模块给降噪单元上电进行初始化；步骤s20、降噪单元通过噪音采集模块采集环境的噪音，并依次通过第二通信模块以及第一通信模块发送给控制主机；步骤s30、控制主机预先设置各频率段对应的干涉声波，控制主机的工控主板通过预先安装的声波分析器分析接收的噪音的频率，基于所述频率对应的频率段匹配对应的干涉声波，并将所述干涉声波发送给降噪模块；步骤s40、降噪模块控制喇叭发声模块播放接收的所述干涉声波，通过所述干涉声波对噪音进行干涉进而进行降噪。9.如权利要求8所述的一种阵列式隐形声屏障的降噪方法，其特征在于：还包括：步骤s50、降噪单元通过指示灯指示当前的工作状态，控制主机将接收的所述噪音上传服务器进行大数据分析。

技术总结

本发明提供了降噪设备技术领域的一种阵列式隐形声屏障及降噪方法，声屏障包括控制主机、降噪单元；控制主机包括工控主板、CPU、内存、硬盘、第一通信模块；降噪单元包括壳体、MCU、噪音采集模块、喇叭发声模块、电源模块、第二通信模块；工控主板分别与CPU、内存、硬盘、第一通信模块连接；MCU分别与噪音采集模块、喇叭发声模块、电源模块、第二通信模块连接；第一通信模块与第二通信模块连接；噪音采集模块以及喇叭发声模块均设于壳体表面；电源模块包括锂电池、太阳能充电板、充电接口、充电插头；锂电池分别与太阳能充电板、充电接口、充电插头、MCU连接。本发明的优点在于：实现对环境噪音进行主动降噪，极大的提升了降噪效果。极大的提升了降噪效果。极大的提升了降噪效果。